地下洞室围岩（土）稳定性

[外文]：stability of rock mass and soil mass surrounding underground excavation

地下洞室周围岩、土体的稳定程度。地下洞室的开挖,会引起初始应力的释放,洞室周围岩、土体中产生应力集中和新的变形。应力低、变形小的洞室可以在不支护条件下长期使用。应力高、变形较大的，往往引起岩、土体破坏,因而必须利用支护或加固岩、土体的措施,才能保持使用洞室所必需的断面尺寸。在应力大、变形严重的情况下，不仅会造成洞室周围岩、土体的破坏，而且还可能导致地表沉陷，危及地面建筑物的安全。

根据洞室所在地层的性质，地下洞室分为土洞和岩洞两大类。土体和岩体的工程性质差别较大，两类洞室的变形破坏型式、影响因素,以及稳定性评价方法等,均有所不同。

与大部分岩洞相比较，土洞的稳定性要低得多。一般来说，土洞如果不给予支护，通常都不能保持长期稳定。影响土洞稳定性的因素，主要是土层类型、地下水的状态、洞室断面尺寸、形态以及埋深等。在坚硬和较坚硬的土层中，洞室稳定性较好；在淤泥层、沙层、粘性土层及遇水软化的粘土岩、膨胀土层中，洞室稳定性很差，常常给施工带来巨大困难。土洞的稳定性和土压力的评价，通常采用土力学的分析方法进行。

岩洞的稳定性主要取决于岩体中的初始应力状态、岩体质量（主要是岩体结构和岩块质量）、地下水状况、洞室的断面尺寸、形状及其埋深等。初始应力不高，水平初始应力与铅直初始应力的数值越接近，岩体质量越好。地下水越不发育，洞室断面尺寸越小，洞室围岩的稳定性就越好。反之，当初始应力很高时，岩洞稳定性很差,常使围岩发生板裂、剥落和岩爆,甚至导致洞室完全封闭。岩体结构不良时，围岩可能发生块体崩塌、滑移和弯折破坏；洞室通过含水的泥质岩体、云母质岩体、含有断层泥的破碎带，以及膨胀岩体时，围岩可能发生挤入和膨胀破坏；洞室通过位于地下水位以下的断层破碎带时，饱水的岩屑将可能象浆液一样流入洞室，充填洞室；当地下水非常丰富、水压力非常大时，甚至在坚硬岩体中，也可能使洞室顶板、底板、洞壁或掌子面围岩发生水压突破破坏。

岩洞稳定性的评价,一般采用以下3类方法：

（1）围岩分类评价法。这是普遍采用的一种方法，它是以岩体质量评价为基础，结合已建工程的实践经验进行的。

（2）连续介质力学分析法。利用弹性理论、弹塑性理论以及各种数值分析方法，评价围岩的稳定性。

（3）块体极限平衡分析法。应用极限平衡理论，分析围岩脆性开裂、块体滑移以及层状岩体弯折等问题。