围岩稳定性评价

第7章 岩土工程稳定性评价教学提示：通过本章的学习，要求学生在了解地基、基坑以及围岩稳定性评价的基本内容的基础上，能将工程地质学的基本知识点与工程实践紧密结合，理解岩土工程稳定性评价的重要意义。

教学要求：岩土工程在施工过程中必然受到自然和人为等不确定性因素的影响，使得系统的稳定性的分析成为更加复杂的工作。

学习本节内容时，要求能理论联系实际，对地基、基坑及围岩的稳定性进行系统的理解，重点是评价的目标及主体内容，以便更好地确保建设工程在施工和运行过程中稳定性，确保工程的安全、高效。

对任何地表建筑物而言，其地下工程部分均属于隐蔽建筑，它的勘察、设计和施工质量直接关系到整个建筑物的安危。

实践证明各种事故，均与地基基础有关，一旦发生问题，补救起来也非常困难。

岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素，以及地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要时，路基边坡的稳定性分析就显得十分重要。

7.1 地基稳定性评价处理由于地面空间逐渐减少，在一些薄弱地段兴建工程的情况越来越多。

地层一般进入稳定变形期之后，有些建筑物不采取任何抗变形措施均可施工；但有时由于受特殊地质因素影响，地基未能达到长期稳定，将会给工程留下隐患；或者某些拟建的重要建筑物对地表稳定性要求很高，此时就应该考虑地表进入稳定期后对残余变形的影响。

地基是直接支承建(构)筑物重量的地层有天然地基与人工地基之分。

天然地基是未经加固的地基，基础直接砌置其上；人工地基是经人工加固处理后的地基，若基础埋置深度小于5 m时称为浅基，基础埋置深度等于或大于5 m时称为深基。

基础指的是建(构)筑物在地下直接与地基相接触的部分。

图7.1给出了地基与基础的示意图。

地基稳定性研究是各种建筑物与构筑物岩土工程勘察与设计中的最主要任务。

地基稳定性包括地基强度和变形两部分。

若建筑物荷载超过地基强度、地基的变形量过大，则会使建筑物出现裂隙、倾斜甚至发生破坏。

为了保证建筑物的安全稳定、经济合理和正常使用，必须研究与评价地基的稳定性，提出合理的地基承载力和变形量，使地基稳定性同时满足强度和变形两方面的要求。

井下工程岩体稳定性评价与灾害预防在井下工程中，岩体的稳定性评价和灾害预防是至关重要的领域。

岩体稳定性评价的目的是确定井下工程中岩体的强度、围岩的破坏机制以及岩体的稳定性，以便采取相应的措施来预防灾害的发生。

本文将探讨井下工程岩体稳定性评价的方法和灾害预防的措施。

首先，对于岩体稳定性评价来说，最常用的方法之一是岩石力学参数测试。

通过对岩石样本进行试验，可以得到岩石的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等力学参数。

这些参数的测试可以根据不同的岩石类型和井下工程的具体情况来选择，以确保评价结果的准确性。

同时，还可以利用非破坏性测试技术，如地质雷达和声波测试，来获取更多的岩石力学参数。

这些测试结果将成为评价岩体稳定性的重要依据。

其次，岩体结构与构造特征的分析也是岩体稳定性评价的重要内容。

通过对岩体的结构与构造特征的研究，可以得知岩体中的裂隙、节理、断层等情况。

这些特征对于岩体的稳定性具有重要的影响，因为它们可能是岩体破坏的易发区域。

因此，在评价岩体稳定性时，需要考虑这些特征对岩体强度和稳定性的影响，以便采取相应的支护和加固措施。

除了岩体稳定性评价，灾害预防也是井下工程的核心任务之一。

灾害种类繁多，例如岩石坍塌、地面塌陷、水涌等。

井下工程中的灾害预防主要包括两个方面，即主动预防和被动防护。

主动预防是指在井下工程施工过程中，通过控制破岩方法和工作面进度等方式，尽量减少岩体破坏的发生。

被动防护是指通过设置支护结构和排水设施等措施，以减轻岩体破坏的影响。

主动预防的措施主要包括选用合适的破岩方法和施工方案。

在井下工程中，破岩方法的选择直接影响到岩体的稳定性。

不同的岩石类型和岩体特征需要采用不同的破岩方法，如爆破、机械掘进等。

此外，施工方案的制定也需要考虑到井下工程的具体情况，如块体大小、施工进度等。

通过科学合理地选用破岩方法和施工方案，可以最大程度地减少岩体破坏的发生。

被动防护的措施包括设置支护结构和排水设施。

对于岩体稳定性较差的地区，需要设置支护结构来增强防护能力。

收稿日期22作者简介罗选红(—),男,5年毕业于同济大学工程地质专业,工学硕士,工程师。

文章编号:167227479(2010)022*******包西铁路施工期隧道水平层状围岩稳定性评价与支护罗选红(中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安　710054)Eva lua ti on on Stab ility of Sur r ound i n g Rock i n Hor i zon ta l La yer forTunnel i n Con str ucti on and Its Suppor ts on Baox i Ra ilw a yLuo Xuanhong 摘　要　以包西(包头—西安)铁路水平岩层区施工期间隧道围岩稳定性分析评价为主线,以保护围岩的自稳和指导施工为目的,从围岩的工程地质条件入手,通过对施工过程中围岩的变形破坏模式分析和围岩的稳定影响因素分析,确立了包西线水平岩层地区隧道围岩定性评价的工程地质评价体系,对隧道围岩分类评价和合理支护措施提供依据。

关键词　施工期　水平岩层　围岩稳定性评价　支护措施中图分类号:U45613 文献标识码:B 在进行隧道设计时,尽管进行了地质勘探,但是由于隧道工程围岩状况的复杂多变以及理论上的不完善,对围岩性质事先难以完全掌握。

在施工过程中暴露出的围岩才是真实的围岩,原设计往往不尽合理。

另一方面,设计阶段地质工作的精度难以达到施工阶段地质工作所能达到的精度,对围岩级别的划分是粗略的,还可能出现围岩级别设计失误的现象。

因此,在隧道施工期间,应进一步对隧道围岩的稳定性进行评价,对围岩级别进行准确鉴定,并依据围岩的地质条件提出恰如其分的施工建议,特别是预支护建议。

隧道施工过程中的围岩稳定性评价,即围岩级别的鉴定采用类比法,依据隧道围岩级别分级表,并充分考虑围岩地下水和地应力特征下进行。

首先通过围岩的工程地质特征、围岩结构完整状态的分析,依据隧道围岩分级表初步确定围岩级别,再依据地下水情况和地应力特征,以及毛洞开挖后围岩的稳定程度三项指标最终确定围岩级别[1]。

煤矿巷道掘进围岩变形及稳定性分析摘要：巷道作为矿山开采的主要载体之一，其数量和长度逐年增加。

巷道由于其特殊的工作目的，属于深埋于沉积岩地层中的地下工程，不同于地面工程。

地下深部围岩变形大，稳定性差。

巷道掘进工作面围岩的稳定性会受到多种因素的影响。

因此，在煤矿巷道掘进过程中围岩的变形与稳定性监测具有十分重要的意义。

一是要保证巷道的绝对安全，这就需要支护达到理想效果；二是尽可能地保证掘进速度，达到节约成本的目的。

本文对煤矿巷道掘进围岩变形及稳定性进行了分析，为工程安全建设提供支撑与参考。

关键词：煤矿巷道掘进;围岩变形;稳定性引言由于采矿巷道在开采影响下会发生变形和破坏，难以维持。

因此，煤矿在巷道开采过程中一般选择避免相邻工作面开采影响，即在相邻工作面开采完成后，等待采空区上覆岩层的运动趋于稳定。

再开始掘进下区段回采巷道。

但某些矿井由于采掘关系安排不当，特别是单翼采区布置时需在邻近工作面回采的同时掘进下一工作面回采巷道。

为了保证采掘工作顺利接续，回采工作面和巷道掘进“相对而行”的情况越来越频繁。

在对采对掘普遍出现的环境下，迎采巷道围岩变形失稳，锚杆和锚索支护部分失效，围岩控制更为困难，严重影响矿井的安全高效生产。

1变形机制（1）岩体的重力应力。

随着隧道深度的增加，岩体中储存的内部弹性能也增加。

巷道开挖时，围岩应力状态受到扰动，稳定的三维应力场变为不稳定的二维应力场，释放出巨大的应变能，导致巷道变形破坏。

特别是对于深软岩巷道，这种情况更为明显。

围岩的埋深对巷道的变形影响很大，如果不及时采取有效的支护措施，可能会因变形过大而导致巷道不稳定，造成破坏。

（2）地质条件。

巷道的稳定性不仅取决于岩石本身的强度，更重要的是取决于巷道的地质条件，这包括岩体的发育情况、地下水等。

一般来说，围岩的地质结构越发育，围岩的完整性就越差。

（3）巷道开挖的方式。

巷道掘进采用钻爆法，爆破作用下使得围岩松动破碎，导致巷道浅层围岩周围出现一定范围的松动圈。

敲帮问顶围岩观测制度简介在岩石工程和地质灾害研究中，围岩的稳定性是非常重要的问题。

为了对围岩进行准确的评估，加强对围岩的观测和监测就变得非常关键。

敲帮问顶围岩观测制度就是一种非常有效的围岩观测方法。

原理敲帮问顶围岩观测制度主要通过敲击岩石并观察回声来评估围岩的稳定性。

具体地，这个方法包括两个主要的步骤：1.敲帮：用橡胶锤等在岩石表面敲击，用来研究岩体结构及强度。

2.问顶：用锤子轻敲或抖动顶部的几何，用来判断岩质层位及拼合情况，以及地应力状态。

通过这两个步骤，可以获得关于围岩内部结构、稳定性和应力状态的信息。

优点相比于其他围岩观测方法，敲帮问顶围岩观测制度有以下优点：1.快速：对于一些表面没有太多裂缝的围岩，使用本方法可以快速获得关于围岩稳定性的信息。

2.准确：通过敲击岩石并听取回声，可以较准确地判断围岩的内部结构及应力状态。

3.适用性较强：敲帮问顶围岩观测制度不仅适用于一般井巷和孔洞，也适用于各类对地应力变化敏感的构造物。

总的来说，敲帮问顶围岩观测制度是一种简单、快速、有效的围岩观测方法，被广泛应用于各种岩石工程的评估和监测中。

应用场景敲帮问顶围岩观测制度可以应用于众多的岩石工程和地质灾害研究中，例如：1.岩石稳定性评价：对于一些表面没有太多裂缝的围岩，使用本方法可以迅速获得关于围岩稳定性的信息。

2.孔洞治理：使用本方法可以快速获得各类孔洞的内部结构及稳定性，根据这些信息设计相应的治理措施。

3.插入式承压管道分析：敲帮问顶围岩观测制度可以用来分析插入式承压管道穿越岩石的稳定性。

结论敲帮问顶围岩观测制度是一种简单、快速、有效的围岩观测方法。

它可以帮助工程师和研究人员获得关于围岩稳定性的准确信息，针对不同的使用场景设计相应的治理和维护措施。

该方法已经在各种岩石工程和地质灾害研究中得到广泛应用。

第６、7章 地下工程围岩稳定性分析学习指导：本章主要介绍了两部分内容：（一）山岩压力与围岩稳定性分析，（二）有压隧洞稳定性分析。

前部分介绍了围岩应力重分布，地下洞室脆性围岩和塑性围岩的变形破坏形式，影响地下工程岩体稳定的因素，着重介绍了山岩压力与围岩稳定性分析方法，其中包括山岩压力的概念、影响因素，太沙基理论；后部分重点介绍了围岩内附加应力的计算、有压隧洞围岩和衬砌的应力计算。

重 点：1 地下洞室开挖引起的围岩应力重分布2 地下洞室围岩的变形破坏3 地下工程岩体稳定性的影响因素4 洞室围岩稳定性分析6.1 地下洞室开挖引起的围岩应力重分布由于在岩体内开挖洞室，洞室围岩各质点的原有应力的平衡状态就受到破坏，各质点就要产生位移调整，以达到新的平衡位置。

岩体内某个方向原来处于紧张压缩状态，现在可能发生松胀，另一个方向可能反而挤压的程度更大了。

相应地，围岩内的应力大小和主应力方向也发生了改变，这种现象叫做围岩应力重分布。

围岩应力重分布只限于围岩一定范围内，在离洞壁较远的岩体内应力重分布甚微，可以略去不计。

地下开挖引起的围岩变形是有一定规律的。

变形终止时围岩内的应力就是重新分布的应力。

这个重新分布的应力对于评价围岩的稳定性具有重要意义。

为了便于说明起见，我们在这一节中对于最简单的条件(即在连续的均质的各向同性的岩体内开挖圆形隧洞，而且岩体的侧压力系数10=K ，即静水压力式的初始应力状态)下的围岩应力重分布问题，作定性分析，以便对于应力重分布的情况有一概念。

如图6-1所示，设岩体为连续的、均质的以及各向同性的，其侧压力系数为10=K ，亦即岩体的初始应力状态为静水压力式的。

此外，洞室的长度远较横截面的尺寸为大，所以可作为平面应变问题来研究。

在地下开挖以前，岩体内任一点A 的应力，即等于该点的自重应力v p ，而且由于10=K ，所以通过该点任何方向的应力都是v p 。

如果用极坐标来表示该点的应力状态，则该点的应力为：v r p =0σv p =0θσ式中 0r σ 岩体的径向应力；0θσ 岩体的切向应力。