第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力

（4）被较大结构面切割成的围岩： 开挖 大块的滑落 围压

——大块滑落岩体的重量对支护或衬砌产生的压力叫块体滑落围岩压力（本质与塌落围岩压力相同） 。 (块体极限平衡理论)

另外，冲击地压——岩爆，即岩石被挤压到超过其弹性限度时，岩体内积聚的能量突然释放所造成的岩石破坏现象。 膨胀压力——由于硐室围岩膨胀而产生的压力。

关于后两种围压，目前研究较少，尚无法进行理论计算，故本章主要讨论：形变、松动、块体滑落。 三、围岩压力的影响因素： 主要因素：

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第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力

地质因素：岩性，结构（上面已经讲过）

工程因素：硐室形状，大小，支护形式，刚度，时间，埋深，施工方法等。

由上述可见，影响围岩压力的因素很多，但当前的一些围岩压力理论，常常忽略了许多的影响因素，有时是一些重要的因素，使最后结果与实际出入较大。因此，只有正确的全面的分析这些影响因素，并分清主次，才能正确的掌握围岩压力的大小大和分布特征。

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第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力

第四节 弹、塑性理论计算

对于强度较低的岩石，为了防止围岩的过渡变形和破坏，对围岩设置支护和衬砌。

支护衬砌后， 对于衬砌来讲，围岩变形作用其上的压力就是围岩形变压力；而对于围岩来讲，支护衬砌阻止它的变形就相当于在硐壁四周给围岩一个径向推力，即衬砌对围岩的反力，从而改善了原有硐壁径向应力为等于零的状态，并使围岩中应力达到一个新的相对平衡状态。基于这种认识，我们只要求得包括硐壁在内一定范围的径向应力公式，那么，作用在支护上的围岩压力也就可求得了。

σa 一、弹、塑性区应力条件

对于弹性岩体，当岩体侧压力系数λ=1 时，有：

???r①

?rr????(1?a)??arr2V2ar?a2)??a2(1?Va222σV σr a σa r σθ 2?0σh= σV

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第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力

当r=a时

?????2?????0ra?Var?σr、σθ均为主应力。

可见，硐室围岩中起着决定影响的是切向应力σθ ，这里σθ ，σr均为主应力。在一定条件（满足莫尔强度条件时）将发生塑性破坏，形成塑性区，塑性区应力为：

②

?r?(?a?Cctg?)(??r)a2sin?1?sin??Cctg?2sin?1?sin??r2sin?(?a?Cctg?)()1?sin?a?Cctg?若塑性区半径为R，弹塑性区边界上的径向应力为σR则弹性区的应力： ③

RR?(1?)??r?V?R22rr????(1?R)??Rrr2V2R2222二、R的确定

当r＝R时（即在弹塑性区边界上）

（既可用弹性区应力公式，也可用塑性区公式计算σθ 和σr ）

?有： ? 则： r，＝? r ＝??r??弹塑弹塑弹＋??＝?r＋??弹塑塑 24