第9章 地下洞室围岩稳定性分析

第9章 地下洞室围岩稳定性分析第9章地下洞室围岩稳定性分析§9.1概述§9.2围岩重分布应力计算§9.3围岩的变形与破坏§9.4围岩压力计算§9.5围岩抗力与极限承载力§9.1概述1、地下洞室地下洞室(undergroundcavity)是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。2、地下洞室的分类地下洞室的分类按用途分：矿山巷道（井）、交通隧道、水工隧道、地下厂房（仓库）、地下军事工程按洞壁受压情况分：有压洞室、无压洞室按断面形状分：圆形、矩形、城门洞形、椭圆形按与水平面关系分：水平洞室、斜洞、垂直洞室（井）按介质类型分：岩石洞室、土洞按应力情况分：单式洞室、群洞开挖完成后的结构图隧道锚杆弯矩与轴力分布曲线围岩应力重分布问题围岩应力重分布问题——重分布应力重分布应力计算计算围岩变形与破坏问题围岩变形与破坏问题——位移计算位移计算、破坏区确定破坏区确定围岩压力问题围岩压力问题——围岩压力计算围岩压力计算有压洞室围岩抗力问题有压洞室围岩抗力问题——围岩抗力计算围岩抗力计算3、洞室围岩力学问题hV§9.2围岩重分布应力计算围岩应力计算：围岩应力计算：①开挖前岩体天然应力状态的确定开挖前岩体天然应力状态的确定②开挖后开挖后围岩重分布应力围岩重分布应力的计算的计算③支护衬砌后围岩应力状态的改善支护衬砌后围岩应力状态的改善重分布应力重分布应力：地下开挖扰动后在围岩中形成的新的应力地下开挖扰动后在围岩中形成的新的应力。重分布应力与围岩性质重分布应力与围岩性质、洞形洞形、洞室受外力状态有关洞室受外力状态有关一、无压洞室围岩重分布应力计算无压洞室围岩重分布应力计算1、弹性围岩重分布应力、弹性围岩重分布应力坚硬致密的块状岩体，围岩呈弹性变形。坚硬致密的块状岩体，围岩呈弹性变形。可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体，可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体，其围岩重分布应力可根据弹性力学计算。其围岩重分布应力可根据弹性力学计算。如果洞室半径相对洞长很小，按平面应变问题如果洞室半径相对洞长很小，按平面应变问题考虑，概化为考虑，概化为受均布压力受均布压力的薄板中心小圆孔周的薄板中心小圆孔周边应力分布的计算问题。边应力分布的计算问题。MxVHMxVMxH=+•假定洞室开挖在天然应力比值系数为λ的岩体中，则问题可简