【52監測網】第156期 軌道交通巖質圍巖分級研究
 52監測網專家報告分享-第156期 《軌道交通巖質圍巖分級研究》 鄭穎人/教授 中國人民解放軍陸軍勤務學院 一、隧道的設計計算方法 1、傳統的普氏壓力拱方法與太沙基壓力拱方法； 2、有限元數值分析，上述兩種方法都不能計算隧道是否破壞，得不到隧道設計所需的隧道穩定安全系數； 3、有限元數值極限分析方法（強度折減法與極限應變法）可以得到工程穩定系數。目前國內外逐漸開始應用。 隧道數值極限分析與室內試驗（石膏模型）比較
起裂與整體穩定極限承載力
二、軌道交通巖質圍巖分級方法 由于巖體結構復雜，隧道長度大，不可能完全搞清隧道全長巖體裂縫狀態，只有通過圍巖分級，依據理論-勘察-經驗綜合確定圍巖分級和各級圍巖力學參數。分級以毛洞圍巖穩定性為依據。 地質因素：巖體完整程度和巖塊強度、地下水、結構面、應力狀態。 工程因素：如洞形、洞跨、埋深、重度等。 1、兩種圍巖分級方法比較 （1）定性與指標結合的分級方法與人為量化分級方法比較 定性分級方法只能確定一種洞跨的圍巖等級，對應洞跨一般為10~12m難以將分級數量增多；有可能將圍巖等級降低。 定性分級指標為巖石堅硬性（抗壓強度）與巖體完整性（完整性系數）90分以上為優，相差兩分使圍巖等級相差兩級，顯然不合理，導致圍巖等級偏低。
2、應對巖塊強度和完整性進行限制和修正 （1）巖塊強度（巖石堅硬程度） 較堅硬巖30~60級差過大，會導致同一級圍巖中，堅硬巖比其他巖體BQ值大很多，而其他巖體BQ值相差不大，因而將較堅硬巖30~60改為30~50，堅硬巖采用50MPa。（以往規范堅硬巖>60MPa，相當于巖塊強度測試方法改變后53MPa） Rc與巖石堅硬程度的劃分
（2）巖體完整程度 ? 巖體完整性指標（Kv），選擇有代表性的點、段，測試巖體彈性縱波速度。 完整性系數：
3、軌道交通巖質圍巖等級 （1）針對重慶軌道交通，洞跨B≤12m和24≤B≤27m兩種洞跨，依據計算，大跨時的隧道穩定系數低于小跨時的穩定系數，大跨比小跨略降低半級圍巖，相當于BQ值降低25分，所以小跨區間隧道V級時最大為250分，而大跨車站隧道V級時最大為275分。 （2）定性標準與量化標準應協調還應適應工程與地方特點 國標提出圍巖基本質量指標BQ值 BQ=100+3Rc（180）+250Kv（193） Rc—巖石單軸抗壓強度；Kv完整性系數。按定性分級標準圍巖Ⅰ級，按上式計算BQ=473，而定量等級分為550（國標）。國標按定性分級標準圍巖Ⅱ級，按上式計算BQ=383，而定量分級為451-550。 可見國標定性分級與量化分級相差一級，因而必須改進各級圍巖的界限BQ值。 （3）軌道交通圍巖分級表
（4）按現行定性規范對12m洞跨隧道的定性特征計算的BQ值
（5）本法12m跨度隧道圍巖BQ計算值及圍巖分級調整
4、圍巖等級修正 不考慮初始應力狀態影響和硬性結構面影響。 表12.4.4地下水、軟弱結構面（結合差、很差）影響的修正 影響小指泥夾碎石或碎石夾泥，含泥量少，大指全含泥
5、圍巖自穩能力判斷 各級圍巖的自穩能力指洞跨12m隧洞無襯砌情況下圍巖的自穩能力。采用量化標準，根據圍巖穩定性分級給出區間隧道毛洞圍巖穩定安全系數，由此衡量圍巖的自穩能力。 洞跨12m隧道，如很穩定>3.5（7.5）、穩定>2.4（5.5）、基本穩定>2.0和1.5、不穩定≥1.0、極不穩定<1.0。在確定各級圍巖參數時，針對洞跨12米區間隧道穩定安全系數反算得到參數。 地鐵工程巖質圍巖自穩能力
6、各級圍巖的物理力學參數 采用無襯砌情況下，跨度12米隧洞圍巖穩定安全系數作為圍巖穩定性等級的定量指標，通過數值方法反算得到巖體強度參數。 圍巖參數只與圍巖性質有關，不隨洞跨而變，應以跨度12米區間隧道的圍巖等級反算確定圍巖力學參數。應用該參數計算隧洞，大跨度隧洞的安全系數自然會降低，表明參數與洞跨無關。 現用規范參數80年代后期由鐵路專家提出，但未經驗證，黏聚力較巖塊降低很多，而內摩擦角降低不多。用極不穩定V級圍巖參數計算安全系數大于1，規范參數尚需調整。 軌道交通巖石圍巖物理力學參數
《軌道交通巖質圍巖分級研究》 鄭穎人/教授 中國人民解放軍陸軍勤務學院 注：本內容僅供個人研學交流，版權歸原作者所有 |
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