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隧道围岩的工程性质-隧道工程

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:围岩的工程性质,一般包括三个方面:物理性质、水理性质和力学性质。而对围岩稳定性最有影响的则是力学性质,即围岩抵抗变形和破坏的性能。环境因素尤其是地下水、地应力和地温对岩体的力学性质影响也很大。基于工程问题的尺度,岩石几乎可以被认为是均质、连续和各向同性的介质,而岩体则具有明显的非均质性、不连续性、各向异性和可变性。

隧道围岩的工程性质-隧道工程

围岩的工程性质,一般包括三个方面:物理性质、水理性质和力学性质。而对围岩稳定性最有影响的则是力学性质,即围岩抵抗变形和破坏的性能。围岩既可以是岩体,也可以是土体,本书仅涉及岩体的力学性质,有关土体的力学性质在土力学中研究。

岩体是在漫长的地质历史中,经过造岩、构造变形和次生蜕变而成的地质体。它被许多不同方向、不同规模、不同性质的断层面、层理面、节理面和裂隙面等地质界面切割成大小不等、形状各异的块体。工程地质学中将这些地质界面称为结构面或不连续面,将这些块体称为结构体,并将岩体看作由结构面和结构体组成的具有结构特征的地质体。所以,岩体的力学性质主要取决于岩体的结构特征、结构体岩石的特性以及结构面的特性。环境因素尤其是地下水、地应力和地温对岩体的力学性质影响也很大。在众多的因素中,哪个起主导作用需视具体条件而定。

在软弱围岩中,节理和裂隙比较发育,岩体被切割得很破碎,结构面对岩体的变形和破坏都不起什么作用,所以,岩体的特性与结构体岩石的特性并无本质区别。当然,在完整而连续的岩体中亦是如此。反之,在坚硬的块状岩体中,由于受软弱结构面切割,块体之间的联系减弱,此时,岩体的力学性质主要受结构面的性质及其在空间中的位置所控制。可见,岩体的力学性质必然是诸因素综合作用的结果,有些岩体是岩石的力学性质起控制作用,而有些岩体则是结构面的力学性质占主导地位。(www.xing528.com)

岩体与岩石相比,两者有着很大的区别。基于工程问题的尺度,岩石几乎可以被认为是均质、连续和各向同性的介质,而岩体则具有明显的非均质性、不连续性、各向异性和可变性。关于岩体的力学性质,包括变形破坏特性和强度,一般都需要在现场进行原位试验才能获得较为真实的结果。但现场原位试验需要花费大量资金和时间,而且随着测点位置和加载方式不同,试验结果的离散性也很大。因此,常常用取样在试验室内进行试验来代替现场原位试验。但室内试验较难模拟岩体真正的力学作用条件,更重要的是对于较破碎和软弱不均质的岩体,不易取得供试验用的试样进行模拟。究竟采用何种试验方法,应视岩体的结构特征而定。一般来说,破裂岩体以现场试验为主,较完整的岩体以做室内试验为宜。

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