地下洞室围岩的变形破坏

1、 HYPERLINK /thread-10350913-1-1.html o 地下洞室围岩的变形破坏1脆性围岩的变形破坏1）张裂塌落顶拱切向拉应力。当有近水平方向的软弱结构面发育，岩体在垂直方向的抗拉强度很低时，往往造成顶拱的塌落。2）劈裂出现在有较大切向压应力集中的边壁附近。过大的切向压应力往往使围岩表部发生一系列平行于洞壁的破裂，将洞壁岩体切割成为板状结构。当切向压应力大于劈裂岩板的抗弯折强度时，裂板可能被压弯、折断。较严重的部位可见明显的折断并伴有围岩内鼓现象。3）剪切滑动或破坏在厚层状或块体状结构的岩体中开挖地下洞室时，在切向压应力集中较高，且有斜向断裂发育的没顶或洞壁部位往往发生剪切

2、滑动类型的破坏，这是因为在这些部位沿断裂面作用的剪应力一般比较高，而正应力却比较小，故沿断裂面作用的剪应力往往会超过其抗剪强度，引起沿断裂面的剪切滑动。另外，围岩表部的应力集中有时还会使围岩发生局部的剪切破坏，造成顶拱坍塌或边墙失稳。4）岩爆岩爆是围岩的一种剧烈的脆性破坏，岩爆的产生需要具备两方面的条件：高储能体的存在，且其应力接近于岩体强度是岩爆产生的内因；某附加荷载的触发则是其产生的外因。就内因来看，具有储能能力的高强度、块体状或厚层状的脆性岩体，就是围岩内的高储能体，岩爆往往也就发生在这些部位。从岩爆产生的外因方面看主要有两个方面：一是机械开挖、爆破以及围岩局部破裂所造成的弹性振荡；二是

3、开挖的迅速推进或累进性破坏所引起的应力突然向某些部位的集中。5）弯折内鼓在层状特别是在薄层状岩中开挖地下洞室，围岩变形破坏的主要形式是弯折内鼓。从力学机制来看，这类变形破坏主要是卸荷回弹和应力集中使洞壁处的切向压应力超过薄层状岩层的抗弯折强度所造成的。但在水平产状岩层中开挖大跨度的洞室时，顶拱处的弯折内鼓变形也可能只是重力作用的结果。由卸荷回弹和应力集中所造成的这类变形破坏主要发生在初始应力较高的岩体内。2塑性围岩的变形破坏1）塑性挤出洞室开挖后，当围岩应力超过塑性围岩的屈服强度时，软弱的塑性物质就会沿最大应力梯度方向向消除了阻力的自由空间挤出。易于被挤出的岩体，主要是那些固结程度差、富含泥质

4、的软弱岩层，以及挤压破碎或风化破碎的岩体。2）膨胀内鼓膨胀变形有吸水膨胀和减压膨胀两类不同的机制。易于吸水膨胀的岩层发生强烈的膨胀变形。这类膨胀变形显然是与围岩内部的水分重分布相联系的。开挖后暴露于表部的这类岩体有时也会从空气中吸收水分而膨胀。遇水后易于强烈膨胀的岩石主要有富含粘土矿物(特别是蒙脱石)的塑性岩石和硬石膏。3）塑流涌出和坍塌涌流是松散破碎物质和高压水一起呈泥浆状突然涌入洞中的现象，多发生在开挖揭穿了饱水断裂破碎带的部位。严重的涌流往往会给施工造成很大的困难。坍塌是松散破碎岩石的重力作用下自由垮落的现象，多发生在洞体通过断层破碎带或风化破碎岩体的部位。在施工过程中，如果对于可能发生的这类现象没有足够的预见性，往往也会造成很大的危害。3围岩变形破坏的累进性发展大量的实践表明，地下工程围岩的变形破坏通常是累进性发展的。累进性变形破坏的过程常表现为侧向与垂直向相互交替发生、互为因果，形成连锁