矿山地下硐室工程围岩稳定性研究与发展
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究地下厂房洞室群围岩稳定性是指地下厂房洞室周围岩体的稳定性问题。
地下厂房洞室通常是为了满足人们的生产、生活和储存需求，因此洞室群围岩的稳定性对于地下厂房的长期运行、人员安全和资产保障至关重要。
在研究地下厂房洞室群围岩稳定性时，需要考虑以下几个方面的问题：首先，需要分析洞室群围岩的物理力学特性，包括岩石的强度、变形特性和破坏模式。
通过适当的岩石力学试验和野外观测，可以获取岩石的力学参数，如抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些参数对于稳定性分析和设计起着重要的作用。
其次，需要考虑工程参数的影响，如洞室尺寸、埋深和周边岩性的条件。
洞室尺寸对岩体稳定性有直接影响，尤其是高宽比较大的洞室，容易导致岩体的变形和破坏。
洞室的埋深也会影响岩体的应力状态，从而影响岩体的稳定性。
周边岩性的条件决定了岩体的强度和变形特性，需要对周边岩性进行综合分析。
此外，岩体的结构面、节理和隐伏断层等地质构造的影响也需要考虑。
岩体中存在的结构面和节理体，会导致岩体的开裂和滑动，对岩体的稳定性产生不利影响。
隐伏断层的活动可能导致岩体的滑动和破坏，需要对其进行综合分析和评估。
最后，需要进行数值模拟和力学分析，包括有限元分析、离散元分析和解析方法等。
通过数值模拟可以模拟地下厂房洞室群围岩的应力-应变状态，预测岩体的破坏形态和稳定性。
数值模拟还可以进行灵敏度分析，评估不同参数对岩体稳定性的影响，为优化设计和工程措施提供依据。
综上所述，地下厂房洞室群围岩稳定性的研究是一项复杂的工作，需要考虑岩石力学特性、洞室尺寸与周边岩性、地质构造和数值模拟等多个方面的问题。
通过综合分析和评估，可以为地下厂房洞室的设计和建设提供科学依据，保障其长期稳定和安全运行。
地下硐室围岩稳定分析
地下硐室围岩稳定分析5.地下洞室围岩稳定性分析―――岩体⼒学作业之五⼀、名词释义1.围岩：指由于⼈⼯开挖使岩体的应⼒状态发⽣了变化，⽽这部分被改变了应⼒状态的岩体称为围岩。
地下⼯程开挖过程中，在发⽣应⼒重分布的那⼀部分⼯程岩体称为围岩。
2.围岩压⼒：地下洞室围岩在重分布应⼒作⽤下产⽣过量的塑性变形或松动破坏，进⽽引起施加于⽀护衬砌上的压⼒。
作⽤在⽀护物上的围岩的变形挤压⼒或塌坍岩体的重⼒称为围岩压⼒。
3.静⽔应⼒状态：在岩⽯⼒学中，地下深部岩体在⾃重作⽤下，岩体中的⽔平应⼒和垂直应⼒相等的应⼒状态。
4.形变围岩压⼒：指围岩在⼆次应⼒作⽤下局部进⼊塑性，缓慢的塑性变形作⽤在⽀护上形成的压⼒，或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的⽀护压⼒。
⼀般发⽣在塑性或者流变性较显著的地层中。
5.松动围岩压⼒：指因围岩应⼒重分布引起的或施⼯开挖引起的松动岩体作⽤在隧道或坑道井巷等地下⼯程⽀护结构上的作⽤压⼒。
⼀般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的。
6.冲击围岩压⼒：（1）是地下洞室开挖过程中，在超过围岩弹性限度的压⼒作⽤下，围岩产⽣内破坏，发⽣突然脆性破坏并涌向开挖(采掘)空间的⼀种动⼒现象。
（2）强度较⾼且完整的弹脆性岩体过渡受⼒后突然发⽣岩⽯弹射变形所引起的围岩压⼒。
7.膨胀围岩压⼒：在遇到⽔分的条件下围岩常常发⽣不失去整体性的膨胀变形和位移，表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出，并在⽀护结构上形成形变压⼒的现象。
8.应⼒集中：受⼒物体或构件在其形状或尺⼨突然改变之处引起应⼒在局部范围内显著增⼤的现象。
9.应⼒集中系数：指岩体中⼆次应⼒与原始应⼒的⽐值，也可⽤井巷开挖后围岩中应⼒与开挖前应⼒的⽐值来表⽰。
10.侧压系数：岩体中⼀点的⽔平应⼒与垂直应⼒的⽐值。
11.围岩（弹性）抗⼒系数：当隧洞受到来⾃隧洞内部的压⼒P时，在内压⼒作⽤下，洞壁围岩必然向外产⽣⼀定的位移△α，则定义围岩的弹性抗⼒系数为K＝P／△α。
洞室围岩稳定性研究及支护方案建议
洞室围岩稳定性研究及支护方案建议一、引言洞室围岩稳定性一直是地下工程中极为重要的问题，它关系到工程的安全与可靠性。
在本文中，我们将针对洞室围岩的稳定性问题进行研究，并提出相应的支护方案建议。
二、背景地下洞室工程是人类利用地下空间资源的重要手段，广泛应用于地铁、隧道以及水利、矿山等领域。
然而，由于地质条件的复杂性，洞室围岩稳定性问题一直困扰着工程师们。
处理好围岩的稳定性问题，将为地下工程的安全运行提供保障。
三、研究现状目前，对于洞室围岩稳定性的研究已取得一定成果。
研究者们通过实地观测、数值模拟以及室内试验等手段，深入探究了围岩的力学性质、变形特征以及破坏机理。
这些研究成果为我们提供了宝贵的基础数据。
四、围岩力学性质分析围岩的力学性质是洞室稳定性研究的基础，通过对岩石的抗压强度、弹性模量、滑移特性等进行测试和分析，可以对围岩的稳定性进行评估。
此外，还需考虑岩石的节理、岩石的裂缝和破碎程度等因素。
五、围岩变形特征研究围岩在受到应力作用下会发生变形，这种变形特征对于洞室稳定性的影响至关重要。
当前的研究主要集中在围岩的压缩变形、剪切变形以及破裂变形等方面。
了解围岩的变形特征可以为后续的支护方案制定提供重要参考。
六、围岩破坏机理探究围岩破坏是围岩稳定性问题中的核心内容，它关系到洞室的整体稳定性。
目前的研究主要集中在岩体的破裂方式、破裂类型、破裂力学以及围岩的支护措施等方面。
通过对围岩破坏机理的深入探究，我们可以更好地预测围岩的破坏情况，并制定相应的支护方案。
七、支护方案建议针对洞室围岩的稳定性问题，我们可以采取多种支护方案来增强围岩的稳定性。
具体的支护措施包括加固围岩、注浆加固、锚杆加固等。
在选择支护方案时，需要综合考虑洞室的大小、围岩的性质、地质条件以及经济成本等因素，并进行合理的设计和施工。
八、总结通过对洞室围岩稳定性的研究，我们可以更好地了解围岩的力学性质、变形特征以及破坏机理，为地下工程的安全运行提供保障。
地下洞室围岩稳定性
北京地铁王府井车站
广州地铁东（山口）~杨（箕）区间隧道
3 地下洞室围岩稳定性分析
3.2 岩体中的天然应力
开挖前存在于岩体中的应力，称天然应力或初始应力。是 岩体在建造或改造过程中，各种地质作用综合作用形成的。
主要包括自重应力和构造应力。
岩体内任何一点的初始应力状态(常称为原岩应力)通常可 以垂直正应力(通常为主应力)通常以垂直正应力和水平正应 力来表示：
围岩应力重分布特征
径向应力随着向自由表面的接近而逐渐减小，至洞壁 处变为零。
切向应力在一些部位愈接近自由表面切向应力愈大， 并于洞壁达最高值，即产生所谓压应力集中，在另一些部 分，愈接近自由表面切向应力愈低，有时甚至于洞壁附近 出现拉应力，即产生所谓拉应力集中。
这样，地下洞宝的开挖就将于围岩内引起强烈的主应 力分异现象，使围岩内的应力差愈接近自由表面愈增大， 至洞室周边达最大值。
从这类变形、破坏的发生机制和发育特点中可 以看出，在现代地应力或构造剩余应力较高的薄 层状岩层内修建这类地下洞室，围岩的稳定性与 洞室轴向相对于区域最大主应力方位有密切关系。 通常．轴向垂直于最大主应力方向的洞室，其稳 定性远低于平行于最大主应力方向者。
这是因为：在洞轴垂直于水平最大主应力的条 件下，当洞体平行或近于平行地通过陡倾岩层时 强烈的卸荷回弹会使垂直于最大主应力方向的洞 壁发生严重的弯折内鼓，而当洞体通过平缓岩层 时，高度的应力集中又会使平行于最大主应力的 洞室顶底板，特别是顶拱，因弯折内鼓的发展而 严重坍塌。
2 张裂塌落
张裂塌落通常发生于厚层状或块体状岩体内的洞室 顶拱。当那里产生拉应力集中，且其值超过围岩的抗 拉强度时，顶拱围岩就将发生张裂破坏，尤其是当那 里发育有近垂直的构造裂隙时、即使产生的拉应力很 小也可使岩体拉开产生垂直的张性裂缝。被垂直裂缝 切割的岩体在自重作用下变得很不稳定，特别是当有 近水平方向的软弱结构面发育，岩体在垂直方向的抗 拉强度较低时，往往造成顶供的塌落。但是在N0的 情况下，顶拱坍塌引起的洞室宽高比的减小全使顶拱 处的拉应力集中也随之而减小，甚至变为压应力。当 项拱处的拉应力减小至小于岩体的抗拉强度时．顶拱 因岩韶趋于稳定。
地下洞室围岩稳定性分析
地下洞室围岩稳定性分析在进行地下洞室围岩稳定性分析时，一般需要考虑以下几个主要因素：1.岩层的力学性质：岩层的力学性质是岩石稳定性的基础。
要进行稳定性分析，首先需要获取岩层的力学参数，如岩石的强度、弹性模量和剪胀性等。
通常可以通过室内试验、现场调查和实测等方法获得这些参数，或者借助已有的类似工程的资料进行评估。
2.地下水：地下水是地下洞室稳定性分析中重要的一项因素。
地下水对围岩的稳定性产生的主要影响是增加孔隙水压，降低岩层的有效应力，促使岩体产生破坏。
因此，需要充分考虑地下水对岩层的影响，包括水位高度、水质状况、渗流特性等。
3.岩体结构：岩体的结构对于岩层稳定性具有重要影响。
岩体的结构主要表现为节理、裂隙、岩体层理等。
这些结构特征对洞室的稳定性有直接影响，形成控制洞室稳定的主要因素之一、因此，在进行稳定性分析时，需要对岩体的结构特征进行详细调查和分析，选择合适的建模方法进行模拟。
4.洞室开挖方式和支护措施：洞室的开挖过程和支护措施对围岩稳定性有着直接的影响。
开挖过程中，洞室周围会受到剪切应力和变形等影响，进而对围岩稳定性产生影响。
因此，在稳定性分析中需要考虑洞室开挖方式和支护措施的影响，选择合适的岩体应力场和支护材料。
在进行地下洞室围岩稳定性分析时，常用的方法包括力学分析法、数值模拟法和现场监测法等。
力学分析法通过分析力学参数和地质参数，计算岩体的稳定系数，从而评估围岩的稳定性。
数值模拟法通过建立数学模型，采用有限元或边界元方法，模拟洞室周围围岩的变形和破坏过程，预测洞室的稳定性。
现场监测法是指通过安装监测点，对洞室周围的围岩变形和破坏进行实时监测，从而评估围岩的稳定性。
综上所述，地下洞室围岩稳定性分析是一个复杂的工程问题，需要考虑多个因素的综合影响。
只有充分了解地下洞室周围的地质和力学条件，选择合适的分析方法和模型，才能有效评估围岩的稳定性，并制定出合理的支护措施，确保地下洞室的安全和持续稳定。
矿山地下硐室工程围岩稳定性研究与发展
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此 ，有 必要 系 统 地 对 矿 山地 下 工 程 围岩 的破 坏 形
式 、影 响 因素 、力学作 用机 理和 分析方 法等 进行 概
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(完整版)第八章地下洞室围岩稳定性分析
第八章地下洞室围岩稳定性分析第一节概述1．地下洞室（underground cavity）：指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
2．我国古代的采矿巷道，埋深60m，距今约3000年左右（西周）。
目前，地下洞室的最大埋深已达2500m，跨度已过50m，同时还出现有群洞。
3．分类：按作用分类：交通隧洞（道）、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房仓库、地铁等等；按内壁有无水压力：有压洞室和无压洞室；按断面形状为：圆形、矩形或门洞形和马蹄形洞室等；按洞轴线与水平面间的关系分为：水平洞室、竖井和倾斜洞室三类；按介质，土洞和岩洞。
4．地下洞室→引发的岩体力学问题过程：地下开挖→天然应力失衡，应力重分布→洞室围岩变形和破坏→洞室的稳定性问题→初砌支护：围岩压力、围岩抗力（有内压时）（洞室的稳定性问题主要研究围岩重分布应力与围岩强度间的相对关系）第二节围岩重分布应力计算1．围岩：指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体。
2．地下洞室围岩应力计算问题可归纳的三个方面：①开挖前岩体天然应力状态（一次应力、初始应力和地应力）的确定；②开挖后围岩重分布应力（二次应力）的计算；③支护衬砌后围岩应力状态的改善。
3．围岩的重分布应力状态（二次应力状态）：指经开挖后岩体在无支护条件下，岩体经应力调整后的应力状态。
一、无压洞室围岩重分布应力计算1．弹性围岩重分布应力坚硬致密的块状岩体，当天然应力()c v h σσσ21≤、，地下洞室开挖后围岩将呈弹性变形状态。
这类围岩可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体，其围岩重分布应力可用弹性力学方法计算。
重点讨论圆形洞室。
（1）圆形洞室深埋于弹性岩体中的水平圆形洞室，可以用柯西求解，看作平面应变问题处理。
无限大弹性薄板，沿X 方向的外力为P ，半径为R 0的小圆孔，如图8.1所示。
任取一点M （r ,θ）按平面问题处理，不计体力。
则：……………………①式中Φ为应力函数，它是x 和y 的函数，也是r 和θ的函数。
岩体力学 第五章 地下洞室围岩稳定性分析
当K0＜1/3时，洞顶底（θ=90、270o）处σθ<0，即出现拉 应力，而洞壁两侧帮出现较高的压应力集中。
当 K0=1/3 时 ， =0 、 180 （ 横 轴 ） 处 ， =8p0/3 ； =45，=4p0/3；=90、 270（竖轴）处，=0。即 测压力系数K0=1/3时，洞顶 底正好不出现拉应力。
当1/3＜K0＜3时，洞壁周边 σθ均为压应力且分布较均匀； K0=1时即为静水压力式。
当 K0=3 时 ， =90 、 270 （ 竖 轴 ） 处 ， =8p0/3 ； =0 、 180 （ 横 轴 ） 处 ， =0。 即测压 力系 数 K0=3 时，洞两帮正好不出现拉 应力。
当 K0 ＞ 3 时 ， 洞 壁 两 侧 帮 （ θ=0 、 180o ） 处 σθ<0 ， 即 出现拉应力，而洞顶底出 现较高的压应力集中。
（1）围岩是均质、各向同性、线弹性、无蠕变 特性；
（2）巷道断面为圆形，其半径为R0。 （3）巷道深埋（Z20R0），忽略围岩内的岩体
自重，即巷道顶、底板处的天然应力是相等的；
（4）巷道的长度远大于巷道断面尺寸，可作为 平面应变问题来研究。
1、静水压力式天然应力场
静水压力式天然应力场产生的条件：地壳深处，由 于高压和高温，原岩应力有时可认为是静水压力状 态。
（二）弹性岩体中非圆形洞室的围岩应力计算 及应力分布特征 •地下工程常用的断面一般为：
•立井——圆形；巷道（隧道）——梯形、 拱顶直墙。 •较少使用的断面为： •立井——矩形；巷道（隧道）——矩形、 圆形、椭圆形、拱顶直墙反拱。 •对于非圆洞室，围岩应力的计算一般是很复 杂的，通常利用复变函数加以解决。
3）深埋的水平巷道长度较大时，可作为平面应 变问题处理。其他类型巷道或作为空间问题， 或作为全平面应变问题处理。
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。 由于开挖
形成的地下空间破坏了岩体原有的相对平衡状态 ， 因而将产生一系列复杂的围岩体力学作用 ，这些作 用可归纳为： 1 ） 地下岩体开挖破坏了岩体天然应力的相对 平衡状态，硐室周边岩体向开挖空间松胀变形 ，使 得岩体中的应力产生重分布作用， 形成新的应力 状态。 6
Hale Waihona Puke 吴东，等矿山地下硐室工程围岩稳定性研究与发展
地下硐室稳定性问题实际上就是地下硐室围岩 的稳定性问题。而地下硐室围岩稳定性是围岩岩体 结构、岩体力学性质及地应力等内外部因素共同作 用的结果。矿山工程围岩稳定性问题一直是岩土工 程界的一个重要研究内容，而围岩稳定性评价结果 的正确 与 否 则 直 接 关 系 到 整 个 地 下 工 程 的 稳 定 ［1 ］ 性 。因此，研究地下工程的稳定问题即研究围 岩的变形与破坏问题
WU Dong，CHENG Jian，KANG Yong －hong （ Kunming Metallurgical Ｒesearch Institute，Kunming，Yunnan 650031 ，China）
ABSTＲACT： The destructional form，mechanical action mechanism and the influence factors on surrounding rock stability of cave
KEY WOＲDS： underground engineering； surrounding rock stability study； development trend
1
引
言
别。比如有的永久性地下工程因素要保证在其中的 生产设施安全运行，甚至不允许基础有很小的差异 性位移，而在矿山的许多采准空间中局部开裂及围 岩变形 几 厘 米 等 对 稳 定 性 问 题 不 产 生 太 大 的 影 ［2 ］ 响 。地下工程围岩系统与外界环境存在着能量 和物质的交换， 是一个不断变化的开放系统。 因 此，有必要系统地对矿山地下工程围岩的破坏形 式、影响因素、力学作用机理和分析方法等进行概 括性分析，从而更好地为地下工程设计和施工提供 一定的理论基础。
下工程围岩稳定分析方法，最后针对当前地下工程围岩稳定性研究给出了未来研究的发展趋势。 关键词： 地下工程； 围岩稳定性研究； 发展趋势 中图分类号： TD853. 1 文献标识码： A 文章编号： 1006 －0308 （ 2013 ） 06 －0005 －04
Ｒesearch and Development on Surrounding Ｒock Stability of Cave Project of Underground Mine
［10 、 11 ］
。
了解岩体结构和弱面强度性质，以及地应力分 布情况后，可根据地下空间结构设计和施工方案确 定工程力，即由施工开挖、建构引起的卸载或加载 力。再借助赤平极射投影、实体比例投影、或块体 坐标投影法等进行图解分析，初步从几何关系和运 动学角度判断岩块的稳定。在上述步在上述步骤的 基础上，再采用极限平衡理论， 对由 “弱面 ” 和 临空面组成的 “可能的不稳定块体 ” 进行稳定性 校核计算，求出块体上的抗滑力和滑动力之间的比 值，即可确定围岩块体的稳定性状况 。 4. 2 工程地质类比法 经验类比法是地下硐室围岩稳定性评价的重要 方法之一，尤其是在地勘资料较少的可行性研究阶 段，对于稳定性分析更能发挥作用。一般根据工程 区域的地质条件、岩体特性和工程特征，通过与类 似条件下已经建成的地下工程实例的对比 ，进行验 算和综合分析，从而判断拟建的地下结构工程围岩 稳定性。 4. 3 地质力学模型试验 针对理论分析存在的缺陷，国内外学者开展了 模型试验研究工作。地下工程围岩稳定性问题的研 究与模型试验紧密联系，模型与实际工程问题的相 似性程度是模型试验解决问题的关键 。然而相似模 拟参数越多，模拟理论越精细，模拟试验过程复杂 程度就越高，实现难度也越大。这也是导致模型试 7
［3 ］
。 一般来说围岩的不稳定
是指影响矿山安全生产使用或围岩破坏和过大变形 的现象，比如顶板的塌落、 底板隆起、 两帮挤入、 围岩开裂、岩爆等，都是围岩不稳定的现象。但是 从永久性的地下建筑物及生产矿山空间工程对比来 看，由于使用要求标准不同，稳定性的定义就有差
2
2. 1
围岩破坏形式及力学作用机理
［8 ］
。
3
3. 1
地下工程围岩稳定的主要影响因素
岩体初始应力
。
初始应力场作用下岩体的变形与破坏 ，或者说 在矿床开采过程中，巷道、硐室或采场周围围岩体 的变形与破坏形式在很大程度上取决于岩体中应力 状态。地下工程的开挖造成岩体中的自由面 ，初始 应力释放，应力状态重新调整，在应力调整时岩体 伴随变形，甚至失稳。地下工程巷道大部分是岩体 的卸载，而不是对岩体的加载效应，因此初始应力 的方向和大小等特征对地下岩体变形方式和稳定程 ［7 ］ 度具有决定性的影响 。 地下工程的经验表明，在低初始应力区，围岩 失稳变形大都是自重坍塌的特点或表现为松动圈的 溃散变形，这些均容易治理。而在高应力区，情况 则不同或产生挤压塑性变形，或产生岩爆现象，施 工支护都很困难。岩体中地下工程开挖后，出现临 空面，岩体有了变形及位移的空间，由于变形，应 力局部释放并重新分布，硐体应力集中，应力状态 较开挖前的初始应力状态有很大的改变 ，由三向平 衡的应力状态转变为应力差更大的二维或单向应力 状态。由此可见，初始应力对地下工程围岩的稳定 状态意义重大。 3. 2 岩体岩性和结构 岩体是一个 复 杂 的 结 构 体， 含 有 节 理 面， 层 面，片理面和断层带等结构面，断层的存在会对应 力传递有一阻隔效应。这些结构面的强度较低，是 影响洞室稳定的主要因素之一。岩体结构是控制岩 体破坏形态的关键，岩体的破碎程度或完整性概述 了岩体的结构特征，反应了岩体的稳定性。 从岩性角度，可以将围岩分为塑性围岩和脆性 围岩两大类。塑性围岩，通常具有风化速度快、力 学强度低以及通水易于软化、膨胀或崩解等不良性 质，对地下硐室围岩的稳定性最为不利 。脆性围岩 主要为坚硬及半坚硬岩体，由于岩石本身的强度远 高于结构面的强度，因此这类围岩的强度主要取决 于岩体结构，岩性本身的影响不十分显著。 3. 3 地下水 地下水是造成地下工程围岩丧失稳定的最重要
已破坏，否则就不破坏。因此，地下硐室围岩稳定 性分析，首先应在围岩力学作用机理基础上 ，根据 围岩应力与围岩变形及强度之间的对比关系 ，进行 稳定性评价； 其次确定围岩压力和围岩抗力的大小 与分布情况，以作为矿山地下硐室施工的依据
［6 ］
因素之一。地下水的渗透压力是硐室的不利荷载， 地下水的长期作用又会使岩石软化 、泥化，减小层 间的摩擦阻力，降低其强度。 3. 4 工程因素 主要包括地下空间结构布置设计的合理性 ，硐 室形状、大小、硐群间距、开挖顺序、硐室群的空 间关系 以 及 支 护 措 施 等 是 否 得 到 充 分 的 优 化 地质条件越差，工程因素的影响就越突出。
碎裂结构
破碎松动
破碎松动 层状结构 塑性挤出 塑性围岩
膨胀内鼓
散体结构
塑性挤出 塑流涌出
2 ） 在新的应力作用下， 硐室围岩将向硐内变 形位移，如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能 力，围岩将产生破坏。 3 ） 围岩变形破坏将给地下硐室的稳定性带来严 重危害，因而需对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围 岩将对支衬结构施加一定的载荷，称为围岩压力。 4 ） 在有压硐室中作用有很高的内水压力， 并 通过衬砌或硐壁传递给围岩，这时围岩产生一个反 力，称为围岩抗力。 地下硐室围岩稳定分析，实质上就是研究地下 工程开挖后上述 4 种力学作用的形成机理和分析计 算方法。围岩稳定性是一个相对的概念，它主要研 究围岩的重分布应力与围岩强度之间相对比例关 系。围岩变形破坏一般是从硐室边部开始 ，向围岩 内部渐进式扩展形成明显的应力带 ，应力的重新分 布恶化了围岩的稳定条件。一般来说，当围岩内一 点的应力达到并超过围岩强度时 ，就认为该处围岩
surrounding rock of underground mine is discussed，and various analysis methods of surrounding rock stability in underground engineering is introduced too，finally，the development trend of future research is proposed according to the current underground engineering surrounding rock stability research．
云南冶金 YUNNAN METALLUＲGY
Dec． 2013 Vol. 42． No. 6 （ Sum243 ）
（ 拉裂破 裂， 一 般 在 硐 顶 ） 、 松 散、 冒 顶、 片 帮、 围岩膨胀底鼓、形成塑性滑移面、岩爆等。 （ 1 ） 局部失稳 指地下结构围岩局部性破坏，多发生在多组节 理切割的较坚硬岩体中，一般是非扩展性的。当结 构面与临空面切割岩体形成不稳定块体时 ，容易产 生此种破坏。当结构面与开挖面平行或小角度相交 时，易形成片帮、掉块等局部失稳破坏。 （ 2 ） 整体失稳 ，即由大范围内岩体的地 又称为 “强度破坏” 应力值超过了围岩允许的极限强度而引起的破坏 。 表现形式为大范围坍塌、边墙挤出、弯曲开裂、底 板鼓起等。 一般容易发生在地应力高且偏差应力 大、岩体强度低的软岩中。 （ 3 ） 塌方 指大规模岩体塌落、 地下空间结构完全破坏 等。主要发生在较大范围的断层影响带 、 强风化 带、碎裂松动区。由弱面和开挖面切割形成的孤立 无限制块体、存在多组无胶结结构面或有夹泥层， 容易发生塌方甚至冒顶。 （ 4 ） 岩爆 ，片状剥落及破碎的岩块 又称为 “冲击地压” 与岩体分离，并以弹射的形式突然离开开挖面 ，并 伴随有巨大声响，多发生在以构造应力为主的高地 应力硬脆性岩体中。 从力学角度分析，围岩破坏的主要形式有脆性 ［5 ］ 张裂破 坏、 塑 性 挤 压 破 坏 和 剪 切 流 动 破 坏 等 。 根据围岩的岩体结构和力学作用机制 ，对于脆性岩 石和塑性岩石的破坏形式结果见表 1 。 2. 2 围岩力学作用机理 矿山地下硐室的共同点是都要在岩土体内开挖 出具有一定断面形状和尺寸、并具有较大延伸长度 的地下空间。地下硐室按其用途可分为交通隧道、 水工隧道、地下厂房仓库、矿山巷道、地下铁道及 军事工程等类型。由于各种类型的硐室所产生的力 学行为问题及对岩体条件的要求各不相同 ，因而所 采用的研究方法和内容也不尽相同