用特征线设计锚喷支护的理论与方法.ppt

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1、用特征线设计锚喷支护的理论与方法1、熟悉赤平极射投影与实体比例投影2、掌握隧道围岩不稳定块体稳定性分析手工图算法3、掌握不稳定块体的锚喷支护计算方法局部不稳定分析的原理与步骤一、一般规定“锚杆喷射混凝土技术规范”（GB50086—2001）明确规定，“对围岩整体稳定性验算，可采用数值解法或解析解法；对局部可能失稳的围岩块体的稳定性验算，可采用块体极限平衡方法”。对IV、V级围岩中毛洞跨度大于5m的工程，除应按照本规范表4.1.2-1的规定，选择初期支护的类型与参数外，尚应对围岩进行稳定性验算；对III级围岩，还应进行监控量测，

2、以便最终确定支护类型和参数。对I、II、III级围岩毛洞跨度大于15m的工程，除应按照本规范表4.1.2-1的规定，选择支护类型和参数外，尚应对间接类比法一般是根据现行锚喷支护技术规范，按其围岩类比表及锚喷支护设计参数表确定拟建工程的锚喷支护类型与参数。局部不稳定分析的原理与步骤二、本章所研究的不稳定块体的含义本章所研究的不稳定块体是指由软弱结构面、临空面以及新形成的切割面所组成的较大规模的的不稳定块体。一般，围岩中被几组节理所切割成的小块岩体，由设计中用作整体加固的锚喷支护就足以承受，不需另行局部加固。局部不稳定分析的原理与

3、步骤三、不稳定块体的计算与加固的步骤1、不稳定块体的几何分析确定结构面面积、结构体体积和重量等，这些都是稳定性分析中的必要数据。不稳定块体的几何分析是以地质勘察工作所获得的地质结构面产状和测点坐标，以及工程设计开挖的几何参数为前提的，有了这些参数就可以通过解析法或图算法来确定不稳定块体的几何参数。2、失稳方式的运动学分析运动学分析的主要任务是判断不稳定块体的位移运动趋势和失稳方式。运动学分析是在上述几何分析的基础上，再考虑载荷矢量的作用。荷载一般包括重力、地应力及动态力（地震力、爆破松动力等）。不过这里只研究重力，动态力和地应

4、力不予考虑。局部不稳定分析的原理与步骤由于不稳定块体边界切割面的情况不同，初始位移趋势可能有多种发展结果，即可能有多种失稳方式：（1）由于受到边界切割面的限制，结构体不能向临空面位移，而在某一结构面上压紧，或者所有结构面不能脱开，则结构体是稳定的。（2）由于切割面的影响，产生结构面或结构面交线滑动，位移方向指向临空面，这是形成滑动失稳。（3）当合力矢量作用于边界面以外，或是结构体受力位移后形成一定的力矩时，若指向临空面，则可能产生转动或倾倒。（4）不受切割面影响，结构体的初始位移即造成所有的结构面上的拉开，这是形成崩落或抛出。

5、常见的失稳运动方式是崩落和滑动。失稳方式不同，其稳定的评价和分析也不同。运动学分析是进一步稳定分析的基础。局部不稳定分析的原理与步骤3、稳定系数的计算分析稳定分析是根据岩石结构体受力运动和阻滑力的对比关系，确定相对于极限状态时的稳定程度，做出稳定性评价。当运动学解析指出有可能滑动时，应根据滑动面的构成，采用抗剪强度进行滑动稳定分析，求取滑动安全系数。对于崩落或抛出的不稳定块体，则可直接求出其崩落力或抛出力。4、不稳定块体的加固计算和锚喷支护强度计算锚喷支护是当前加固不稳定块体的主要支护方式。尤其是采用锚杆或锚索支护，其加固效果

6、远优于其他支护型式。对可能失稳的不稳定块体需进行局部加固计算和锚喷支护的强度计算，以确定喷层厚度、锚杆根数和参数以及锚杆的布置方案。一般情况下，喷层厚度按整体加固要求确定，局部加固主要是计算锚杆的根数和参数。常用的不稳定块体的稳定性分析方法有图解法和数解法。赤平极射投影与实体比例投影一、赤平极射投影基本概念赤平极射投影，是利用一个球体作为投影工具，通过球心作一平面ESWN（赤平面）作为投影平面。极射就是从球体的一个端点F发出射线，如FP，F称为极点，P为球体上的一个质点。由极点F向P发出的射线必然交于赤平面于M点，M就是P点在

7、赤平面上的投影。实际上，赤平极射投影是把点、线、面的位置投影到球面上，然后再把它们投影到赤平面上，化立体为平面。目前，我国在工程地质实际应用中，习惯上采用上半球做球面投影，从下半球球极（F）发出射线的方法，投影上半球的物体。如图所示，AC表示该平面走向，MO表示该平面倾向；平面越陡，弧AMC越靠近圆心，两个极端的情况，垂直时为直线AC，水平时为基圆（WM表示倾角）。工程类比法设计的原则与方法赤平极射投影与实体比例投影二、基本作图法1、两种投影网吴氏网与斯氏网，每种投影网都包括两种投影图，即经纬网与极坐标网。2、吴氏网的特点3、

8、基本作图工程类比法设计的原则与方法工程类比法设计的原则与方法锚喷支护工程类比设计程序应用工程类比法确定支护参数的设计程序，一般分为初步设计阶段和施工设计阶段。1、设计设计阶段：2、施工设计阶段：用工程类比法设计锚喷支护参数赤平极射投影与实体比例投影三、实体比例投影的概念（一）