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铁路隧道埋深计算公式?
通过覆土所产生的土压力来判别深埋和浅埋。
依据:
深埋、浅埋其实是依据隧道开挖后的力学特点区分的,简单的理解可以理解为一个是埋深较深,一个是埋深较浅。
但是它们两者对应于两个不同的力学特点,简单的说,浅埋的力学特点是,隧道开挖后,将承受其上面的全部上覆土所产生的土压力;而深埋隧道,则承受其上面一定范围内的土所产生的土压力。
举个例子,在埋深很大的情况下,当岩土体条件很好的话,也是有可能自稳的,当然这种说法也只是基于结构-荷载分析的方法而言。
深、浅埋隧道分界深度Hp也可以用下述经验公式计算:Hp=(2~2.5)h0 。浅埋隧道围岩压力式随坑道埋深H增加而增加的,当H>Hp=Bt/2λtgθ以后,则要逐渐减小;当等于深埋隧道荷载时,则围岩压力将维持不变。
拓展资料:
隧道埋深指的是隧道开挖断面的顶部至自然地面的垂直距离。根据围岩初始应力状态、围岩变形破坏方式,山岭隧道可以划分为浅埋隧道、深埋隧道和超深隧道三大类。
我国经典的隧道工程著作 根据埋深将隧道划分为深埋隧道和浅埋隧道两大类,现行的铁路隧道设计规范和公路隧道设计规范在计算围岩压力时,也都***用该划分方案。深埋隧道和浅埋隧道的临界深度(以隧道顶部盖层能否形成压力拱(自然拱)为原则确定的。
什么叫围岩松动圈?
围岩松动圈围岩压力狭义围岩压力:围岩作用于支护上的压力。(围岩和支护被看成独立的两个体系)广义围岩压力:支护与围岩是一个共同体,二次应力的全部作用力视为围岩压力。
在较完整围岩中,当重分布以后的应力达到或超过岩土的强度极限时,除弹性变形外,还将产生较大的塑性变形,如果不阻止这种变形的发展,就会导致围岩破裂,甚至失稳破坏;在被软弱结构面切割成块体或松散介质的围岩中,则易于向隧道或洞室产生滑落和塌落,使围岩失稳。为了保证隧道或洞室的稳定安全,必须进行支护以阻止围岩过大的变形破坏,因此支护结构上也就受了力。围岩作用于支护结构上的力就是围岩压力。显然围岩压力产生的原因不同,按产生的原因。围岩压力通常分为:形变围岩压力、塌落或松动围岩压力、有大结构面切割形成的大岩块向洞内塌落和滑动所形成的块体滑落围岩压力。对不同类型的围岩压力常***用不同的方法及理论进行分析和计算。对形变围岩压力可***用弹、塑性理论;对塌落或松动围岩压力***用松动压力理论;对滑落围岩压力***用快体极限平衡理论。
围岩松动圈是指在地下工程中,由于地质条件或施工活动等原因,导致围岩发生松动的区域。围岩松动圈的形成可能会对工程的稳定性和安全性产生影响,因此需要进行相应的围岩支护和加固措施。
围岩松动圈的大小和范围取决于地质条件、地下水位、地下应力等因素,对于工程设计和施工具有重要意义。
简述松动压力概产生的过程?
由于隧道开挖而松动或坍塌的岩体以重力的形式直接作用在支护结构上的压力称为松动压力。
松动压力的形成
开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围有大有小,有的可达地表,有的则影响较小。对于一般裂隙岩体中的深埋隧道,其波及范围仅局限在隧道周围一定深度。所以作用在支护结构上的围岩松动压力远远小于其上覆岩层自重所造成的压力。这可以用围岩的“成拱作用”来解释。下面以水平岩层中开挖一个矩形坑道,来说明坑道开挖后围岩由形变到坍塌成拱的整个变形过程,。
(1)隧道开挖后,在围岩应力重分布过程中,顶板开始沉陷,并出现拉断裂纹,可视为变形阶段段。
(2)顶板的裂纹继续发展并且张开,由于结构面切割等原因,逐渐转变为松动,可视为松动阶段。
(3)顶板岩体视其强度的不同而逐步塌落,可视为塌落阶段。
(4)顶板塌落停止,达到新的平衡,此时其界面形成一近似的拱形,可视为成拱阶段。
影响天然拱因素
(1)隧道的形状和尺寸。隧道拱圈越平坦、跨度越大,则天然拱越高,围岩的松动压力也越大
(2)隧道的埋深。实践表明,只有当隧道埋深超过某一临界值时,才有可能形成天然拱。习惯上,将这种隧道称为深埋隧道,否则称为浅埋隧道。由于浅埋隧道不能形成天拱,所以它的围岩压力的大小与埋置深度直接相关。
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