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摘要：近年来，我国经济飞速发展，各类工程建设更是取得了巨大的成就。建设优质工程，稳定的岩土地质是基础。本文结合作者多年工作经验，以构筑安全稳定的地下工程为研究目的，首先分析了地下围岩开挖后的应力分布，紧接着详细阐述了地下洞室围岩的变形破坏、山岩压力，最后对围岩稳定性进行了分析和评价，以供相关工作者参考。
关键词：地下洞室；围岩；稳定性；工程地质
中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0147-01
地下洞室是一系列地下工程的统称，在当代社会，人们为了缓解人地矛盾节约空间的发展需要，在地上空间相对不足的情况下转向地下空间。地下设施的种类有很多，具体包括矿山坑道、地下发电站厂房、铁路隧道、水工隧洞、地下停车场及地下铁道等。通过建造这些地下设施，为现代城市的发展节约了大量的空间，有效的缓解了人地的矛盾。
地下设施不同于在地上修筑建筑物，它的施工环境条件更加复杂，建筑物不仅承受着自身重量，还承受着来自四周围岩的压力，围岩地质的不稳将对地下设施产生致命的破坏。纵观这些地下设施，它们虽在设计、施工等方面各有不同，规模更是千差万别，但是从地质围岩方面分析，它们都有一个共同的特点，就是要在地下岩体内开挖出一个具有较大延伸长度，一定横断面积和尺寸的洞子。这是工程施工的重要组成部分，同时也是工程安全稳定的决定性因素。
地下岩土是一个应力平衡状态体，自身有一个安全稳定的组织系统，对地下岩石进行开挖无疑是对这种平衡状态的破坏，因此，在开挖的过程中保持施工的顺利进行及工程的正常运营，就要保证地下洞室岩体的应力平衡。在岩体开挖的过程中，周围岩体应力会重新分布并发生卸荷回弹，这时候要根据周围岩体的稳定状况，对岩体采取适当的措施。如果围岩不够坚固，就会因应力状态的变化和卸荷回弹发生显著的变形，破坏岩体的稳定性。有时候围岩适应不了应力的重新分布和回弹应力的作用丧失自身的稳定性，这就需要对围岩采取加固措施，否则将严重影响着地下建筑的施工和正常运营。
1地下开挖后围岩应力分布
①围岩应力分布的一般特点。岩体保持天然状态，自身受到一种初始应力的支撑，这是岩体的存在一般状态，也是岩体安全稳固的平衡状态，岩体的稳固状态主要受两个力的影响，水平正应力和垂直正应力。这两个力在通常情况下是平衡的，这也是岩体得以保持平衡的原因。岩体内何一点的初始应力状态也都可以通过这两个力进行分析。围岩应力分布与径向应力的分布有关，它的主要特征是随着径向应力向自由表面的接近而慢慢减小，直到在洞壁处应力大小变为为零。切向应力在一些部位的分布也有其自身特点，越接近自由表面切向应力就越大，当接近洞壁时切向应力达到最高值，这就是所谓压应力集中现象。②洞室压力集中的一般规律。对于不同形状的洞室，应力分布是不一样的。圆形、椭圆形洞室，最大压应力和周边可能拉应力分别发生于岩体内，产生的部位在最小主应力轴和初始最大主应力轴与周边垂直相交的两点，而两点之间的应力呈逐渐过渡状态，介于上述两个极值之间。围岩是否稳定的关键就是看这两点，要想掌握这类洞室周边应力集中的一般规律就必须对这两点的应力情况进行详细的了解。
2地下洞室围岩的变形破坏及发展
①围岩的变形和破坏。围岩主要包括各种块状结构、层状结构坚硬围岩、半坚硬脆性围岩等。这类围岩的破坏和变形，水分的分布对其破坏和变形的影响较为轻微，主要是在回弹应力的作用下发生的。这类围岩变形破坏的形式和特点主要取决于围岩结构，一般有张裂塌落、弯折内鼓、剪切滑移、劈裂剥落及岩爆等不同类型。②围岩变形破坏的发展。由于围岩内应力分布的不均匀性以及岩体结构、强度的不均一性及各向异性，那些应力集中程度高，而结构强度又相对较低的部位往往是累进性破坏的突破口。通过大量的研究实践表明，地下工程围岩的变形破坏通常是累进性发展的。在大范围围岩尚保持整体稳定性的情况下，这些应力强度关系中的最薄弱部位就可能发生局部破坏，并使应力向其它部位转移，引起另外一些次薄弱部位的破坏。
3洞室围岩稳定性的分析与评价
3.1影响围岩稳定性的因素
围岩稳定性主要受两种因素的影响，即围岩的应力状态和围岩的强度，下面分别简述之。
①围岩应力状态。围岩的应力状态受两个因素的影响，具体包括洞室的剖面形状、尺寸及岩体的天然应力状态。其中洞室的形状主要受施工的影响，与工程设计有关，它在岩体稳定性因素中所占的比重是较小的，而且可以通过优化设计进行有效的避免，取决于工程活动的要求与特点。而岩体的天然应力状态则受多种因素的影响，它不仅与人类工程活动的要求有关，而且受自然地质因素的制约，控制的难度较洞室的形状、尺寸大。②围岩强度。围岩强度是影响围岩稳定性的又一重要因素，单从岩性角度分析，围岩可以分为脆性围岩和塑性围岩两大类。塑性围岩不同于脆性围岩，它主要包括各类破碎松散岩石、钻土质岩石及某些易于吸水变形膨胀的岩石等（如硬石膏），这类岩石通常具有力学强度低、风化速度快及遇水易膨胀、软化或崩解等不良性质，这些不良性质一旦表现出来，对地下洞室的稳定性是极为不利的。
3.2围岩稳定性的评价
围岩應力与工程的大小有关，一般情况下工程量越大围岩的应力就越大。所以，围岩的应力状况要根据工程的具体情况进行分析，对于隧道工程而言，期深度和规模一般不大，围岩应力也较小，对工程的影响范围较小，工程不稳定的意外情况也多发生在围岩强度特别低的部位，地质不稳定的因素较为明显，通过大量的实践表明，在一般的工程洞室中，围岩的失稳破坏通常发生在以下类型的地带：
①半坚硬的薄层状结构岩体及碎裂结构岩体分布区。②层状及坚硬块状岩体中，洞或边墙上不稳定结构体或软弱结构面切割部位。③软弱的塑性岩体或破碎松散岩石分布区，主要包括岩体中的风化速度快、力学强度低、构造破碎及遇水易膨胀、软化、或崩解的粘土质岩类分布地带。
4结语
综上，周围岩层的稳定性决定着地下建筑的安全和正常使用，在工作中要时刻保持谨慎的工作作风，严格施工程序打造优质工程。实践中还有一些问题亟待去研讨解决，鉴于作者水平有限，文章论述不到之处望行业同仁多多指正，今后亦会加强相关理论知识的学习，争取为我国在地下洞室围岩稳定性研究方面做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 翟守俊,王文学,胡巍,等.基于ADINA的动压影响下巷道 围岩稳定性数值分析[J].能源技术与管理,2011,(1).
[2] 徐涛,岳滨,王大顺,等.动压影响下巷道围岩稳定性模拟研 究[J].中州煤炭,2011,(2).
[3] 杜晓丽,宋宏伟,陈杰.采矿动压对附近巷道围岩应力影响 的分析[J].三峡大学学报,2011,(1).
[4] 王更峰,张永兴,熊晓晖,等.偏压错台大跨隧道最小安全净 距及围岩稳定性分析[J].工业建筑,2011,(2).
[5] 程桦,蔡海兵,荣传新,等.深立井连接硐室群围岩稳定性分 析及支护对策[J].煤炭学报,2011,(2).
关键词：地下洞室；围岩；稳定性；工程地质
中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0147-01
地下洞室是一系列地下工程的统称，在当代社会，人们为了缓解人地矛盾节约空间的发展需要，在地上空间相对不足的情况下转向地下空间。地下设施的种类有很多，具体包括矿山坑道、地下发电站厂房、铁路隧道、水工隧洞、地下停车场及地下铁道等。通过建造这些地下设施，为现代城市的发展节约了大量的空间，有效的缓解了人地的矛盾。
地下设施不同于在地上修筑建筑物，它的施工环境条件更加复杂，建筑物不仅承受着自身重量，还承受着来自四周围岩的压力，围岩地质的不稳将对地下设施产生致命的破坏。纵观这些地下设施，它们虽在设计、施工等方面各有不同，规模更是千差万别，但是从地质围岩方面分析，它们都有一个共同的特点，就是要在地下岩体内开挖出一个具有较大延伸长度，一定横断面积和尺寸的洞子。这是工程施工的重要组成部分，同时也是工程安全稳定的决定性因素。
地下岩土是一个应力平衡状态体，自身有一个安全稳定的组织系统，对地下岩石进行开挖无疑是对这种平衡状态的破坏，因此，在开挖的过程中保持施工的顺利进行及工程的正常运营，就要保证地下洞室岩体的应力平衡。在岩体开挖的过程中，周围岩体应力会重新分布并发生卸荷回弹，这时候要根据周围岩体的稳定状况，对岩体采取适当的措施。如果围岩不够坚固，就会因应力状态的变化和卸荷回弹发生显著的变形，破坏岩体的稳定性。有时候围岩适应不了应力的重新分布和回弹应力的作用丧失自身的稳定性，这就需要对围岩采取加固措施，否则将严重影响着地下建筑的施工和正常运营。
1地下开挖后围岩应力分布
①围岩应力分布的一般特点。岩体保持天然状态，自身受到一种初始应力的支撑，这是岩体的存在一般状态，也是岩体安全稳固的平衡状态，岩体的稳固状态主要受两个力的影响，水平正应力和垂直正应力。这两个力在通常情况下是平衡的，这也是岩体得以保持平衡的原因。岩体内何一点的初始应力状态也都可以通过这两个力进行分析。围岩应力分布与径向应力的分布有关，它的主要特征是随着径向应力向自由表面的接近而慢慢减小，直到在洞壁处应力大小变为为零。切向应力在一些部位的分布也有其自身特点，越接近自由表面切向应力就越大，当接近洞壁时切向应力达到最高值，这就是所谓压应力集中现象。②洞室压力集中的一般规律。对于不同形状的洞室，应力分布是不一样的。圆形、椭圆形洞室，最大压应力和周边可能拉应力分别发生于岩体内，产生的部位在最小主应力轴和初始最大主应力轴与周边垂直相交的两点，而两点之间的应力呈逐渐过渡状态，介于上述两个极值之间。围岩是否稳定的关键就是看这两点，要想掌握这类洞室周边应力集中的一般规律就必须对这两点的应力情况进行详细的了解。
2地下洞室围岩的变形破坏及发展
①围岩的变形和破坏。围岩主要包括各种块状结构、层状结构坚硬围岩、半坚硬脆性围岩等。这类围岩的破坏和变形，水分的分布对其破坏和变形的影响较为轻微，主要是在回弹应力的作用下发生的。这类围岩变形破坏的形式和特点主要取决于围岩结构，一般有张裂塌落、弯折内鼓、剪切滑移、劈裂剥落及岩爆等不同类型。②围岩变形破坏的发展。由于围岩内应力分布的不均匀性以及岩体结构、强度的不均一性及各向异性，那些应力集中程度高，而结构强度又相对较低的部位往往是累进性破坏的突破口。通过大量的研究实践表明，地下工程围岩的变形破坏通常是累进性发展的。在大范围围岩尚保持整体稳定性的情况下，这些应力强度关系中的最薄弱部位就可能发生局部破坏，并使应力向其它部位转移，引起另外一些次薄弱部位的破坏。
3洞室围岩稳定性的分析与评价
3.1影响围岩稳定性的因素
围岩稳定性主要受两种因素的影响，即围岩的应力状态和围岩的强度，下面分别简述之。
①围岩应力状态。围岩的应力状态受两个因素的影响，具体包括洞室的剖面形状、尺寸及岩体的天然应力状态。其中洞室的形状主要受施工的影响，与工程设计有关，它在岩体稳定性因素中所占的比重是较小的，而且可以通过优化设计进行有效的避免，取决于工程活动的要求与特点。而岩体的天然应力状态则受多种因素的影响，它不仅与人类工程活动的要求有关，而且受自然地质因素的制约，控制的难度较洞室的形状、尺寸大。②围岩强度。围岩强度是影响围岩稳定性的又一重要因素，单从岩性角度分析，围岩可以分为脆性围岩和塑性围岩两大类。塑性围岩不同于脆性围岩，它主要包括各类破碎松散岩石、钻土质岩石及某些易于吸水变形膨胀的岩石等（如硬石膏），这类岩石通常具有力学强度低、风化速度快及遇水易膨胀、软化或崩解等不良性质，这些不良性质一旦表现出来，对地下洞室的稳定性是极为不利的。
3.2围岩稳定性的评价
围岩應力与工程的大小有关，一般情况下工程量越大围岩的应力就越大。所以，围岩的应力状况要根据工程的具体情况进行分析，对于隧道工程而言，期深度和规模一般不大，围岩应力也较小，对工程的影响范围较小，工程不稳定的意外情况也多发生在围岩强度特别低的部位，地质不稳定的因素较为明显，通过大量的实践表明，在一般的工程洞室中，围岩的失稳破坏通常发生在以下类型的地带：
①半坚硬的薄层状结构岩体及碎裂结构岩体分布区。②层状及坚硬块状岩体中，洞或边墙上不稳定结构体或软弱结构面切割部位。③软弱的塑性岩体或破碎松散岩石分布区，主要包括岩体中的风化速度快、力学强度低、构造破碎及遇水易膨胀、软化、或崩解的粘土质岩类分布地带。
4结语
综上，周围岩层的稳定性决定着地下建筑的安全和正常使用，在工作中要时刻保持谨慎的工作作风，严格施工程序打造优质工程。实践中还有一些问题亟待去研讨解决，鉴于作者水平有限，文章论述不到之处望行业同仁多多指正，今后亦会加强相关理论知识的学习，争取为我国在地下洞室围岩稳定性研究方面做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 翟守俊,王文学,胡巍,等.基于ADINA的动压影响下巷道 围岩稳定性数值分析[J].能源技术与管理,2011,(1).
[2] 徐涛,岳滨,王大顺,等.动压影响下巷道围岩稳定性模拟研 究[J].中州煤炭,2011,(2).
[3] 杜晓丽,宋宏伟,陈杰.采矿动压对附近巷道围岩应力影响 的分析[J].三峡大学学报,2011,(1).
[4] 王更峰,张永兴,熊晓晖,等.偏压错台大跨隧道最小安全净 距及围岩稳定性分析[J].工业建筑,2011,(2).
[5] 程桦,蔡海兵,荣传新,等.深立井连接硐室群围岩稳定性分 析及支护对策[J].煤炭学报,2011,(2).