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1、隧道围岩的概念及其性质
(1)隧道围岩的概念
(2)隧道围岩的工程性质
(3)围岩与隧道工程的相互关系
1、隧道围岩的概念及其性质
(1)隧道围岩的概念
定义:隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩(土)体
隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。
围岩
(6-10倍洞径)
1、隧道围岩的概念及其性质
(1)隧道围岩的概念
注意几个问题:
围岩≠岩体
围岩不是整个岩土体,是受隧道建设影响(工程意义上的影响)的那部分岩土体
岩体≠岩石
岩体=岩石+结构面
围岩既可能是岩质,也可能是土质,或是二者混合体
1、隧道围岩的概念及其性质
(2)隧道围岩的工程性质
物理性质
质量指标(密度、容重等)
孔隙指标(孔隙率等)
水理指标(吸水率、含水率、饱水率等)
其它指标(膨胀性、软化性、抗冻性等)
力学性质
强度指标(抗拉、抗剪、抗压等)
变形特性(压缩变形、剪切变形、流变等)
注意岩体和岩石性质的差异
1、隧道围岩的概念及其性质
(2)隧道围岩的工程性质
质量指标(密度、容重等)
岩石单位体积(包括岩石中孔隙体积)的质量和重量称为密度和容重。
可分为:天然密度、饱和密度、干密度、颗粒密度等
孔隙指标(孔隙率、孔隙比)
岩石试样中孔隙体积与试样体积的百分比称为孔隙率。
孔隙体积与固体体积的比值称为孔隙比
1、隧道围岩的概念及其性质
(2)隧道围岩的工程性质
水理指标(含水率、吸水率、饱水率等)
含水率是天然状态下岩石中水的重量与岩石干重量的百分比。
吸水率是干燥岩样在室温和一个大气压下吸入水的重量与岩石干重量的百分比。
饱水率是岩石在强制饱和状态下岩样的最大吸入水的重量与岩石干重量的百分比。
饱水系数是吸水率与饱水率的百分比。
1、隧道围岩的概念及其性质
(2)隧道围岩的工程性质
其它物理指标(膨胀性、抗渗性、软化性、抗冻性等)
膨胀性是岩石浸水后体积增大的性质,用膨胀率和膨胀力衡量。
渗透性是在水压力作用下,岩石孔隙和裂隙透过水的能力,用渗透系数衡量。
软化性是岩石与水相互作用时强度降低的特性,用软化系数衡量。
抗冻性是岩石抗冻融破坏的性能,用抗冻系数衡量。
1、隧道围岩的概念及其性质
(2)隧道围岩的工程性质
强度指标(抗压、抗拉、抗剪等)
岩石在荷载作用下破坏时承受的最大荷载应力称为强度。包括抗压、抗拉、抗剪强度等,其中以抗压和抗剪为最为重要,很少考虑抗拉强度。
变形指标(压缩、剪切、流变等)
影响因素十分复杂。包括作用力的大小和方式;岩石物理性质,如矿物组成和结构构造;变形条件,如围压、温度、孔隙压力、时间、含水量等。
2、影响隧道围岩稳定性的因素
(2)影响因素详解
2) 结构面的性质和空间组合状态
结构面性质
结构面成因
结构面光滑程度
结构面充填状态
结构面规模
结构面空间组合(相互位置)
结构面密集程度