【52监测网】第156期 轨道交通岩质围岩分级研究
 52监测网专家报告分享-第156期 《轨道交通岩质围岩分级研究》 郑颖人/教授 中国人民解放军陆军勤务学院 一、隧道的设计计算方法 1、传统的普氏压力拱方法与太沙基压力拱方法； 2、有限元数值分析，上述两种方法都不能计算隧道是否破坏，得不到隧道设计所需的隧道稳定安全系数； 3、有限元数值极限分析方法（强度折减法与极限应变法）可以得到工程稳定系数。目前国内外逐渐开始应用。 隧道数值极限分析与室内试验（石膏模型）比较
起裂与整体稳定极限承载力
二、轨道交通岩质围岩分级方法 由于岩体结构复杂，隧道长度大，不可能完全搞清隧道全长岩体裂缝状态，只有通过围岩分级，依据理论-勘察-经验综合确定围岩分级和各级围岩力学参数。分级以毛洞围岩稳定性为依据。 地质因素：岩体完整程度和岩块强度、地下水、结构面、应力状态。 工程因素：如洞形、洞跨、埋深、重度等。 1、两种围岩分级方法比较 （1）定性与指标结合的分级方法与人为量化分级方法比较 定性分级方法只能确定一种洞跨的围岩等级，对应洞跨一般为10~12m难以将分级数量增多；有可能将围岩等级降低。 定性分级指标为岩石坚硬性（抗压强度）与岩体完整性（完整性系数）90分以上为优，相差两分使围岩等级相差两级，显然不合理，导致围岩等级偏低。
2、应对岩块强度和完整性进行限制和修正 （1）岩块强度（岩石坚硬程度） 较坚硬岩30~60级差过大，会导致同一级围岩中，坚硬岩比其他岩体BQ值大很多，而其他岩体BQ值相差不大，因而将较坚硬岩30~60改为30~50，坚硬岩采用50MPa。（以往规范坚硬岩>60MPa，相当于岩块强度测试方法改变后53MPa） Rc与岩石坚硬程度的划分
（2）岩体完整程度 • 岩体完整性指标（Kv），选择有代表性的点、段，测试岩体弹性纵波速度。 完整性系数：
3、轨道交通岩质围岩等级 （1）针对重庆轨道交通，洞跨B≤12m和24≤B≤27m两种洞跨，依据计算，大跨时的隧道稳定系数低于小跨时的稳定系数，大跨比小跨略降低半级围岩，相当于BQ值降低25分，所以小跨区间隧道V级时最大为250分，而大跨车站隧道V级时最大为275分。 （2）定性标准与量化标准应协调还应适应工程与地方特点 国标提出围岩基本质量指标BQ值 BQ=100+3Rc（180）+250Kv（193） Rc—岩石单轴抗压强度；Kv完整性系数。按定性分级标准围岩Ⅰ级，按上式计算BQ=473，而定量等级分为550（国标）。国标按定性分级标准围岩Ⅱ级，按上式计算BQ=383，而定量分级为451-550。 可见国标定性分级与量化分级相差一级，因而必须改进各级围岩的界限BQ值。 （3）轨道交通围岩分级表
（4）按现行定性规范对12m洞跨隧道的定性特征计算的BQ值
（5）本法12m跨度隧道围岩BQ计算值及围岩分级调整
4、围岩等级修正 不考虑初始应力状态影响和硬性结构面影响。 表12.4.4地下水、软弱结构面（结合差、很差）影响的修正 影响小指泥夹碎石或碎石夹泥，含泥量少，大指全含泥
5、围岩自稳能力判断 各级围岩的自稳能力指洞跨12m隧洞无衬砌情况下围岩的自稳能力。采用量化标准，根据围岩稳定性分级给出区间隧道毛洞围岩稳定安全系数，由此衡量围岩的自稳能力。 洞跨12m隧道，如很稳定>3.5（7.5）、稳定>2.4（5.5）、基本稳定>2.0和1.5、不稳定≥1.0、极不稳定<1.0。在确定各级围岩参数时，针对洞跨12米区间隧道稳定安全系数反算得到参数。 地铁工程岩质围岩自稳能力
6、各级围岩的物理力学参数 采用无衬砌情况下，跨度12米隧洞围岩稳定安全系数作为围岩稳定性等级的定量指标，通过数值方法反算得到岩体强度参数。 围岩参数只与围岩性质有关，不随洞跨而变，应以跨度12米区间隧道的围岩等级反算确定围岩力学参数。应用该参数计算隧洞，大跨度隧洞的安全系数自然会降低，表明参数与洞跨无关。 现用规范参数80年代后期由铁路专家提出，但未经验证，黏聚力较岩块降低很多，而内摩擦角降低不多。用极不稳定V级围岩参数计算安全系数大于1，规范参数尚需调整。 轨道交通岩石围岩物理力学参数
《轨道交通岩质围岩分级研究》 郑颖人/教授 中国人民解放军陆军勤务学院 注：本内容仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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