§7.1概述

§7.2圍巖壓力量測

§7.3位移量測

§7.4現(xiàn)場量測計劃和測試的有關(guān)規(guī)定

§7.5施工監(jiān)控及量測數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用

§7.6工程實例

思考題

第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控§7.1概述

§7.2圍巖壓力量測

§7.3位1第一節(jié)概述巖體原位測試一般應(yīng)遵循以下程序進(jìn)行：1）試驗方案制定和試驗大綱編寫2）試驗（包括試驗準(zhǔn)備、試驗以及原始資料檢查、校核等項工作）3）試驗資料整理與綜合分析第一節(jié)概述巖體原位測試一般應(yīng)遵循以下程序進(jìn)行：2第二節(jié)巖體變形試驗巖體變形參數(shù)測試方法有:靜力法動力法第二節(jié)巖體變形試驗巖體變形參數(shù)測試方法有:3靜力法靜力法的基本原理是:在選定的巖體表面,槽壁或鉆孔壁面上施加一定的荷載,并測定其變形,然后繪制出壓力-變形曲線,計算巖體的變形參數(shù).靜力法可分為:承壓板法狹縫法鉆孔變形法水壓法靜力法靜力法的基本原理是:在選定的巖體表面,槽壁或鉆孔壁4動力法動力法原理是:用人工方法對巖體發(fā)射或激發(fā)彈性波,并測定彈性波在巖體中的傳播速度,然后通過一定的關(guān)系式求巖體的變形參數(shù).動力法可分為:聲波法地震法動力法動力法原理是:用人工方法對巖體發(fā)射或激發(fā)彈性波,并5一、承壓板法承壓板法又可以分為剛性承壓板法和柔性承壓板法,我國多采用剛性承壓板法.下面僅介紹剛性承壓板法.(一)基本原理(二)試件制備與描述(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試(四)試驗步驟(五)成果整理一、承壓板法承壓板法又可以分為剛性承壓板法和柔性承壓板法,我6(一)基本原理剛性承壓板法是通過剛性承壓板(其彈性模量大于巖體一個數(shù)量級以上)對半無限空間巖體表面施加壓力并量測各級壓力下巖體的變形;按彈性理論公式計算巖體變形參數(shù)的方法.(一)基本原理剛性承壓板法是通過剛性承壓板(其彈性模量大于巖7(二)試件制備與描述1.試件制備2.試件地質(zhì)描述(二)試件制備與描述1.試件制備81.試件制備具體要求如下:(1)試段開挖時,應(yīng)盡可能減少對巖體的擾動和破壞(2)試件受壓方向應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)的實際受力方向一致(3)試件的邊界條件應(yīng)滿足具體要求(p85)(4)試件范圍內(nèi)受擾動的巖體應(yīng)清除干凈并鑿平整(5)試件面積應(yīng)略大于承壓板(6)試驗反力裝置部位應(yīng)能承受足夠的反力1.試件制備具體要求如下:92.試件地質(zhì)描述包括內(nèi)容如下:(1)試硐編號(2)試件編號(3)試段開發(fā)方法及出現(xiàn)的巖體破壞情況等(4)巖石類型(5)地下水情況(6)巖體結(jié)構(gòu)面類型(7)地質(zhì)描述應(yīng)提交的圖件2.試件地質(zhì)描述包括內(nèi)容如下:10(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試1.儀器設(shè)備2.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試1.儀器設(shè)備111.儀器設(shè)備(1)加壓系統(tǒng)(2)傳力系統(tǒng)(3)量測系統(tǒng)1.儀器設(shè)備(1)加壓系統(tǒng)122.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(見圖5-1)(1)傳力系統(tǒng)安裝(2)量測系統(tǒng)安裝2.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(見圖5-1)(1)傳力系統(tǒng)安裝13第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控課件14(四)試驗步驟(1)準(zhǔn)備工作(2)加壓(見圖5-2,5-3)(3)重復(fù)加壓(4)測表調(diào)整與調(diào)換(5)記錄(6)試驗設(shè)備拆卸(四)試驗步驟(1)準(zhǔn)備工作15第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控課件16(五)成果整理(1)檢查核對試驗數(shù)據(jù)(2)變形值計算(3)繪制p-W關(guān)系曲線(4)按公式計算巖體的變形模量或彈性模量(五)成果整理(1)檢查核對試驗數(shù)據(jù)17二、狹縫法狹縫法又稱刻槽法(一)基本原理(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-7)(四)試驗步驟(五)成果整理二、狹縫法狹縫法又稱刻槽法18三、鉆孔變形法鉆孔變形法—利用鉆孔膨脹計或壓力計，對孔壁施加徑向水壓力，測各級壓力下的鉆孔徑向變形。三、鉆孔變形法鉆孔變形法—利用鉆孔膨脹計或壓力計，對孔壁施加19具體內(nèi)容(一)基本原理(二)試件孔施工及地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(四)試驗步驟(五)成果整理具體內(nèi)容(一)基本原理20第三節(jié)巖體強(qiáng)度試驗一、直剪試驗二、三軸試驗第三節(jié)巖體強(qiáng)度試驗一、直剪試驗21一、直剪試驗(一)基本原理與方法(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)(四)試驗步驟(五)成果整理一、直剪試驗(一)基本原理與方法22(一)基本原理與方法可分為—巖體本身、巖體沿結(jié)構(gòu)面、巖體與混凝土接觸面剪切三種。每種試驗又可細(xì)分為—抗剪斷試驗、摩擦試驗及抗切試驗(一)基本原理與方法可分為—巖體本身、巖體沿結(jié)構(gòu)面、巖體與混23(二)試件制備與地質(zhì)描述(1)試件制備(2)地質(zhì)描述(二)試件制備與地質(zhì)描述(1)試件制備24(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)1.儀器設(shè)備2.儀器設(shè)備安裝調(diào)試(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)1.儀器設(shè)備25(四)試驗步驟(1)施加法向荷載(2)施加切向荷載(3)拆除設(shè)備及描述試件破壞情況(4)重復(fù)試驗(四)試驗步驟(1)施加法向荷載26(五)成果整理(五)成果整理27二、三軸試驗(一)基本原理(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-12)(四)試驗步驟(五)成果整理二、三軸試驗(一)基本原理28(一)基本原理原位巖體三軸試驗一般是在平硐中進(jìn)行的(一)基本原理原位巖體三軸試驗一般是在平硐中進(jìn)行的29第四節(jié)巖體應(yīng)力測試一、應(yīng)力解除法二、應(yīng)力恢復(fù)法三、水壓致裂法第四節(jié)巖體應(yīng)力測試一、應(yīng)力解除法30一、應(yīng)力解除法(一)基本原理(見圖5-13)(二)試點選擇及地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(四)試驗步驟(見圖5-14)(五)成果整理及計算一、應(yīng)力解除法(一)基本原理(見圖5-13)31(一)基本原理(見圖5-13)可分為—表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)力解除法、孔壁應(yīng)力解除法三種。(一)基本原理(見圖5-13)可分為—表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)32二、應(yīng)力恢復(fù)法(一)基本原理(二)試點制備與地質(zhì)描述(三)主要儀器設(shè)備(四)試驗步驟(見圖5-15,5-16)(五)成果整理及計算二、應(yīng)力恢復(fù)法(一)基本原理33(一)基本原理應(yīng)力恢復(fù)法適應(yīng)于—堅硬、半堅硬完整巖體(一)基本原理應(yīng)力恢復(fù)法適應(yīng)于—堅硬、半堅硬完整巖體34三、水壓致裂法(一)基本原理(二)主要儀器設(shè)備(三)試驗方法要點三、水壓致裂法(一)基本原理35(一)基本原理主要優(yōu)點是：1）量測深度不受限制、代表性好；2）試驗設(shè)備簡單，操作方便，測量結(jié)果直觀，精度高。主要缺點是：主應(yīng)力方向難以準(zhǔn)確確定(一)基本原理主要優(yōu)點是：36第五節(jié)巖體現(xiàn)場簡易測試一、巖體聲波測試二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗三、巖體回彈錘擊試驗第五節(jié)巖體現(xiàn)場簡易測試一、巖體聲波測試37一、巖體聲波測試(一)基本原理(二)測線(點)選擇與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(見圖5-20)(四)試驗步驟(五)成果整理及應(yīng)用一、巖體聲波測試(一)基本原理38二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗(一)基本原理(二)儀器設(shè)備(見圖5-21)(三)試驗步驟(四)成果整理二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗(一)基本原理39三、巖體回彈錘擊試驗(一)基本原理(見圖5-22)(二)儀器設(shè)備(見圖5-23)(三)試驗要點(四)資料整理三、巖體回彈錘擊試驗(一)基本原理(見圖5-22)40補(bǔ)充：地下洞室第一節(jié)概述第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞第四節(jié)地下洞室圍巖分類第五節(jié)地下洞室圍巖壓力第六節(jié)地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價第七節(jié)地下洞室位址選擇的工程地質(zhì)論證第八節(jié)地下洞室的施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計第九節(jié)地下采空區(qū)場地評價與勘察第十節(jié)地下洞室?guī)r土工程勘察要點補(bǔ)充：地下洞室第一節(jié)概述41第一節(jié)概述人工開挖或天然存在于巖土體內(nèi)作為各種用途的構(gòu)筑物統(tǒng)稱為地下洞室，也有稱為地下建筑或地下工程的。地下洞室按其用途可分為：交通隧道、水工隧洞、礦山巷道、地下廠房和倉庫、地下鐵道、地下軍事工程按其內(nèi)壁是否有內(nèi)水壓力作用可分為：無壓洞室、有壓洞室第一節(jié)概述人工開挖或天然存在于巖土體內(nèi)作為各種用途的構(gòu)42按其斷面形狀可分為：圓形、矩形、城門洞形、馬蹄形等按洞室軸線與水平面的關(guān)系可分為：水平洞室、豎井、傾斜洞室按圍巖介質(zhì)類型可分為：土洞、巖洞按成洞過程可分為：人工洞室、天然洞室按其斷面形狀可分為：43地下洞室的主要巖土工程問題：圍巖應(yīng)力圍巖壓力圍巖變形與破壞圍巖抗力地下洞室的主要巖土工程問題：44第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布一般來說，地下洞室圍巖應(yīng)力研究可歸納為：一、開挖前巖體中的天然應(yīng)力二、開挖后圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力三、支護(hù)襯砌后圍巖內(nèi)應(yīng)力的改善本節(jié)僅討論前兩個方面第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布一般來說，地下洞室圍巖應(yīng)力研究45一、巖體中的天然應(yīng)力地下開挖前存在于巖體內(nèi)的應(yīng)力，稱為天然應(yīng)力或稱為初始應(yīng)力或地應(yīng)力等。一、巖體中的天然應(yīng)力地下開挖前存在于巖體內(nèi)的應(yīng)力，稱為天然應(yīng)46二、圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力地下開挖以后，由于圍巖質(zhì)點應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)整而引起天然應(yīng)力大小、方向和性質(zhì)改變的作用，稱為應(yīng)力重分布作用。經(jīng)應(yīng)力重分布作用后形成的新的應(yīng)力狀態(tài)，稱為重分布應(yīng)力狀態(tài)。重分布應(yīng)力影響范圍內(nèi)的巖體稱為圍巖。二、圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力地下開挖以后，由于圍巖質(zhì)點應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)47下面重點討論圓形水平洞室圍巖的重分布應(yīng)力。（一）彈性圍巖重分布應(yīng)力（二）塑性圍巖重分布應(yīng)力下面重點討論圓形水平洞室圍巖的重分布應(yīng)力。48第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞地下開挖以后，洞壁圍巖由于失去了原有巖體的支撐而向洞內(nèi)松脹變形，如果這種變形超過了圍巖本身所能承受的能力時，圍巖就要產(chǎn)生破壞。下面討論各類結(jié)構(gòu)巖體圍巖的變形破壞特征。一、整體狀和塊狀巖體圍巖二、層狀巖體圍巖三、碎裂狀巖體圍巖四、松散狀巖體圍巖第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞地下開挖以后，洞壁圍巖由于失49一、整體狀和塊狀巖體圍巖這類巖體本身具有很高的力學(xué)強(qiáng)度和抗變形能力，并存在有較稀疏且延伸較長的結(jié)構(gòu)面，含有少量的裂隙水。一、整體狀和塊狀巖體圍巖這類巖體本身具有很高的力學(xué)強(qiáng)度和抗變50二、層狀巖體圍巖這類巖體常呈軟硬巖層相間的互層形式出現(xiàn)。巖體中的結(jié)構(gòu)面以層理面為主，并有層間錯動及泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育。二、層狀巖體圍巖這類巖體常呈軟硬巖層相間的互層形式出現(xiàn)。巖體51三、碎裂狀巖體圍巖碎裂巖體是指斷層、褶曲、巖脈穿插擠壓和風(fēng)化破碎加次生夾泥的巖體。三、碎裂狀巖體圍巖碎裂巖體是指斷層、褶曲、巖脈穿插擠壓和風(fēng)化52四、松散狀巖體圍巖松散狀巖體是指強(qiáng)烈構(gòu)造破碎和強(qiáng)烈風(fēng)化的巖體或新近堆積的土體。四、松散狀巖體圍巖松散狀巖體是指強(qiáng)烈構(gòu)造破碎和強(qiáng)烈風(fēng)化的巖體53第四節(jié)地下洞室圍巖分類圍巖分類是地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，也是解決地下洞室設(shè)計和施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的一個重要途經(jīng)?？煞譃橐韵聨最悾阂?、洞室圍巖質(zhì)量分級二、洞室圍巖分類三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類第四節(jié)地下洞室圍巖分類圍巖分類是地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析54一、洞室圍巖質(zhì)量分級見書P270一、洞室圍巖質(zhì)量分級見書P27055二、洞室圍巖分類見書P271二、洞室圍巖分類見書P27156三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)見書P273三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)見書P27357四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類見書P275四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類見書P27558第五節(jié)地下洞室圍巖壓力一、基本概念二、圍巖壓力的確定方法第五節(jié)地下洞室圍巖壓力一、基本概念59一、基本概念地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或破壞，進(jìn)而引起施加于支護(hù)襯砌上的壓力，稱為圍巖壓力。圍巖壓力是圍巖與襯砌間的相互作用，它與圍巖應(yīng)力不是同一個概念。一、基本概念地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形60按圍巖壓力的形成機(jī)理可劃分為：形變圍巖壓力松動圍巖壓力沖擊圍巖壓力按圍巖壓力的形成機(jī)理可劃分為：61二、圍巖壓力的確定方法1、彈塑性力學(xué)計算法2、普氏理論3、經(jīng)驗類比法4、塊體極限平衡理論二、圍巖壓力的確定方法1、彈塑性力學(xué)計算法62第六節(jié)地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價一、圍巖穩(wěn)定性的定性評價P280二、圍巖穩(wěn)定性的定量評價第六節(jié)地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價一、圍巖穩(wěn)定性的定性評價P263第七節(jié)地下洞室位址選擇的工程地質(zhì)論證地下洞室位址選擇應(yīng)滿足如下要求P281：（1）（2）（3）（4）（5）（6）第七節(jié)地下洞室位址選擇的工程地質(zhì)論證地下洞室位址選擇應(yīng)滿64第八節(jié)地下洞室的施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計一、常規(guī)施工方法與支襯結(jié)構(gòu)二、新奧法施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介第八節(jié)地下洞室的施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計一、常規(guī)施工方法與65一、常規(guī)施工方法與支襯結(jié)構(gòu)(一)施工方法P282(二)支襯結(jié)構(gòu)1、支撐2、襯砌一、常規(guī)施工方法與支襯結(jié)構(gòu)(一)施工方法P28266二、新奧法施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介(一)施工方法1、全斷面法2、臺階式開挖3、臨時仰拱開挖4、側(cè)壁導(dǎo)坑法(二)噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計二、新奧法施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介(一)施工方法67第九節(jié)地下采空區(qū)場地評價與勘察一、概述二、采空區(qū)的地表變形特征三、采空區(qū)場地的建筑適宜性評價四、采空區(qū)場地的建筑設(shè)計原則五、地下采空區(qū)場地勘察要點第九節(jié)地下采空區(qū)場地評價與勘察一、概述68一、概述人類為采掘地下資源而留下的地下空間稱為地下采空區(qū)。一、概述人類為采掘地下資源而留下的地下空間稱為地下采空區(qū)。69二、采空區(qū)的地表變形特征（一）地表變形的分區(qū)與分類（二）影響地表變形的因素1、礦層因素2、巖性因素3、地質(zhì)構(gòu)造因素4、地下水因素5、開采因素（三）地表變形的觀測方法二、采空區(qū)的地表變形特征（一）地表變形的分區(qū)與分類70三、采空區(qū)場地的建筑適宜性評價（一）地表變形對建筑物的影響（二）建筑物的允許變形和破壞等級劃分（三）場地的建筑適宜性評價1、不宜建筑的場地2、相對穩(wěn)定的場地3、較穩(wěn)定的場地三、采空區(qū)場地的建筑適宜性評價（一）地表變形對建筑物的影響71四、采空區(qū)場地的建筑設(shè)計原則（一）建筑規(guī)劃（二）建筑措施（三）結(jié)構(gòu)措施四、采空區(qū)場地的建筑設(shè)計原則（一）建筑規(guī)劃72五、地下采空區(qū)場地勘察要點具體內(nèi)容如下：P294（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）五、地下采空區(qū)場地勘察要點具體內(nèi)容如下：P29473第十節(jié)地下洞室?guī)r土工程勘察要點(P294)一、可行性研究勘察及初步勘察二、詳細(xì)勘察三、施工勘察第十節(jié)地下洞室?guī)r土工程勘察要點(P294)一、可行性研究74一、可行性研究勘察及初步勘察見書P294一、可行性研究勘察及初步勘察見書P29475二、詳細(xì)勘察見書P295二、詳細(xì)勘察見書P29576三、施工勘察見書P295三、施工勘察見書P29577§7.1概述

§7.2圍巖壓力量測

§7.3位移量測

§7.4現(xiàn)場量測計劃和測試的有關(guān)規(guī)定

§7.5施工監(jiān)控及量測數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用

§7.6工程實例

思考題

第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控§7.1概述

§7.2圍巖壓力量測

§7.3位78第一節(jié)概述巖體原位測試一般應(yīng)遵循以下程序進(jìn)行：1）試驗方案制定和試驗大綱編寫2）試驗（包括試驗準(zhǔn)備、試驗以及原始資料檢查、校核等項工作）3）試驗資料整理與綜合分析第一節(jié)概述巖體原位測試一般應(yīng)遵循以下程序進(jìn)行：79第二節(jié)巖體變形試驗巖體變形參數(shù)測試方法有:靜力法動力法第二節(jié)巖體變形試驗巖體變形參數(shù)測試方法有:80靜力法靜力法的基本原理是:在選定的巖體表面,槽壁或鉆孔壁面上施加一定的荷載,并測定其變形,然后繪制出壓力-變形曲線,計算巖體的變形參數(shù).靜力法可分為:承壓板法狹縫法鉆孔變形法水壓法靜力法靜力法的基本原理是:在選定的巖體表面,槽壁或鉆孔壁81動力法動力法原理是:用人工方法對巖體發(fā)射或激發(fā)彈性波,并測定彈性波在巖體中的傳播速度,然后通過一定的關(guān)系式求巖體的變形參數(shù).動力法可分為:聲波法地震法動力法動力法原理是:用人工方法對巖體發(fā)射或激發(fā)彈性波,并82一、承壓板法承壓板法又可以分為剛性承壓板法和柔性承壓板法,我國多采用剛性承壓板法.下面僅介紹剛性承壓板法.(一)基本原理(二)試件制備與描述(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試(四)試驗步驟(五)成果整理一、承壓板法承壓板法又可以分為剛性承壓板法和柔性承壓板法,我83(一)基本原理剛性承壓板法是通過剛性承壓板(其彈性模量大于巖體一個數(shù)量級以上)對半無限空間巖體表面施加壓力并量測各級壓力下巖體的變形;按彈性理論公式計算巖體變形參數(shù)的方法.(一)基本原理剛性承壓板法是通過剛性承壓板(其彈性模量大于巖84(二)試件制備與描述1.試件制備2.試件地質(zhì)描述(二)試件制備與描述1.試件制備851.試件制備具體要求如下:(1)試段開挖時,應(yīng)盡可能減少對巖體的擾動和破壞(2)試件受壓方向應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)的實際受力方向一致(3)試件的邊界條件應(yīng)滿足具體要求(p85)(4)試件范圍內(nèi)受擾動的巖體應(yīng)清除干凈并鑿平整(5)試件面積應(yīng)略大于承壓板(6)試驗反力裝置部位應(yīng)能承受足夠的反力1.試件制備具體要求如下:862.試件地質(zhì)描述包括內(nèi)容如下:(1)試硐編號(2)試件編號(3)試段開發(fā)方法及出現(xiàn)的巖體破壞情況等(4)巖石類型(5)地下水情況(6)巖體結(jié)構(gòu)面類型(7)地質(zhì)描述應(yīng)提交的圖件2.試件地質(zhì)描述包括內(nèi)容如下:87(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試1.儀器設(shè)備2.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(三)儀器設(shè)備及其安裝調(diào)試1.儀器設(shè)備881.儀器設(shè)備(1)加壓系統(tǒng)(2)傳力系統(tǒng)(3)量測系統(tǒng)1.儀器設(shè)備(1)加壓系統(tǒng)892.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(見圖5-1)(1)傳力系統(tǒng)安裝(2)量測系統(tǒng)安裝2.儀器設(shè)備的安裝調(diào)試(見圖5-1)(1)傳力系統(tǒng)安裝90第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控課件91(四)試驗步驟(1)準(zhǔn)備工作(2)加壓(見圖5-2,5-3)(3)重復(fù)加壓(4)測表調(diào)整與調(diào)換(5)記錄(6)試驗設(shè)備拆卸(四)試驗步驟(1)準(zhǔn)備工作92第7章地下工程的監(jiān)測和監(jiān)控課件93(五)成果整理(1)檢查核對試驗數(shù)據(jù)(2)變形值計算(3)繪制p-W關(guān)系曲線(4)按公式計算巖體的變形模量或彈性模量(五)成果整理(1)檢查核對試驗數(shù)據(jù)94二、狹縫法狹縫法又稱刻槽法(一)基本原理(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-7)(四)試驗步驟(五)成果整理二、狹縫法狹縫法又稱刻槽法95三、鉆孔變形法鉆孔變形法—利用鉆孔膨脹計或壓力計，對孔壁施加徑向水壓力，測各級壓力下的鉆孔徑向變形。三、鉆孔變形法鉆孔變形法—利用鉆孔膨脹計或壓力計，對孔壁施加96具體內(nèi)容(一)基本原理(二)試件孔施工及地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(四)試驗步驟(五)成果整理具體內(nèi)容(一)基本原理97第三節(jié)巖體強(qiáng)度試驗一、直剪試驗二、三軸試驗第三節(jié)巖體強(qiáng)度試驗一、直剪試驗98一、直剪試驗(一)基本原理與方法(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)(四)試驗步驟(五)成果整理一、直剪試驗(一)基本原理與方法99(一)基本原理與方法可分為—巖體本身、巖體沿結(jié)構(gòu)面、巖體與混凝土接觸面剪切三種。每種試驗又可細(xì)分為—抗剪斷試驗、摩擦試驗及抗切試驗(一)基本原理與方法可分為—巖體本身、巖體沿結(jié)構(gòu)面、巖體與混100(二)試件制備與地質(zhì)描述(1)試件制備(2)地質(zhì)描述(二)試件制備與地質(zhì)描述(1)試件制備101(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)1.儀器設(shè)備2.儀器設(shè)備安裝調(diào)試(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-10)1.儀器設(shè)備102(四)試驗步驟(1)施加法向荷載(2)施加切向荷載(3)拆除設(shè)備及描述試件破壞情況(4)重復(fù)試驗(四)試驗步驟(1)施加法向荷載103(五)成果整理(五)成果整理104二、三軸試驗(一)基本原理(二)試件制備與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備及安裝調(diào)試(見圖5-12)(四)試驗步驟(五)成果整理二、三軸試驗(一)基本原理105(一)基本原理原位巖體三軸試驗一般是在平硐中進(jìn)行的(一)基本原理原位巖體三軸試驗一般是在平硐中進(jìn)行的106第四節(jié)巖體應(yīng)力測試一、應(yīng)力解除法二、應(yīng)力恢復(fù)法三、水壓致裂法第四節(jié)巖體應(yīng)力測試一、應(yīng)力解除法107一、應(yīng)力解除法(一)基本原理(見圖5-13)(二)試點選擇及地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(四)試驗步驟(見圖5-14)(五)成果整理及計算一、應(yīng)力解除法(一)基本原理(見圖5-13)108(一)基本原理(見圖5-13)可分為—表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)力解除法、孔壁應(yīng)力解除法三種。(一)基本原理(見圖5-13)可分為—表面應(yīng)力解除法、孔底應(yīng)109二、應(yīng)力恢復(fù)法(一)基本原理(二)試點制備與地質(zhì)描述(三)主要儀器設(shè)備(四)試驗步驟(見圖5-15,5-16)(五)成果整理及計算二、應(yīng)力恢復(fù)法(一)基本原理110(一)基本原理應(yīng)力恢復(fù)法適應(yīng)于—堅硬、半堅硬完整巖體(一)基本原理應(yīng)力恢復(fù)法適應(yīng)于—堅硬、半堅硬完整巖體111三、水壓致裂法(一)基本原理(二)主要儀器設(shè)備(三)試驗方法要點三、水壓致裂法(一)基本原理112(一)基本原理主要優(yōu)點是：1）量測深度不受限制、代表性好；2）試驗設(shè)備簡單，操作方便，測量結(jié)果直觀，精度高。主要缺點是：主應(yīng)力方向難以準(zhǔn)確確定(一)基本原理主要優(yōu)點是：113第五節(jié)巖體現(xiàn)場簡易測試一、巖體聲波測試二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗三、巖體回彈錘擊試驗第五節(jié)巖體現(xiàn)場簡易測試一、巖體聲波測試114一、巖體聲波測試(一)基本原理(二)測線(點)選擇與地質(zhì)描述(三)儀器設(shè)備(見圖5-20)(四)試驗步驟(五)成果整理及應(yīng)用一、巖體聲波測試(一)基本原理115二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗(一)基本原理(二)儀器設(shè)備(見圖5-21)(三)試驗步驟(四)成果整理二、巖石點荷載強(qiáng)度試驗(一)基本原理116三、巖體回彈錘擊試驗(一)基本原理(見圖5-22)(二)儀器設(shè)備(見圖5-23)(三)試驗要點(四)資料整理三、巖體回彈錘擊試驗(一)基本原理(見圖5-22)117補(bǔ)充：地下洞室第一節(jié)概述第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞第四節(jié)地下洞室圍巖分類第五節(jié)地下洞室圍巖壓力第六節(jié)地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價第七節(jié)地下洞室位址選擇的工程地質(zhì)論證第八節(jié)地下洞室的施工方法與支襯結(jié)構(gòu)設(shè)計第九節(jié)地下采空區(qū)場地評價與勘察第十節(jié)地下洞室?guī)r土工程勘察要點補(bǔ)充：地下洞室第一節(jié)概述118第一節(jié)概述人工開挖或天然存在于巖土體內(nèi)作為各種用途的構(gòu)筑物統(tǒng)稱為地下洞室，也有稱為地下建筑或地下工程的。地下洞室按其用途可分為：交通隧道、水工隧洞、礦山巷道、地下廠房和倉庫、地下鐵道、地下軍事工程按其內(nèi)壁是否有內(nèi)水壓力作用可分為：無壓洞室、有壓洞室第一節(jié)概述人工開挖或天然存在于巖土體內(nèi)作為各種用途的構(gòu)119按其斷面形狀可分為：圓形、矩形、城門洞形、馬蹄形等按洞室軸線與水平面的關(guān)系可分為：水平洞室、豎井、傾斜洞室按圍巖介質(zhì)類型可分為：土洞、巖洞按成洞過程可分為：人工洞室、天然洞室按其斷面形狀可分為：120地下洞室的主要巖土工程問題：圍巖應(yīng)力圍巖壓力圍巖變形與破壞圍巖抗力地下洞室的主要巖土工程問題：121第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布一般來說，地下洞室圍巖應(yīng)力研究可歸納為：一、開挖前巖體中的天然應(yīng)力二、開挖后圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力三、支護(hù)襯砌后圍巖內(nèi)應(yīng)力的改善本節(jié)僅討論前兩個方面第二節(jié)地下洞室圍巖應(yīng)力分布一般來說，地下洞室圍巖應(yīng)力研究122一、巖體中的天然應(yīng)力地下開挖前存在于巖體內(nèi)的應(yīng)力，稱為天然應(yīng)力或稱為初始應(yīng)力或地應(yīng)力等。一、巖體中的天然應(yīng)力地下開挖前存在于巖體內(nèi)的應(yīng)力，稱為天然應(yīng)123二、圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力地下開挖以后，由于圍巖質(zhì)點應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)整而引起天然應(yīng)力大小、方向和性質(zhì)改變的作用，稱為應(yīng)力重分布作用。經(jīng)應(yīng)力重分布作用后形成的新的應(yīng)力狀態(tài)，稱為重分布應(yīng)力狀態(tài)。重分布應(yīng)力影響范圍內(nèi)的巖體稱為圍巖。二、圍巖內(nèi)的重分布應(yīng)力地下開挖以后，由于圍巖質(zhì)點應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)124下面重點討論圓形水平洞室圍巖的重分布應(yīng)力。（一）彈性圍巖重分布應(yīng)力（二）塑性圍巖重分布應(yīng)力下面重點討論圓形水平洞室圍巖的重分布應(yīng)力。125第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞地下開挖以后，洞壁圍巖由于失去了原有巖體的支撐而向洞內(nèi)松脹變形，如果這種變形超過了圍巖本身所能承受的能力時，圍巖就要產(chǎn)生破壞。下面討論各類結(jié)構(gòu)巖體圍巖的變形破壞特征。一、整體狀和塊狀巖體圍巖二、層狀巖體圍巖三、碎裂狀巖體圍巖四、松散狀巖體圍巖第三節(jié)地下洞室圍巖變形與破壞地下開挖以后，洞壁圍巖由于失126一、整體狀和塊狀巖體圍巖這類巖體本身具有很高的力學(xué)強(qiáng)度和抗變形能力，并存在有較稀疏且延伸較長的結(jié)構(gòu)面，含有少量的裂隙水。一、整體狀和塊狀巖體圍巖這類巖體本身具有很高的力學(xué)強(qiáng)度和抗變127二、層狀巖體圍巖這類巖體常呈軟硬巖層相間的互層形式出現(xiàn)。巖體中的結(jié)構(gòu)面以層理面為主，并有層間錯動及泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育。二、層狀巖體圍巖這類巖體常呈軟硬巖層相間的互層形式出現(xiàn)。巖體128三、碎裂狀巖體圍巖碎裂巖體是指斷層、褶曲、巖脈穿插擠壓和風(fēng)化破碎加次生夾泥的巖體。三、碎裂狀巖體圍巖碎裂巖體是指斷層、褶曲、巖脈穿插擠壓和風(fēng)化129四、松散狀巖體圍巖松散狀巖體是指強(qiáng)烈構(gòu)造破碎和強(qiáng)烈風(fēng)化的巖體或新近堆積的土體。四、松散狀巖體圍巖松散狀巖體是指強(qiáng)烈構(gòu)造破碎和強(qiáng)烈風(fēng)化的巖體130第四節(jié)地下洞室圍巖分類圍巖分類是地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，也是解決地下洞室設(shè)計和施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的一個重要途經(jīng)?？煞譃橐韵聨最悾阂弧⒍词覈鷰r質(zhì)量分級二、洞室圍巖分類三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類第四節(jié)地下洞室圍巖分類圍巖分類是地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析131一、洞室圍巖質(zhì)量分級見書P270一、洞室圍巖質(zhì)量分級見書P270132二、洞室圍巖分類見書P271二、洞室圍巖分類見書P271133三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)見書P273三、巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR分類)見書P273134四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類見書P275四、巴頓巖體質(zhì)量(Q)分類見書P275135第五節(jié)地下洞室圍巖壓力一、基本概念二、圍巖壓力的確定方法第五節(jié)地下洞室圍巖壓力一、基本概念136一、基本概念地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或破壞，進(jìn)而引起施加于支護(hù)襯砌上的壓力，稱為圍巖壓力。圍巖壓力是圍巖與襯砌間的相互作用，它與圍巖應(yīng)力不是同一個概念。一、基本概念地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形137按圍巖壓力的形成機(jī)理可劃分為：形變圍巖壓力松動圍巖壓力沖擊圍巖壓力按圍巖壓力的形成機(jī)理可劃分為：138二、圍巖壓力的確定