,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,围岩分级,围岩分级,围岩分级,概述,1,围岩分级及其作用,2,影响围岩稳定的因素,3,围岩分级概述1围岩分级及其作用2影响围岩稳定的因素3,围岩分级,1,概述,围岩分级1概述,1.,概述,1.,地面结构体系和地下结构体系的区别：,地面结构体系：,地面结构体系一般都是由结构和地基所组成，地基在结构底部起约束作用，除了自重外，荷载都是来自外部，如人群、车载、水力、风力等等。,地面结构,1.概述 1.地面结构体系和地下结构体系的区别：地面结构,1.,概述,1.,地面结构体系和地下结构体系的区别：,地下结构：,是由周边围岩和支护结构两者组成共同并相互作用的结构体系，即,地下结构支护结构周边围岩,；其中以地层为主，各种围岩都是具有一定程度的自支承能力的介质，即周边围岩在很大程度上是地下结构承载的主体，支护仅用来约束地层，不使它产生过大的变形而破坏、坍塌。地下结构所承受的荷载又主要来自结构体系的本身,地层，故称为地层压力或围岩压力。所以说，在地下结构体系中，,地层既是承载结构的基本组成部分，又是造成荷载的主要来源,。这种合二为一的作用机理与地面结构是完全不同的。,1.概述 1.地面结构体系和地下结构体系的区别：,1.,概述,地下结构,1.概述 地下结构,2.1,概述,1.,围岩,隧道围岩是指地壳中受隧道开挖影响的那一部分岩体，或是指对隧道稳定性有影响的那一部分岩体。这部分岩体在隧道开挖和支护过程中，将产生应力重新分布，其性质也有所变化。,2.1概述1.围岩,2.1,概述,2.,围岩分级的目的,作为选择施工方法的依据；,进行科学管理及正确评价经济效益；,确定结构上的荷载（松散荷载）；,给出衬砌结构的类型及其尺寸；,制定劳动定额、材料消耗标准基础等。,2.1概述2.围岩分级的目的,围岩分级,2,围岩分级及其作用,围岩分级2围岩分级及其作用,2.1,隧道围岩分级的因素指标及其选择,1.,隧道围岩分级的因素指标及其选择,围岩分级的指标，主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素。,1,）围岩分级指标,（,1,）单一岩性指标,（,2,）综合岩性指标,（,1,）单一岩性指标,岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级指标，具有试验简单，数据可靠的优点；,岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数；,岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。,2.1隧道围岩分级的因素指标及其选择1.隧道围岩分级的因素,2.1,隧道围岩分级的因素指标及其选择,综合岩性指标,岩体的弹性波传播速度：弹性波传播速度与岩体的强度和完整性成正比，其指标反映了岩石的力学性质和岩体的破碎程度的综合因素，通常用,K,v,来评价：,K,v,0.75,0.75,0.55,0.55,0.35,0.35,0.15,90,为优质；,75,RQD 90,为良好；,50,RQD 75,为好；,25,RQD 50,为差；,RQD 95,8575,7586,5075,2550,550,550451,450351,350251,4.5,3.54.5,2.54.0,1.53.0,1.02.0,1.0,（饱和粘土）,I,0.8,1.0,0.60.8,0.40.6,0.20.4,0.2,2.3我国公路隧道分级3.公路隧道围岩分级,2.3,我国公路隧道分级,4.,隧道施工围岩分级,施工阶段围岩判定具有直接性、可靠性、重要性特征，因此，施工阶段围岩级别的判定是一个重要而现实的问题。,施工中围岩分级采用,定性与定量相结合,的方法。调查和测试内容包括掌子面节理统计及分析、断层、层理、片麻理等各种结构面的特征研究，岩石强度点荷载试验、掌子面岩体声波测试，掌子面结构面回弹测试、岩块容重测试，地下水情况调查、地应力特征的工程地质分析及岩性判别,.,2.3我国公路隧道分级4.隧道施工围岩分级,2.3,我国公路隧道分级,4.,隧道施工围岩分级,评定因素采用,围岩坚硬程度、围岩完整性程度、和地下水状态,三项因素，细分为十三个子因素，即,3,13,评定。,在三个因素中，,最困难的是围岩完整性程度的评定,，重点是如何根据掌子面的地质数据评价围岩的完整程度。根据对国内外施工阶段围岩分级的调查，应采用多种方法对围岩完整程度进行分级，采用定性和定量相结合的方法,2.3我国公路隧道分级4.隧道施工围岩分级,2.3,我国公路隧道分级,隧道施工围岩分级 即,3,13,评定,2.3我国公路隧道分级隧道施工围岩分级 即313评定,2.3,我国公路隧道分级,捶击法描述掌子面状况,掌子面节理统计,掌子面结构面回弹试验,岩体声波测试,岩石取样分析,岩石点荷载试验,岩石声波测试,岩石容重试验,2.3我国公路隧道分级捶击法描述掌子面状况掌子面节理统计掌,2.3,我国公路隧道分级,断面位置,桩号：,日期：,描述：,定性分级,岩石坚硬程度,锤击声,1.,清脆,;2.,较清脆,;3.,不清脆,;4.,哑,;,回弹强度,1.,有回弹,;2.,有轻微回弹,;3.,无回弹,;,手触感觉,1.,震手,;2.,稍震手,;,击碎难易程度,1.,难击碎,;2.,较难击碎,;3.,较易击碎,;4.,易击碎,;5.,手可捏碎,吸水反应,1.,大多无吸水反应,;2.,有轻微吸水反应,;3.,指甲可刻出印痕,;,4.,手可掰开,;5.,可捏成团,岩石完整程度,结构面发育程度,组数,1.1-2,组,;,2.2-3,组,;,3.3,组以上,;,4.,无序,平均间距,m,1.,1.0;,2.1.0,0.4;,3.0.4,0.2,4.,0.2,主要结构面的结合程度,好,1.,张开度小于,1mm,无充填物,;2.,张开度,1-3mm,为硅质或铁质胶结,;3.,张开度大于,3mm,结构面粗糙,为硅质胶结,;,一般,4.,张开度,1-3mm,为钙质或泥质胶结,;,5.,张开度大于,3m.,结构面粗糙,为铁质或钙质胶结,;,差,6.,张开度,1-3mm,结构面平直,为泥质或泥质和钙质胶结,;,7.,张开度大于,3mm,多为泥质或岩屑充填,;,很差,8.,泥质充填或泥夹岩屑充填,充填物厚度大于起伏度,主要结构面类型,1.,节理、裂隙、层面；,2.,节理、裂隙、层面、小断层；,3.,各种类型结构面,相应结构类型,1.,整体状或巨厚状结构,2.,块状或厚层状结构,3.,块状结构,4.,裂隙块状或中厚层结构,5.,镶嵌碎裂结构,6.,中、薄层状结构,7.,裂隙块状结构,8.,碎裂状结构,9.,散体,结构,掌子面地质调查现场记录表,2.3我国公路隧道分级断面位置桩号：日期：描述：定性分级,2.3,我国公路隧道分级,定量分级,修正情况,地下水,1.,潮湿或呈滴状,;2.,淋雨状或涌流状出水,水压,0.1MPa,或单位出水量,10L/min.m;3.,淋雨状或涌流状出水,水压,0.1MPa,或单位出水量,10L/min.m,主要软弱结构面,结构面走向与洞轴线夹角,结构面倾角,初始应力,极高,应力区,1.,硬质岩,:,开挖过程中时有岩爆发生,有岩块弹出,洞壁岩体有剥落,新生裂缝多,;,成洞性差,;,2.,软质岩,:,岩芯有饼化现象,开挖过程中洞壁有剥落,位移极为显著,甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞,高应,力区,3.,硬质岩,:,开挖过程中可能出现岩爆,洞壁岩体有剥落和掉块现象,新生裂缝较多，成洞性差,;,4.,软质岩,:,岩芯时有饼化现象,开挖过程中洞壁岩体位移显著,持续时间较长，成洞性差,接上表,2.3我国公路隧道分级定量分级修正情况地下水1.潮湿或呈滴,围岩分级,3,影响围岩稳定的因素,围岩分级3影响围岩稳定的因素,3.,影响围岩稳定的因素,1.,围岩稳定性,：地层被挖成隧道后的稳定程度称为隧道围岩的稳定性，这是一个反映地质环境的综合指标。,2.,隧道围岩失稳破坏性态,隧道围岩变形、破坏和岩体结构的关系十分密切，根据工程实践观察，大致有以下五种情况：,1,）脆性破裂,2,）块状运动,3,）弯曲折断破坏,4,）松动解脱,5,）塑性变形和剪切破坏,3.影响围岩稳定的因素1.围岩稳定性：地层被挖成隧道后的稳,3.,影响围岩稳定的因素,3.,坑道开挖后的稳定性,根据坑道开挖实践，坑道开挖后的稳定性可分为以下几类：,1),充分稳定的,坑道在长时间内有足够的自稳能力，无需任何人为支护而能维持稳定，无坍塌、偶尔有掉块。,2),基本稳定的,坑道会因爆破、岩块结合松弛等而产生局部掉块，但不会引起坑道的坍塌，坑道是稳定的。,3),暂时稳定的,大多数坑道是属于这个类型的。坑道开挖后呈现出不同程度的坍塌现象，坍塌后的,坑道呈拱形而处于暂时稳定状态。,4),不稳定的,3.影响围岩稳定的因素3.坑道开挖后的稳定性,3.,影响围岩稳定的因素,4.,影响围岩稳定的因素,影响隧道围岩稳定性的因素一般认为有两类：一类是客观存在的,地质因素,；另一类是设计和施工因素，或称为,人为因素,。,1,）地质因素的影响,岩土体结构状态,岩石的工程性质,地下水的作用和影响,围岩的初应力状态,3.影响围岩稳定的因素4.影响围岩稳定的因素,3.,影响围岩稳定的因素,岩土体结构状态,岩土体结构是长时间地质运动的产物，在地质因素的影响中起着主要作用。,围岩的结构状态通常用其破碎程度或完整状态来表示,岩体的完整状态或破碎程度有两个含义，一是构成岩体的岩块大小，二是这些岩块的组合形态。,岩石的工程性质,岩石的工程性质是多方面的，一般主要指岩石的强度或坚固性。,在岩体结构状态成为控制围岩稳定的主要因素时，强调岩石强度意义是不大的。,岩石强度在完整的岩体中是起主要作用的。,3.影响围岩稳定的因素 岩土体结构状态,3.,影响围岩稳定的因素,地下水的作用和影响,使岩质软化，强度降低，对软岩尤为明显，对土体则可促使其液化或流动；,有软弱结构面的围岩，会冲走充填物或使夹层液化，减少层间摩阻力促使岩块滑动；,在某些围岩中，如石膏、岩盐和蒙脱石为主的粘土岩中，遇水后产生膨胀，在未胶结或弱胶结的砂岩中可产生流砂和潜蚀。,围岩的初应力状态,围岩的初应力状态对岩体的构造一力学特征是有一定影响的。因此，在围岩分级中，如何根据地质构造的特征引进初应力的影响，是需要进一步研究的问题。,3.影响围岩稳定的因素 地下水的作用和影响,3.,影响围岩稳定的因素,2,）设计和施工因素，或人为因素,人为因素也是造成隧道丧失稳定的重要条件。,隧道的形状和尺寸，尤其是跨度影响较为显著,在同类围岩中，跨度愈大，隧道围岩的稳定性就愈差。,支护结构的类型及支护时间,隧道自稳时间：是指从开挖后到顶部开始发生可以察觉到的移动、松弛时为止所经历的时间。,围岩的自稳时间对隧道围岩的稳定性产生重要影响。,3.影响围岩稳定的因素2）设计和施工因素，或人为因素,3.,影响围岩稳定的因素,2,）设计和施工因素，或人为因素,施工方法,在同类岩体中，采用普通爆破法施工和控制爆破法施工，采用矿山法施工和盾构法或掘进机施工，采用大断面开挖和小断面分部开挖，对隧道稳定性的影响都不相同且相差较大。,隧道的埋深,随着埋深的增加，初始应力场也随之增大，因此，在施工过程中也可能出现诸如岩爆或大变形现象。因此，在高应力场或极高应力场的条件下，围岩级别应适当降低。,隧道围岩稳定性与围岩分级是息息相关的。隧道稳定性的分类对选择和确立围岩的分级指标有直接意义。,3.影响围岩稳定的因素2）设计和施工因素，或人为因素,Thank You!,Thank You,