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隧道工程地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)概念

新聞時間:2017-08-30 文章來源: 文章作者:

      本文針對隧道工程地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)概念做了一個小結(jié),主要包括地下結(jié)構(gòu)、支護結(jié)構(gòu)、地層、周邊圍巖、圍巖穩(wěn)定性的概念介紹。
      1、地下結(jié)構(gòu)與支護結(jié)構(gòu)
      首先我們來看一下地上結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)的一些對比圖:

 隧道是一種結(jié)構(gòu)體系同時也是一種地下結(jié)構(gòu)體系,隧道工程是地下工程的一種主要形式。
地下結(jié)構(gòu)一般包括支護結(jié)構(gòu)和周邊圍巖,支護結(jié)構(gòu)主要用于約束底層、限制變形和坍塌,圍巖對支護結(jié)構(gòu)有嵌固作用。

       2、地層
      地層是地下結(jié)構(gòu)承載的主體,是地下結(jié)構(gòu)荷載的主要來源,可以承擔(dān)來自圍巖和水的壓力。一般地質(zhì)勘探、地形線路勘測、地質(zhì)預(yù)報、施工等都是在地層中進行。
      3、周邊圍巖
      圍巖是地層的一部分,是隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖(土)體或隧道開挖影響的那部分巖體。在隧道開挖和支護過程中,圍巖將產(chǎn)生應(yīng)力重分布,其性質(zhì)也發(fā)生變化。
      圍巖的邊界:開挖引起的應(yīng)力變化可以忽略不計的地方。
      圍巖是直接影響隧道穩(wěn)定性的因素,圍巖的好壞直接影響隧道的設(shè)計施工及造價,約為6~10倍隧道直徑,圍巖既指巖體也指土體。

      3.1圍巖的工程性質(zhì):

      巖石與巖體的區(qū)別:巖石具有勻質(zhì)、連續(xù)、各向同性的性質(zhì),巖體具有明顯的非勻質(zhì)、不連續(xù)、各項異性。
      巖體的力學(xué)性質(zhì)可通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗獲取,兩者各有其缺點,現(xiàn)場試驗真實,但費時、費錢,室內(nèi)試驗不已取樣且代表性差,工程中應(yīng)根據(jù)實際情況選擇是現(xiàn)場試驗還是室內(nèi)試驗。

      3.2巖體的變形特性
      巖體一般會受到:受拉、受壓、剪切、流變。
      (1)巖體的受拉性能有限,一般不考慮。
      (2)受壓變形情況如下:

      (3)剪切變形:
      沿結(jié)構(gòu)面滑動:結(jié)構(gòu)面起主導(dǎo)作用;
      沿巖石斷裂:巖石起主導(dǎo)作用;
      在結(jié)構(gòu)面的影響下沿巖石剪斷:介于上述二者之間

      (4)流變特性
      流變:巖體的變形或應(yīng)力隨時間而變化-時間效應(yīng);
      蠕變:指應(yīng)力不變,而應(yīng)變隨時間增長;
      松弛:應(yīng)變不變,而應(yīng)力隨時間而衰減;

      4、圍巖穩(wěn)定性
      4.1研究圍巖穩(wěn)定性的意義
      圍巖的穩(wěn)定性:隧道開挖后,在不支護條件下圍巖的穩(wěn)定程度 。
      研究圍巖的穩(wěn)定性,如何促使圍巖穩(wěn)定!是隧道工程的頭等大事。
      圍巖級別可用于:判斷圍巖穩(wěn)定性,判斷施工難易程度,投資依據(jù),結(jié)構(gòu)分析計算的依據(jù)等。
      4.2影響圍巖穩(wěn)定性的因素
      影響圍巖穩(wěn)定性的因素可分為兩大類:
      地質(zhì)因素(客觀因素):巖體結(jié)構(gòu)特征,結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合,巖石的力學(xué)性質(zhì),地下水的影響,圍巖的初始應(yīng)力狀態(tài)。
      人為因素(主觀因素、工程因素):隧道尺寸,支護結(jié)構(gòu)性質(zhì):強、弱,隧道開挖方法

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