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围岩编辑本段回目录

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(图)围岩围岩

 围岩(wall rock)地质学名词,指的是隧道周围一定范围内,对洞身的稳定有影响的岩(土)体,相对于某种地壳物质周围的岩石。常见的有岩浆的围岩和矿体的围岩。在岩石地下工程中,由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。 矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩。不过,前者是矿体的围岩,后者为岩体的围岩。矿体与围岩的分界线是过渡的,如浸染状交代矿体与围岩的关系。在一般情况下,矿体和围岩的边界是通过系统的取样分析,根据一定的工业指标圈定的。


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1基本定义编辑本段回目录

    围岩【wall rock】指的是隧道周围一定范围内,对洞身的稳定有影响的岩(土)体。

    工程地质学中把重分布应力影响范围内的岩体称为围岩。绝大部分为6r(r为洞室半径 )。

    一、地质学名词,相对于某种地壳物质周围的岩石。常见的有岩浆的围岩和矿体的围岩。

    二、在岩石地下工程中,由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。

    围岩是洞室四周围绕的岩石,这个洞室可以是人工开凿的(例如各种隧道、地下仓库等等),也可以是天然形成的(例如山洞、溶洞等等)。

   【围岩】又称主岩、容矿岩。矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩。不过,前者是矿体的围岩,后者为岩体的围岩。矿体与围岩的关系大致有二种情况: 矿体与围岩在组构上和有用组份的含量上有显著的差别,接触界线清楚,如脉状充填矿体与围岩的关系。 矿体与围岩的分界线是过渡的,如浸染状交代矿体与围岩的关系。在一般情况下,矿体和围岩的边界是通过系统的取样分析,根据一定的工业指标圈定的。

2力学特点编辑本段回目录


   

(图)围岩围岩

力学特点典型的软弱围岩分为以下两种类型:地质结构面发育良好,岩体极度破碎,近于松散,处于层问破碎带,大型断层或风化强烈地带的岩体大多表现为此类特性,另一类属于块体强度较低,泥岩,黄土等属于此类。这些围岩主要有以下一些特点:

    这类围岩或因破碎强烈,地质结构面发育明显,呈相互交织状,致使方向性不明显;或因结构弱面相对块体自身强度较低,其相对影响不甚显著,而剪应力和压应力一般由地质结构面传递,所以在不承受拉应力时,可近似地认为软弱围岩是各向同性的均匀连续体(或称“类连续体”)。

    该类岩体的抗压议度较低,且不能承受拉应力。洞室开挖后,如果存在拉应力时,不但围岩由于拉应力的作用易导致破碎坍塌,而且压应力在其应力集中后会诱使岩体产生破坏滑移,形成剪切破坏区。若没有及时施加支护,洞室将由于围岩变形的发展而引发坍塌.不光现洞顶个别落石的问题,甚至丧失围岩的总体稳定性。

    在承受压应力的情况下,从软弱围岩岩体总体上来看,这种“似连续体”往往表现出一定的弹塑性特征,这种特征可理解为在岩体中的应力引起岩体破坏而产生滑移之后,岩体的一部分强度在变形发展的过程中尚可保持。在设计软弱围岩中的支护结构时,应考虑和利用软弱围岩的这一特征,利用弹塑性的相荚理论研究该问题。[1]

3主要分类编辑本段回目录

    铁路隧道围岩分类表14.2-10

    

类别
围岩主要工程地质条件围岩开挖后的稳定
 
主要,工程地质,特征结构特征和完整状态状态(单线)
硬质岩石(饱和极限抗压强度Rb>60MPa)受地质构造影响轻微,节理不发育,无软弱面(或夹层);层状岩层为厚层,层间结合良好呈巨块状整体结构围岩稳定,无坍塌,可能产生,岩爆
硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响较重,节理较发育,有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理,但其产状及组合关系不致产生滑动;层状岩层为中层或厚层,层间结合一般,很少有分离现象;或为硬质岩石偶夹软质岩石呈大块状,砌体结构暴露时间长,可能会出现局部小坍塌,侧壁稳定,层间结合差的平缓岩层,顶板易塌落
软质岩石(Rb≈30MPa)受地质构造影响轻微,节理不发育;层状岩层为厚层,层间结合良好呈巨块状,整体结构
硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响较重,节理发育,有层状软弱面(或夹层),但其产状及组合关系尚不致产生滑动;层状岩层为薄层或中层,层间结合差;多有分离现象;或为硬、软质岩石互层呈块(石)碎(石)状,镶嵌构拱部无,支护,时可产生小坍塌,侧壁基本稳定,爆破震动过大易坍塌
软质岩石(5MPa呈大块状,砌体结构
硬质岩石(Rb>30MPa)受地质构造影响很严重,节理很发育;层状软弱面(或夹层)已基本被破坏呈碎石状,压碎结构拱部无支护时可产生较大的坍塌,侧壁有时失去稳定
软质岩石(5MPa呈块(石),碎(石)状,镶结构
土:1、略具压密或成岩作用的黏性土及砂类土1,2,呈大块状压密结构,3,巨块状整体结构
 
2、黄土(Q1、Q2)
 
3、一般钙质或铁质胶结的碎、卵石土、大块石土
石质围岩位于挤压强烈的,断裂带,内,裂隙杂乱,呈石夹土或土,夹石,类呈角(砾),碎(石)状,松散结构围岩易坍塌,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌,浅埋时易出现地表下沉(陷)或坍塌至地表
一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4呈松散或松软状
石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内,呈角砾,砂,泥松软体呈松软状围岩极易坍塌变形,有水时土,砂常与水一齐涌出,浅埋时易坍塌至地表
软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等黏性土,易蠕动,砂性土,潮湿松散
软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等黏性土易蠕动砂性土潮湿松散围岩极易坍塌变形,有水时土,砂常与水一起涌出,浅埋时易坍塌至地表

    注:1、层状岩层的层厚划分;厚层:大于0.5m;中厚层:0.1~0.5m;薄层:小于0.1m;

    2、风化作用对围岩分类的影响可从以下两方面考虑:结构完整状态方面:当风化作用使岩体结构松散、破碎、软硬不一时,应结合因风化作用造成的各种状况,综合考虑确定围岩的结构完整状态;岩石类别方面;当风化作用使岩石成分改变,强度降低时,应按风化后之强度确定岩石类别;

    3、遇有地下水时,可按下列原则调整围岩类别:在Ⅵ类围岩或属于V类的硬质岩中,一般地下水对其稳定影响不大,可不考虑降低;在Ⅳ类围岩或属于V类的软质岩石,应根据地下水的类型、水量大小和危害程度调整围岩类别,当地下水影响围岩稳定产生局部坍塌或软化软弱面时,可酌情降低1级;Ⅲ类、Ⅱ类围岩已成碎石状松散结构,裂隙中并有黏性土充填物。地下水对围岩稳定性影响较大,可根据地下水的类型、水量大小、渗流条件、动水和静水压力等情况,判断其对围岩的危害程度,适当降低1~2级;在Ⅰ类围岩中,分类已考虑了一般含水情况的影响,但在特殊含水地层(如处于饱水状态或具有较大承压水流时)需另作处理;

    4、本表中“类别”和“围岩主要工程地质条件”栏,适用于单线、双线和多线隧道,但不适用于特殊地质条件的围岩(如膨胀性围岩、多年冻土等)。

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