理论教育 硐室开挖围岩破坏方式总结

硐室开挖围岩破坏方式总结

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:硐室顶部围岩冒顶破坏岩石硐室顶部常出现拉应力,容易产生拉裂破坏,尤其当岩体中发育有近铅直的结构面时,即使拉应力小也可产生纵向裂隙,在水平向裂隙交切作用下,易形成不稳定块体而塌落,形成顶部围岩冒顶破坏,如图5.13所示。在直立层状围岩中,洞顶由于受拉应力作用,使之发生沿层面纵向拉裂,在自重作用下岩柱易被拉断塌落。

硐室开挖围岩破坏方式总结

硐室开挖后,岩体中形成一个自由变形空间,使原来处于挤压状态的围岩,由于失去了支撑而发生向洞内松胀变形。如果这种变形超过了围岩本身所能承受的能力,则围岩就要发生破坏,并从母岩中脱落形成坍塌、滑动或岩爆。围岩变形破坏形式常取决于围岩应力状态、岩体结构及硐室断面形状等因素。

硐室围岩的破坏方式主要包括硐室顶部围岩冒顶破坏、硐室两侧围岩侧向鼓出破坏和硐室底部围岩隆起破坏三种。

(1)硐室顶部围岩冒顶破坏

岩石硐室顶部常出现拉应力,容易产生拉裂破坏,尤其当岩体中发育有近铅直的结构面时,即使拉应力小也可产生纵向裂隙,在水平向裂隙交切作用下,易形成不稳定块体而塌落,形成顶部围岩冒顶破坏,如图5.13所示。

在水平层状围岩中,洞顶岩层可视为两端固定的板梁,在顶板压力下,将产生下沉弯曲、开裂。当岩层较薄时,如不及时支撑,任其发展,则将逐层折断塌落,最终形成三角形塌落体。

(2)硐室围岩侧向鼓出破坏

在倾斜层状围岩中,常表现为沿倾斜方向一侧岩层弯曲塌落,另一侧边墙岩块滑移等破坏形式,形成不对称的塌落拱,这时将出现偏压现象,即围岩侧向鼓出破坏,如图5.14所示。

在直立层状围岩中,洞顶由于受拉应力作用,使之发生沿层面纵向拉裂,在自重作用下岩柱易被拉断塌落。侧墙则因压力平行于层面,常发生纵向弯折内鼓,进而危及洞顶安全。但当洞轴线与岩层走向有一交角时,围岩稳定性会大大改善。经验表明,当这一交角大于20°时,硐室边墙不易失稳。(www.daowen.com)

(3)硐室底部围岩隆起破坏

当围岩结构不均匀或底部局部围岩岩体松动时,则常表现为围岩底部的局部隆起、塑性挤入及滑动等变形破坏形式,如图5.15所示。

图5.13 围岩冒顶破坏

图5.14 围岩侧向鼓出破坏

图5.15 底部围岩隆起破坏

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