围岩稳定的工程地质分析

一、围岩稳定的概念

围岩稳定是指在一定时间内，在一定的地质力和工程力作用下岩体不产生破坏和失稳。围岩在压应力、拉应力及剪应力作用下能否破坏的判断：

1、围岩的抗压强度和抗拉强度是否适应围岩应力。（公式略）

2、围岩的抗剪强度是否适应围岩的剪应力。 （公式略）

二、围岩变形破坏的特点

由于岩体在强度和结构方面的差异，洞室围岩变形与破坏的形式多种多样，主要的形式有脆性破裂、块体滑移、弯曲折断、松动解脱、塑性变形等。

1．坚硬完整岩体的脆性破裂

在坚硬完整的岩体中开挖地下洞室，围岩一般是稳定的。但是在高地应力地区，经常产生岩爆现象。岩爆是储存有很大弹性应变能的岩体，在开挖卸荷后，能量突然释放所形成的，它与岩石性质、地应力积聚水平及洞室断面形状等因素有关。

围岩失稳机制及破坏形式

围岩变形破坏的常见形式

2．块体滑移

块体滑移是块状结构围岩常见的破坏形式。这类破坏常以结构面交切组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。分离块体的稳定性取决于块体的形状有无临空条件、结构面的光滑程度及是否夹泥等。

3．层状弯折和拱曲

岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。

平缓岩层，当岩层层次很薄或软硬相间时，顶板容易下沉弯曲折断。

在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时，顺倾向一侧拱脚以上部分岩层易弯曲折断，逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。

在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行，所以边墙容易凸邦弯曲。

4．碎裂岩体的松动解脱

碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。

5．松软岩体

一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。常见的塑性变形和破坏的形式有边墙挤入、底鼓及洞径收缩等。

三、（修正）围岩质量等级与自稳能力的关系

I 类为稳定岩体，围岩可长期稳定。

Ⅱ类为基本稳定围岩，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块。

Ⅲ类围岩稳定性差，围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产生塌方或变形破坏，完整的较软岩稳定性较好，可定为“暂时稳定”。

Ⅳ类为不稳定围岩，规模较大的各种变形破坏都可能发生。

V 类为极不稳定围岩，不能自稳，变形破坏严重。