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隧道工程地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)概念
本文針對隧道工程地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)概念做了一個(gè)小結,主要包括地下結構、支護結構、地層、周邊圍巖、圍巖穩定性的概念介紹。
1、地下結構與支護結構
首先我們來(lái)看一下地上結構與地下結構的一些對比圖:
隧道是一種結構體系同時(shí)也是一種地下結構體系,隧道工程是地下工程的一種主要形式。
地下結構一般包括支護結構和周邊圍巖,支護結構主要用于約束底層、限制變形和坍塌,圍巖對支護結構有嵌固作用。
2、地層
地層是地下結構承載的主體,是地下結構荷載的主要來(lái)源,可以承擔來(lái)自圍巖和水的壓力。一般地質(zhì)勘探、地形線(xiàn)路勘測、地質(zhì)預報、施工等都是在地層中進(jìn)行。
3、周邊圍巖
圍巖是地層的一部分,是隧道開(kāi)挖后對其穩定性產(chǎn)生影響的那部分巖(土)體或隧道開(kāi)挖影響的那部分巖體。在隧道開(kāi)挖和支護過(guò)程中,圍巖將產(chǎn)生應力重分布,其性質(zhì)也發(fā)生變化。
圍巖的邊界:開(kāi)挖引起的應力變化可以忽略不計的地方。
圍巖是直接影響隧道穩定性的因素,圍巖的好壞直接影響隧道的設計施工及造價(jià),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):
巖石與巖體的區別:巖石具有勻質(zhì)、連續、各向同性的性質(zhì),巖體具有明顯的非勻質(zhì)、不連續、各項異性。
巖體的力學(xué)性質(zhì)可通過(guò)現場(chǎng)試驗和室內試驗獲取,兩者各有其缺點(diǎn),現場(chǎng)試驗真實(shí),但費時(shí)、費錢(qián),室內試驗不已取樣且代表性差,工程中應根據實(shí)際情況選擇是現場(chǎng)試驗還是室內試驗。
3.2巖體的變形特性
巖體一般會(huì )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:
沿結構面滑動(dòng):結構面起主導作用;
沿巖石斷裂:巖石起主導作用;
在結構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:巖體的變形或應力隨時(shí)間而變化-時(shí)間效應;
蠕變:指應力不變,而應變隨時(shí)間增長(cháng);
松弛:應變不變,而應力隨時(shí)間而衰減;
4、圍巖穩定性
4.1研究圍巖穩定性的意義
圍巖的穩定性:隧道開(kāi)挖后,在不支護條件下圍巖的穩定程度 。
研究圍巖的穩定性,如何促使圍巖穩定!是隧道工程的頭等大事。
圍巖級別可用于:判斷圍巖穩定性,判斷施工難易程度,投資依據,結構分析計算的依據等。
4.2影響圍巖穩定性的因素
影響圍巖穩定性的因素可分為兩大類(lèi):
地質(zhì)因素(客觀(guān)因素):巖體結構特征,結構面性質(zhì)和空間的組合,巖石的力學(xué)性質(zhì),地下水的影響,圍巖的初始應力狀態(tài)。
人為因素(主觀(guān)因素、工程因素):隧道尺寸,支護結構性質(zhì):強、弱,隧道開(kāi)挖方法
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