圍巖壓力及埋置類型

初始應(yīng)力平衡狀態(tài)下的三向應(yīng)力：隧道開挖前后的變化硬巖及軟巖在隧道開挖后應(yīng)力重新分布范圍的大小與地質(zhì)條件有關(guān)，一般為隧道開挖跨度的0.5~2.5倍。在堅硬、完整巖體中，由于巖體強度高，影響范圍小，巖體能承受周邊急劇增大的應(yīng)力，可使隧道保持穩(wěn)定，一般只有彈性變形而不會破壞；而在松軟、破碎巖體中，由于巖體不能承受增大的應(yīng)力，在一定范圍內(nèi)的巖石就要松動、破壞并向隧道內(nèi)坍塌。圍巖壓力類型有垂直壓力、側(cè)壓力和底壓力，4.2.2隧道圍巖壓力的確定1）深埋隧道圍巖壓力的確定i——為每增減1m時的圍巖壓力增減率。以B＝5.0m的圍巖垂直均布壓力為準，當B<5.0m時，取i＝0.2；當B＝5.0—15.0m時，取i＝0.1。圍巖類別sVI:呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)硬質(zhì)巖石,Rb>60MPaV:呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)硬質(zhì)巖石,Rb>30MPaIV:呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)III:略具壓密或成巖作用的粘性土、砂性土II:濕的一般碎、卵石土，圓礫、角礫土及黃土I：軟塑狀粘性土及潮濕的粉細砂等表4-3各類圍巖的重度圍巖類別ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ(kN/m3)25.5~27.424.5~26.522.5~24.518.6~21.616.7~19.614.7~16.7注：對Ⅲ類圍巖的老黃土采用16.7~17.6kN/m3；對Ⅱ類圍巖的新黃土采用14.7kN/m3。表4-4圍巖水平均布壓力e圍巖類別Ⅵ、ⅤⅣⅢⅡⅠe0<0.15q(0.15~0.3)q(0.3~0.5)q(0.5~1.0)q必須同時具備下列條件：（1）H/B<1.7，H為隧道開挖高度，B為隧道開挖寬度。（2）不產(chǎn)生膨脹力的圍巖及偏壓不顯著的隧道；（3）采用鉆爆法施工的隧道。注:圍巖分級規(guī)定已經(jīng)改變

2004年JTGD70-2004級別與類別新規(guī)范規(guī)定的定量指標BQ對應(yīng)的新的公式形式：

圍巖級別2）淺埋隧道圍巖壓力的確定按荷載等效高度的判定式為：在新奧法施工的條件下，Ⅰ~Ⅲ類圍巖取，Ⅳ~Ⅵ類圍巖。

界限埋深來源于土拱理論。土質(zhì)較好時，土拱在自然地面以下較淺處形成；土質(zhì)較差時，土拱在深層處形成。三種情況：深埋、淺埋、介于二者之間的中埋（1）埋深H小于或等于荷載等效高度hq圍巖壓力完全由上覆巖（土）柱的重力產(chǎn)生，視為均布時，垂直壓力和水平壓力為：（2）埋深H大于hq、小于Hp在這種情況下，隧道上覆土體下滑時要考慮滑面阻力的影響，否則計算出的壓力值過大。（2）埋深H大于hq、小于HpEFHG巖（土）體下沉，帶動兩側(cè)三棱土體（如圖中FDB及ECA）下沉受到阻力T，整個土體ABDC下沉時，又要受到未擾動巖（土）體的阻力F；AC或BD表示假定的破裂面與水平成角；T未知三棱體ECA中，受到三個力：TFW運用正弦定理：極限狀態(tài)下可以求得

破裂面的夾角總垂直壓力：h-H簡化為：

豎向均布荷載和水平側(cè)壓力課堂練習：

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某隧道通過III類圍巖，采用新奧法設(shè)計與施工，圍巖天然容重20kN/m3,計算摩擦角Φ=50o,滑動面摩擦角θ=40o，隧道高度8m，寬度10m，隧道頂埋深13m，試：（1）判斷淺埋還是深埋；（6分）（2）確定圍巖壓力。（4分）需要說明原巖應(yīng)力分為