研究生隧道工程学课程考核格式及作业(带附件)39032.docx

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1、研究生课程程考核试卷卷（适用于课课程论文、提提交报告）科 目：隧道工程程 教 师：姓 名： 学 号：专 业：岩土工程程 类 别：学学术上课时间： 20114 年 9 月至至20144 年年 12 月 考 生 成成 绩：卷面成绩平时成绩课程综合成成绩阅卷评语：阅卷教师 (签名)重庆大学研研究生院制制重庆大学研研究生 隧道工程程学课程程考核要求求注：1、本本试卷格式式用于考核核方式为“提交报报告”、“课课程论文”、“考考查”等各各类别研究究生课程的的考核。2、要有明明确的课程程考核要求求：如课程程论文（报报告）题目目（范围）、篇篇幅（字数数）、必须须的参考资资料、提交交时间等。并并提前将课课程考核

2、试试卷发给学学生。3、提交课课程论文撰撰写格式参参考重庆庆大学博士士、硕士学学位论文撰撰写格式标标准。根据隧道工工程学讲授授内容，结结合自己的的研究方向向或感兴趣趣的问题，就就隧道某224个专专题内容写写一篇读书书报告，分分析其研究究现状、发发展趋势及及待解决的问问题等。或结合某一一工程实例例，进行弹弹性（或弹弹塑性）理理论分析和和数值模拟拟分析，数数值模拟分分析的难度度结合自己己掌握的程程度确定，二二维、三维维分析都可可以。具体要求：1、页数大大于15页。2、读书报报告或分析析论文双面面打印3、该试题题附在正文文前面。请以书面形形式于本学学期末前一一个星期上上交作业。摘要Part11首先讲述

3、述了盾构机机的发展概概况。然后后介绍了一一种新型盾盾构施工探探测技术，结结合静力触触探、摄像像探测技术术，开发的的盾构动态态施工。PPart22结合课堂堂PPT，得得出围岩越越好，对跨跨度越不敏敏感；并试试着探讨裂裂隙对稳定定性的影响响，得出对对隧道稳定定性，影响响最大的裂裂缝是隧道道范围顶部部裂缝和贯贯通洞肩的的水平裂缝缝。隧道附附近贯通的的竖向裂缝缝和洞顶范范围内的竖竖向裂缝对对隧道整体体影响较大大；而洞肩肩的水平裂裂缝对隧道道的局部影影响更大。在在施工中，应应充分重视视裂缝对围围岩稳定性性的影响，同同时又要充充分利用裂裂缝达到一一定的工程程目的。Part11盾构技术术1、盾构技技术的发展

4、展概况18世纪末末英国人提提出在伦敦敦地下修建建横贯通泰泰晤士河隧隧道的设想想，并于11798年年开始着手手工作希望望实现这个个构想，但但由于竖井井挖不到预预定深度，计计划受挫，44年后Tooreviix决定在在另一个地地方建造连连接两岸的的隧道，随随后工程再再次开工，当当掘进到最最后30mm时，开挖挖面激剧浸浸水，工程程再次受阻阻。工程从从开工到被被迫终止用用了5年时时间，此后后修建横贯贯泰晤士河河隧道的计计划在以后后10年内内没有任何何进展。1818年年，Bruunel观观察小虫腐腐蚀木船底底板成洞的的经过，从从而得到启启发，在此此基础上提提出了盾构构工法，并并得到专利利。这就是是所谓开放

5、放型手掘式式盾构的原原型， BBruneel对自己己的新工法法非常自信信，于18823年拟拟定了修建建另一条泰泰晤士河隧隧道的计划划，随后这这个计划得得到英国国国会批准，于于18255年动工，初初期，工程程进展顺利利，但后来来由于地层层下沉，工工程被迫中中止。但BBruneel并没有有灰心，总总结了失败败的教训后后，对盾构构做了7年年改进后，于于18344年再次开开工，又经经过7年施施工，终于于在18441年贯通通隧道。自Brunnel的方方形盾构后后，盾构技技术经过223年的改改进，到11869年年修建横贯贯通泰晤士士河的第二二条隧道，这这个项目由由Greaat负责，从从起初Toorevii

6、x的反复复失败，到到Brunnel的盾盾构工法，进进而改进为为Greaat的盾构构工法，前前后经历了了80年的的漫长岁月月。19世纪到到20世纪纪中叶，盾盾构工法相相继传入美美国、法国国、德国、日日本、苏联联等国，并并得到不程程度的发展展。在这一一段时期，盾盾构工法虽虽然有一定定进步，但但这一时期期仍主要是是盾构工法法在世界各各国的推广广与普及。20世纪660至800年代盾构构工法继续续发展完善善，成绩显显著。这一一时期出现现了多种盾盾构工法，以以泥水式、土土压式盾构构工法为主主。1990至至20033年，这一一段时间盾盾构工法的的技术进步步极为显著著。归纳起起来有以下下几个特点点：（1）盾盾

7、构隧道长长距离化、大大直径化。这这一时期英英法两国修修建了长达达48kmm的英吉利利海峡隧道道，隧道断断面直径达达8.8mm，采用的的是土压盾盾构工法；（2）盾盾构多样化化。出现了了矩形、椭椭圆形、多多园搭接形形等多种异异圆断面盾盾构；（33）施工自自动化。盾盾构掘进中中和方向、姿姿态自动控控制系统，施施工信息化化、自动化化的管理系系统及施工工故障自诊诊断系统。当前是泥水水盾构、土土压盾构技技术的普及及与推广时时期，但有有些技术细细节还有待待完善及改改进。多种种特种盾构构的相继问问世，大大大地扩展了了盾构工法法的应用范范围，使用用盾构工法法的前景更更加宽广。但但由于这这这些特种工工法问世时时间

8、不长，施施工实例还还不够多，有有些细节仍仍有待改进进。近年来来交通工程程、下水道道工程、共共同沟工程程存在大直直径盾构隧隧道的构建建需求，所所以大直径径、长距离离、高速施施工等施工工措施、施施工设备的的研发与成成功应用也也较为迫切切。2、盾构法法隧道的基基本原理和和特点盾构法隧道道的基本原原理是用一一件有形钢钢质组件沿沿隧道设计计轴线开挖挖土体而向向前推进。盾盾构由通用用机构与专专用机构组组成。通用用机构一般般由外壳、掘掘土机构、推推进机构、挡挡土机构、管管片组装机机构、附属属机构等组组成。专用用机构因机机种而异，如如对于土压压盾构而言言，专用机机构即为排排土机构、搅搅拌机构、添添加材注入入装

9、置；而而对于泥水水盾构而言言，专用机机构系指送送排泥机构构、搅拌机机构。设置盾构外外壳的目的的是保护掘掘削、排土土、推进、做做衬等所有有作业设备备、装置的的安全，故故整个外壳壳用钢板制制作，并用用环形梁加加固支承。一一台盾构机机的外壳沿沿纵向从前前到后分为为前、中、后后三段，通通常又将这这三段称为为切口、支支承、盾尾尾三部分；切口部位位装有掘削削机械和挡挡土设备，故故又称掘削削挡土部；支承部即即盾构的中中央部位，是是盾构的主主体构造部部。因为要要支承盾构构的全部荷荷载，所以以该部位的的前面和后后方均设有有环状梁和和支柱，由由梁和柱支支承其全部部荷载； 盾尾部即即盾构的后后部。盾尾尾部为管片片拼

10、装空间间，该空间间内装有拼拼装管片的的举重臂。为为了防止周周围地层的的土、地下下水及背后后注入的填填充浆液窜窜入该部位位，物设置置尾封装置置。盾尾密密封是为了了防止周围围地层的土土砂、地下下水、背后后注入浆液液、开挖面面上的泥水水、泥土从从盾尾间隙隙流向盾构构而设置的的封装措施施。尾封通通常使用钢钢丝刷、尿尿烷橡胶或或者两者的的组合。另另外，最近近作为防止止高压地下下水的措施施，有人在在钢丝刷之之间的空隙隙处加压注注入密封材材和润滑剂剂等填充材材及采用44层钢丝刷刷密封，从从而把耐地地下水压的的能力提高高到1.11MPa。在小曲率半半径曲线段段施工时，可可以把盾构构机做成可可以折成22节、3节

11、节的中折形形式。中折折装置的设设置不仅可可以减少曲曲线部位的的超挖量，而而且由于弯弯曲容易，使使盾构千斤斤顶的负担担得以减轻轻，推进时时作用在管管片上的偏偏压减小，故故使施工性性得以提高高。盾构机机的推进是是靠设置在在支承环内内侧的盾构构千斤顶的的推力作用用在管片上上，进而通通过管片产产生的反推推动力使盾盾构前进的的。挡土机机构是为了了防止掘削削时，掘削削面地层坍坍塌和变形形，确保掘掘削面稳定定而设置的的机构。该该机构因盾盾构种类的的不同而不不同。对泥泥水盾构而而言，挡土土机构是泥泥水舱内的的加压泥水水和刀盘面面板。对土土压盾构而而言，挡土土机构是土土舱内的掘掘削加压土土和刀盘面面板。对机机械

12、式盾构构、封闭式式（土压式式、泥水式式）盾构而而言，掘削削机构即掘掘削刀盘；掘削刀盘盘即作转动动或摇动的的盘状掘削削器，由掘掘削地层的的刀具、稳稳定掘削面面的面板、出出土槽口、转转动或摇动动的驱动机机构、轴承承机构等构构成。刀盘盘设置在盾盾构机的最最前方，其其功能是既既能掘削地地层土体，又又能对掘削削面起一定定支承作用用从而保证证掘削面的的稳定。就就土压盾构构而言，排排土机构由由螺旋输送送机、排土土控制器及及盾构机以以外的泥土土运出设备备构成。螺螺旋输送机机的功能是是把土舱内内的掘削土土运出、经经排土控制制器送给盾盾构机外的的泥土运出出设备（至至地表）。盾构法隧道道的主要优优点是在盾盾构支护下

13、下进行地下下工程的暗暗挖施工，不不受地面交交通、河道道、航运、潮潮汐、季节节气候等条条件的影响响，能较经经济合理地地保证隧道道安全施工工；盾构的的推进、出出土、衬砌砌拼装等可可实现自动动化、智能能化和施工工远程信息息化，掘进进进度快，施施工劳动强强度低；地地面人文自自然景观受受到良好的的保护，周周围的环境境不受盾构构施工干扰扰；在松软软的地层中中，开挖埋埋置深度较较大的长距距离、大直直径隧道，具具有经济、技技术、安全全等方面的的优越性；但盾构机机械的造价价昂贵，隧隧道的衬砌砌、运输、拼拼装、机械械安装等工工艺复杂；在饱和和和含水的松松软地层中中施工，地地表的沉陷陷风险较大大；需要设设备制造、气

14、气压设备供供应、衬砌砌管片预制制、衬砌结结构防水及及堵漏、施施工测量场场地布置、盾盾构转移等等技术配合合，系统工工程协调复复杂；建造造短隧道时时经济性差差；对隧道道施工半径径过小或隧隧道埋深过过浅时，施施工难度教教大。3、盾构中中的动态施施工所谓“动态态施工”应该从广广泛的意义义去理解。根根据暴露出出的围岩状状态采取相相应的对策策是隧道施施工的基本本原则。这这里所谓的的“动态”是指隧道道施工工程程中的地质质条件是不不断变化的的；其力学学动态也是是不断变化化的，因此此施工工程程就不可能能是一成不不变的。我我们在施工工过程中，采采用不同的的技术和方方法，都是是为了适应应这种“动态”变化的。施施工隧

15、道的的各种决策策都要在施施工阶段的的地质技术术、量测技技术和质量量技术的基基础上进行行管理，这这就是动态态施工的意意义。动态态施工和动动态设计是是不可分离离的。设计计单位提供供的设计，在在没有通过过实践检验验前，始终终具有预设设计的性质质，而正真真的设计是是在施工过过程之中完完成和完善善的。盾构施工只只能前进，不不能后退的的特征要求求盾构沿设设计路线高高精度推进进。一旦对对工程条件件判断不准准，有可能能出现因盾盾体受力不不均，引起起的隧道轴轴线超限，如如水环境引引起的隧道道上浮、沉沉降引起的的盾体下斜斜或是盾体体左右应力力不均引起起的偏向。这这对于盾构构作业都是是灾难性的的。另外由由于刀具选选

16、择错误或或滚刀数量量配置不足足，刀盘可能在隧道道内卡死甚甚至破裂解解体。这就就要求构建建一个充分分利用工程程建设勘察察获得的及及已有资料料，“结合施工工中获得的的电子电子子情报和从从各种作业业中获得的的电子情报报，根据使用用机械和电电子仪器、量量测仪器的的组合，加加以联动控控制或实现现电子网络络的一元化化管理，以以提高整个个过程的生生产性”。以对前方方施工情况况有一个及及时详细的的地质勘察察资料。改改进日本提提出的“SIT”等系统。，以以期得到适适合盾构施施工的动态态施工系统统。日本提出的的动态施工工系统的分分为三个子子系统：信信息收集、通通信子系统统；分析、评评价子系统统；决策实施施子系统。

17、超超前地质预预报信息主主要采用：TSP方方法、超前前钻孔方法法、掌子面面地质雷达达法、数码码相机超前前地质预测测、掌子面面围岩级别别判定法。监监控量测采采用隧道断断面位移测测试法、数数码相机断断面位移测测试法、空空隙水压计计法、数值值收敛计法法、光纤量量测衬砌应应力应变技技术。在该该系统中对对采用的解解析方法、评评价方法及及标准以及及决策方法法有统一的的规定，以以便能进行行比较和分分析。解析析方法有位位移、应力力反分析法法、荷载-结构模式式解析方法法、二维三三维FEMM法；决策策方法有专专家系统方方法、病害害施工事故故诊断方法法、类比方方法；评价价方法有模模式化方法法、标准对对应方法、标标准模

18、式方方法等。对于盾构作作业，因为为掌子面没没有操作空空间。信息息收集、通通信子系统统的构建困困难。针对对这一问题题。可结合合静力触探探方法，得得出解决方方案。我团团队在盾构构机前方设设置静力触触探装置，利利用探头可可以探测到到土层的侧侧阻力和端端阻力，以以确定土层层性质，然然后将结果果反馈到分分析、评价价子系统。具体实施方方式如图2所示示，在盾体体前盾（111）上设设置探杆固固定装置（44），将周周围探杆（22）固定到到探杆固定定装置（44）上，将将中心探杆杆（1）固固定到刀盘盘（5）中中心；在探探杆顶端安安装静力触触探探头（33）。此时时，侧视图图如图3。如如图5所示示，在盾构构掘进过程程中

19、，静力力触探探头头（3）受受到土层的的阻力，使使探头内的的阻力传感感器（8）产产生应变，传传感器的应应变传输到到电阻应变变片（7）转转换为电阻阻的变化，然然后电信号号通过电缆缆（10）反馈至分析、评价子系统，决策实施子系统调整盾构机的工作参数，或按决策系统指令更换相应构件。另外，由于盾构机工作有较大震动，掌子面地质雷达法不能发挥作用。但可在盾构前体或在超前导杆上安装数码相机进行摄像及图像处理来进行地质判设。日本从200世纪900年代开始始，就采用用地质图像像处理技术术对掌子面面的地质条条件进行图图像处理，提提炼出与围围岩分级有有关的参数数，对围岩岩分级进行行修正。此此方法不仅仅适用于对对围岩分

20、级级的修正，也也可以用来来对掌子面面前方的地地质情况进进行预测。图图像系统是是由图像测测定、图像像处理及地地质解析三三部分构成成的，在本本动态系统统中，分别别归于以下下系统。数数码相机一一般处理方方法如下图图6。如结结合超前探探杆，则可可以得到取取得类似效效果。图像摄影系统掌子面、周边原图像信息收集通信子系统 原图像处理 分割图像处理图像处理系统 图像处理图像系统 不连续面情报 岩类岩级情报 分析、评价子系统 地质解析 不连续面判定地质解析系统 优先度判定 岩类岩级划分判定 掌子面前方地质预测图64、总结整个动态施施工作业流流程可表示示为下图。图7Part 2 隧道道跨度对稳稳定性影响响（对基

21、于RMMR的大跨跨度围岩分分级（数值值）方法探探究的改进）1、 假设（1） 围岩为均质质体；（2） 施工对硐室室周边的影影响相同；（3） 认为破坏为为剪坏，服从摩尔尔定理；（4） 土层厚度按按无限大考考虑；（5） 令K=f /G，GG为滑动力力，f为内内聚力。KK相同时，认认为围岩稳稳定性相同同；（6） =20KKN/m3；（7） 考虑应力拱拱效应，影影响深度：（8） 粘聚力以剪剪力形式提提供抗力时时，考虑正正应力的影影响，当HHHq时，岩土土体受力形形式接近水水体。设Hq时时，各向力力均为粘聚聚力C，破破坏面上有有一面凌空空，可认为为岩土体应应力充分释释放，粘聚聚力为0；中间按线线性变化。若

22、若受力方向向与剪切方方向垂直，粘粘聚力以弹弹力方式作作用；2、 计算原理如如图：（1） 假设一个矩矩形的硐室室；（2） 在硐室的四四边上，寻寻找两个点点，并通过过两点生成成一条任意意的曲线ff(x)，作作为破坏边边界；（3） 运用Mattlab迭迭代运算，搜搜索使K最最小的破坏点点和破坏线线；（4） 最后得到当当破坏点在在硐室上角角点，f(x)为直直线， 级围岩岩的破坏角角为12.5O ，级围岩227.5度度，级围岩破破坏角为角为445.5OO，破坏点间的的距离为BB时，K值值最小；（5） 参考RMRR分类把岩岩石稳定性性分为五类类记为1、22、3、44、5。KK的范围003.55为5类，33

23、.588为4类，8823为为3类，2231005为2类类，10551722为1类；3、 按以上成果果，在典型型计算地质质条件下，取取不同的跨跨度，得到到如下结果果。可见跨度达达到75mm以后，围围岩稳定性性级别都变变为5。围围岩越好，对对跨度的变变化越不敏敏感。具体体计算结果果见下表。4、 本模型没有有考虑裂缝缝的影响在abaqqus中建建模，c=400kkpa，=50O ，E=330Gpaa。圆形隧隧道，直径径15m。得得到的塑性性区如图112，水平平位移和竖竖向位移分分别为图113、图114。再在在隧道周围围用低c,的土体代代替原岩，模模拟裂隙。示示意图如图图15.得得到的应力力图，如图图

24、16。所所对应的塑塑性区和水水平和竖向向应变分别别为图177、图188、图199、图200、图211。4.1 塑塑性区首先讨论塑塑性区，由由于裂缝位位置，首先先c、值远小于于其他区域域，在其他他区域还没没有初出现现塑性变形形时，此区区域已经不不再收敛，aabaquus程序停停止计算。所所以这些区区域即图117、图118、图119、图220塑形区区域只出现现在裂缝处处，换句话话说若是考虑虑防震动，可可人为造成成弱化区，使使之耗能保保护结构。说明在隧道壁上设置隔震沟槽是可行的。4.2 应力该模型没有有考虑地应应力的影响响。空腔的的存在使得得空腔上部部形成一个个小应力区区（图166），若使使用一个更

25、更大的模型型，有可能能是形成土土拱，使这这部分只承承受自身重重力。水平平裂缝对应应力分布影影响不大，只只会在局部部区域形成成应力释放放和应力集集中。竖向向裂缝极大的影响内内力分布，对对比图166左上和右右上及左下下图可明显显观察到分分布差异很很明显。仅从数值上上看（图222、图223、图224）最大大值从无竖竖向裂隙的的552kkpa增加加到8200kpa可可见一斑。观观察三条不不同位置的的竖向裂缝缝，其中在在隧道上方方贯通的裂裂缝（对称称布置）直直接不收敛敛，无法计计算；两条条有结果的的裂缝对比比，在隧道道上方的裂裂缝长度只只有模型高高度一半（115m）得得到的最大大应力8220kpaa，大

26、于在在隧道一侧侧贯通裂缝缝（30mm）8000kpa。但但裂缝的出出现可使离离隧道水平平距离较小小的区域，应应力尽快恢恢复成地应应力。所以在隧道道施工时，应应更加注意意隧道顶板板上的裂缝缝探测和检检测，若要要避免扰动动周围土体体，可考虑虑在隧道顶顶部以上底底面打孔。4.3 位移。图20可以以很明显观观察到隧道道侧面的上上部无论什什么情况下下都是，水水平位移最最大的区域域，所以应应加强隧道道洞肩的位位移监控。图图21可见见无论何种种破坏模式式，洞顶都都十分危险险。竖向贯贯通长裂缝缝、隧道洞洞肩范围内内贯通裂缝缝对水平位位移贡献都都很大，在在施工中应应引起注意意。详情见见图25、图图26、图图27

27、。最最大值由00.45变变成0.88和0.77。隧道贯贯通的裂缝缝对竖向裂裂缝的贡献献都很大。5、总结裂缝对围岩岩的稳定有有极大的作作用，施工工时应注意意隧道顶部部裂缝引起起的应力增增加。和隧隧道洞肩裂裂缝引起的的局部应力力增大。但在在也可充分分利用裂缝缝的作用，降降低对周围围的影响。6、 对比前后破破坏路径对比图100和图122，及图220可以发发现，破坏坏的点都是是洞肩，前前后结果相相同。但是是破坏路径径，似乎不不太一样。其其实不然，在在图10的的数值模拟拟中，在没没有考虑影影响范围时时，结果为为90度。考考虑土拱效效应后，影影响范围不不会无限扩扩大。势必必在隧道顶顶某一点相相交，当岩岩土

28、体为均均值时，破破坏线与水水平面的夹夹角，基本本相等。可可见其实两两种破坏线线是等价的的。,1 百百度文库 盾构法隧隧道概述2 谭谭伟姿盾构构法隧道施施工技术讲讲座3 百百度文库 盾构施工工技术4 关关宝树 隧隧道工程施施工要点集集 人民交交通出版社社5 刘刘汉龙创新新团队 一一种盾构超超前探测方方法6 徐徐来 基于于RMR的的大跨度围围岩分级（数数值）方法法探究（改改进版）7 周文波.盾构法隧隧道施工技技术及应用用M. 北京:中国建筑筑工业出版版社, 220048 张厚美, 盾构隧隧道的理论论研究与施施工实践M.北北京: 中中国建筑工工业出版社社, 200109 陈湘生等等. 复杂杂环境下盾

29、盾构下穿运运营隧道综综合技术M.北北京: 中中国铁道出出版社2001110 陈馈等等.盾构施施工技术M.北北京: 人人民交通出出版社, 2009911 盾构法法隧道施工工与验收规规范(GGB504446-22208).北京: 中国建建筑工业出出版附件基于RMRR的大跨度度围岩分级级（数值）方方法探究摘要我国高速发发展，对交交通容量提提出更高要要求。隧道道作为高速速交通的重重要一环，常常常是一条条线路的关关键性工程程。因此对对隧道的研研究受到越越来越多的的研究者的的注意。对对于隧道施施工研究者者，围岩分分级尤为重重要。在罗曼提出出围岩分级级的两百多多年的时间间里，根据据不同的工工程目的，出出现了

30、许许许多多的围围岩分级法法则和方法法。发展到到现在日趋趋完备。但但面对近年年来出现的的大跨度地地下工程，传传统方法显显得捉襟见见肘。大型型数字化模模拟方法的的出现为思思维方法的的引导提供供了新的可可能。本文通过建建立隧道破破坏模型，基基于RMRR分类，把把大跨度隧隧道围岩的的分级，通通过等安全全系数K的的方法转化化为小跨度度围岩分级级。首先，建立立最简化模模型moddel1，对对比计算出出的结果与与常识的符符合度，通通过对比，认认为该模型型可靠。考考虑影响深深度，和剪剪应力的变变化，优化化modeel1得到到模型moodel22，对计算算结果进行行分析，总总结出岩土土体破坏特特点，对模模型mo

31、ddel2做做部分修改改得到模型型modeel3，以以K值最小小，来确定定最危险破破坏面。作作为土体破破坏面。同同时，根据据RMR分分类法，不不同支护条条件下开挖挖的自稳时时间和岩体体强度指标标的对应关关系表1-3。得出出不同围岩岩级别下稳稳定系数KK的取值范范围，根据据原理K=F/G（FF为抵抗岩岩土体移动动的力，GG为岩土体体运动的动动力），KK值越大岩岩土体越稳稳定。对得得出的K值值进行修正正。将得到到的破坏面面和修正后后的K值，对对模型moodel33进行优化化，得到模模型moddel4。通通过RMRR分类提供供的模型，对对模型moodel44进行检验验，模型mmodell4满足精精度

32、要求。最最后用模型型modeel4对不不同跨度的的围岩进行行分级。RMR分类类RMR分类类是由Riieniaawskii在19773年提出出，19889年发表表于工程程岩体分类类一书中中。RMRR分类是由由岩块强度度、RQDD值等5类类参数综合合组成的。见见表1-11。RMR值变变化在0100之之间，据RRMR值把把岩体分为为5级，同同时RMRR分类还给给出了岩体体类别与相相应的不支支护下开挖挖的自稳时时间和岩体体强度指标标对应关系系见表1-2主要探究内内容和方法法大跨度（隧隧道）围岩岩若能与普普通跨度（隧隧道）围岩岩建立联系系，大跨度度围岩分级级问题也能能迎刃而解解。因此，主主要问题转转化为

33、建立立大跨度隧隧道与普通通隧道的联联系。一般般来说，对对隧道的同同一断面，不不考虑大跨跨的影响，隧隧道顶面和和侧面应有有同样的围围岩条件。因因此只需测测定侧面围围岩条件，再再加入跨度度的影响，就就可以对大大跨度围岩岩做出合理理分级。因此，主要要的工作是是：1、 建立一个可可靠的小跨跨度围岩分分类模型；2、 找出一个对对于大、小小跨度围岩岩都稳定的的围岩分级级指标；本文探究的的主要工程程目的是探探究一种能能指导施工工支护的围围岩分级方方法。RMMR分类提提供的自稳稳时间很好好的满足这这一要求，并并且指标可可视性强。而而且RMRR分类从岩岩体的结构构特征和完完整性（RRQD值、节节理间距、节节理条

34、件）、岩岩石强度、地地下水等围围岩稳定性性因素，较较全面的给给出了可靠靠的围岩分分级。因此此，本文以以RMR分分类法作为为基础模型型。在此基基础上改进进得到满足足精度的结结果。Modell 1建立最简化化模型moodel11。受力情情况如图所所示假设1、 大跨度只影影响顶部围围岩状况。2、 围岩为均质质体。3、 硐室为正方方体。4、 不考虑施工工对结构的的影响。5、 不考虑硐室室顶部的正正应力。6、 认为破坏为为剪坏。服服从摩尔定定理。7、 洞顶的破坏坏为三角形形区域。8、 令K= ff /G，GG为滑动力力，f为内内聚力。KK相同时，认认为围岩为为同一等级级。9、 影响深度按按无限大考考虑。

35、图一1、计算不不同级别围围岩的K值值范围运用MATTLAB计计算，=20KKN/m3,结结果如下Vectoor_.四个参参量分别是是粘聚力、岩岩土体重度度、宽度、角角度（）。可见当破坏坏面接近00时，最安安全最不易易破坏，极极限情况当当角度等于于0，即无无破坏面，土土体最安全全。与现实实情况符合合。左图假假设粘聚力力沿破坏面面方向以剪剪力形式提提供抗力得得出的结果果，右图是是粘聚力以以弹力形式式提供抗力力得出的结结果。变化化规律相同同。可以相相互印证。而而且可以由由图中数据据看出。最最危险破坏坏面，即KK值最小面面（kmiin），对对应的破坏坏面为接近近90，不不为90度度的原因是是，为避免免

36、数据出错错（tann x在分分母），对对破坏角作作处理的导导致的。所所以最危险险的面可能能为90面面。Modell 2 1、考虑应应力拱效应应，影响深深度： Hp=（22.5）hqhq=0.45*2s-1=1+i*(B-5)式中 s 围岩岩级别 宽度度影响系数数B 地地下结构的的宽度I B5mm时 i=0.1;S在133时Hp=2hq，否则则取Hp=2.5hq；2、粘聚力力以剪力形形式提供抗抗力时，考考虑正应力力的影响，当当HHq时，岩岩土体受力力形式接近近水体。设设Hq时，各向向力均为粘粘聚力C，破破坏面上有有一面凌空空，可认为为岩土体应应力充分释释放，粘聚聚力为0；中间按线线性变化。若若受

37、力方向向与剪切方方向垂直，粘粘聚力以弹弹力方式作作用。可以得出结结论，粘聚聚力越大，围围岩越稳定定。随粘聚聚力减小，围围岩破坏面面角度增大大。Vectoor_各项项分别为粘粘聚力、重重度、跨度度、破坏面面夹角、内内摩擦角、影影响范围、围围岩等级。Modell 3 在模型2的的基础上计计算破坏面面。1、 粘聚力大时时，岩土体体围岩稳定定。粘聚力力小时，围围岩不稳定定。在最大大粘聚力条条件下计算算破坏角和和此条件下下的稳定系系数。最小小粘聚力条条件下计算算破坏角和和此条件下下的稳定系系数。K值越大越越安全。可可把K值的的范围调整整为程序1 mmodell1下计算算K值范围围x2=200;x3=1;

38、kmax=0;kmin=1000000;vectoor_kmmax=0 0 0 0;vectoor_kmmin=0 0 0 0;b=1 1 1 pi/1180;for xx1=1:100for xx4=pii/3600:pi/180:85*ppi/1880 xx=x11 x2 x3 xx4; KK=funn1(x);if kmmax=K kkmin=K; xx=x./b; vvectoor_kmmin=xx;endendendvectoor_kmmax,kkmax,vecttor_kkmin,kminnfuncttion K=fuun1(xx)K=(4*x(1)/(xx(2)*x(3)*sin

39、n(x(44);程序2 mmodell2下计算算k值的程程序x2=200;x3=1;x5=100*pi/180;side22=5;kmax=0;kmin=1000000;vectoor_kmmax=0 0 0 0 0 0 0;vectoor_kmmin=0 0 0 0 0 0 0;b=1 1 1 pi/1180 ppi/1880 1 1;side=x3 sidee2;Hq=fuun2(sside);for xx1=1:100for xx4=pii/3600:pi/180:85*ppi/1880 xx=x11 x2 x3 xx4 x55 Hq sidee2; KK=funnx4(xx);if k

40、mmax=K kkmin=K; xx=x./b; vvectoor_kmmin=xx;endendendvectoor_kmmax,kkmax,vecttor_kkmin,kminnfuncttion K=fuunx4(x)h=0.55*x(33)*taan(x(4);Hq=x(6);if h=HqG=0.225*x(2)*xx(3)2*taan(x(4);F=0.225*x(1)*(1+taan(x(5)*x(33)2/x(6)/(coos(x(4)2;else GG=0.55*x(33)*h*(1-(h-HHq)/hh)2); FF=0.225*x(1)*(1+taan(x(5)*x(33

41、)2/x(6)/(coos(x(4)2*(Hq/hh)2+x(1)*(1-Hq/hh)*x(3);end;K=F/GG;程序3 mmodell3下计算算K值的范范围x2=200; x3=11;x5=1*pi/1180;side22=5;kmax=0;kmin=1000000;vectoor_kmmax=0 0 0 0 0 0 0;vectoor_kmmin=0 0 0 0 0 0 0;b=1 1 1 pi/1180 ppi/1880 1 1;side=x3 sidee2;Hq=fuun2(sside); x1=11for xx4=pii/3600:pi/180:85*ppi/1880 xx=x

42、11 x2 x3 xx4 x55 Hq sidee2; KK=funnx4(xx);if kmmax=K kkmin=K; xx=x./b; vvectoor_kmmin=xx;endendvectoor_kmmax,kkmax,vecttor_kkmin,kminnfuncttionHq=fun22(sidde)if siide(11)=55 a1=00.1;else aa1=0.2;endw=1+aa1*(sside(1)-55);H1=w*0.455*2(sidee(2)-1); if sside(2)=3&sside22=445*pii/1800|sidde2=2&x55=35*ppi/1880. |sidee2=33&x5=225*pii/18