地下洞室围岩稳定性综述
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。
8-1 地下洞室围岩稳定性分析
洞顶位移底鼓在岩石地下工程中，受开应力状态发生改二、地下洞室开挖所产生的岩体力学问题向新的平衡应力状态调整，应力状态的调整过程，称(redistribution of stress)。
洞顶位移底鼓由于洞径方向的变形远大于洞轴方向的变形，当洞室半径远小于洞长时，洞轴方向的变形可以忽略不计，因此地下洞室问题可视为平面应变问题深埋于弹性岩体中的水平圆形洞室，其围岩重分布应力按柯西课题求解(1)柯西课题概化模型无限大弹性薄板，其边界上受到沿方向的外力作用，薄板中有一半径为的小圆孔。
x p R 弹性薄板柯西课题分析示意图pp 1.深埋圆形水平洞室围岩重分布应力以圆的圆心为原点取极坐标，由弹性理论，若不考虑体积力，可求得薄板中任一点的应力及其方向。
(,)M r θ弹性薄板柯西课题分析示意图p p若应力函数为φ22211r r r r φφσθ∂∂=+∂∂径向应力：22rθφσ∂=∂环向应力：2211r r r r θφφτθθ∂∂=−∂∂∂剪切应力：(2)柯西课题解弹性薄板柯西课题分析示意图p p边界条件：()cos 222r r b p pσθ==+()sin 22r r b pθτθ==−0b R >>()()0r r r b r b θτσ====0b R =0b R >>vσxθMvσ0R r弹性薄板pp柯西课题力学模型中极坐标轴与力的作用方向相同。
因此，需进行极角变换。
2420002423411cos22v r R R R r r r σσθ⎡⎤⎛⎞⎛⎞=−−+−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎣⎦240024311cos22v R R r r θσσθ⎡⎤⎛⎞⎛⎞=+++⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎣⎦420042321sin22v r R R rr θστθ⎛⎞=−+⎜⎟⎝⎠2）由柯西课题解得到作用下圆形洞室围岩重分布应力v σ22θθπ→−2θσσ=④随着距离增大，增大，减小，并且都逐渐趋近于天然应力。
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。
工程地质讲稿-第9章：地下洞室围岩稳定性
地下水作用
地下水压力、渗透性等对围岩 稳定性产生影响，特别是在软
弱岩体中更为显著。
围岩稳定性评价方法
工程地质分析法
通过对地质勘察资料进行综合 分析，评估围岩的稳定性和可
能发生的不良地质现象。
数值分析法
利用数值计算方法模拟围岩应 力分布、变形和破坏过程，为 工程设计和施工提供依据。
谢谢观看
重要性
围岩稳定性是地下洞室工程设计 和施工中的关键问题，直接关系 到工程的安全性、经济性和可行 性。
围岩稳定性影响因素
01
02
03
04
地质条件
包括岩体的物理性质、岩层结 构、节理裂隙发育程度和地下
水状况等。
洞室设计
洞室的跨度、形状、埋深、支 护方式等设计因素岩的扰动程度和 支护结构的及时性有直接影响
控制地下水压力
设置排水系统
在洞室周边设置排水系统，以降 低地下水压力和防止涌水。
采取止水措施
在洞室周边采取止水措施，如注 浆、粘土填塞等，以防止地下水
渗入。
合理选择施工方法
根据地下水压力情况，选择合适 的施工方法，如逆作法、分部开 挖法等，以减少对围岩稳定性的
影响。
监测与预警系统
设置监测点
在洞室周边设置监测点，对围岩位移、变形、应 力等情况进行实时监测。
工程地质讲稿-第9章地下洞室围岩 稳定性
目录
• 地下洞室围岩稳定性概述 • 地下洞室围岩应力分析 • 地下洞室围岩破坏模式与机理 • 提高地下洞室围岩稳定性措施 • 地下洞室围岩稳定性工程实例
01
地下洞室围岩稳定性概 述
定义与重要性
定义
地下洞室围岩稳定性是指围岩在 一定时间内保持其自身结构完整 性和稳定性的能力。
围岩稳定性评价总结
◈
◈
（5）长引水隧洞的水力学问题研究
长引水隧洞水力过渡过程的试验研究；研究长引水 隧洞不衬砌或喷砼段减少糙率的措施；长引水隧洞 调压室的设计。
补充：洞室位址选择的地质论证
一、围岩稳定性分析 地 质 方 面 影 响 因 素 岩性-影响洞室稳定性最基本的因素 岩体结构-对岩体变形破坏起控制作用 天然应力状态-取决于垂直洞轴的水平应力 σH、天然应力比系数λ 地质构造-关注断层破碎带、裂隙密集带、 褶皱轴部 水文地质条件-影响围岩应力状态及围岩强度
建筑物特性--
施工方法--
调整与再分配。
支护方法— 临时支护、永久性支护；半衬、全衬。
影响—围岩中的应力重分布→变形→围压稳定性。
二、洞室位址选择论证
按工程特点与设计要求，考虑岩性、构造、地
形、水文等因素综合评判。
无需衬砌 自稳性好 易施工
选择稳定性好的岩体→
1、地形-
洞口-山体厚、施工条件好，岩坡 陡壁；避开地表径流；避开可能滑 动的坡体；避开断层破碎带。
第四章 地下工程
4.6 围岩稳定性评价
第四章 地下工程
第1节
概述
第2 节
第3节 第4节 第5节 第6节 第7节
围岩应力分布
围岩变形破坏 围岩分类 围岩压力 围岩稳定性评价 地下工程超前预报
第6节
围岩稳定性评价
围岩稳定性是地下建筑工程研究的核心 一般采用定性与定量结合的方法进行。
2、岩体结构⑴ 岩体性状-
对岩体变形破坏起控制作用。
松散结构及碎裂结构岩体稳定性最差；薄层状岩体次之； 厚层状岩体稳定性最好
地下洞室围岩稳定性分析方法综述
问题，然而，由于岩石力学的研究对象是复杂的岩土体材料，一 般均具有非线性、非连续性、非均质及多相性等特点，尤其是天 然岩体，由于其赋存的特殊性，它被各种地质构造（如断层、节 理、层理等）切割成既连续又不连续的形态，从而一般均形成一 个从松散体到弱面体再到连续体的材料序列，而且，天然岩体所 涉及的力学问题是一个多场（应力场、温度场、渗流场）、多相 （气相、固相、液相）等影响下的复杂耦合问题，再加上工程开 挖和外部环境的影响，致使许多情况下，我们不能获得较为准确 的力学参数和本构模型。“力学参数和本构模型不准”已成为岩 石力学理论分析和数值模拟的“瓶颈”问题。
值或变形速率判据用于软弱围岩往往时效不佳，根据牛顿运动 定律，物体从运动转变为静止状态的必要条件是，加速度由负 值渐趋为零。因此，围岩稳定性判据应以加速度为主，辅以变 形值或变形速率，据此提出了变形速率比值判据。
然而采用不同的失稳判据得到的稳定安全度一般是不相同 的，如何建立一个具有理论基础的、可得到唯一解的失稳判据 是今后需要解决的问题。
2存在的问题21参数及本构岩石力学参数和本构模型是岩石力学研究中最核心的两个问题然而由于岩石力学的研究对象是复杂的岩土体材料一般均具有非线性非连续性非均质及多相性等特点尤其是天然岩体由于其赋存的特殊性它被各种地质构造如断层节理层理等切割成既连续又不连续的形态从而一般均形成一个从松散体到弱面体再到连续体的材料序列而且天然岩体所涉及的力学问题是一个多场应力场温度场渗流场多相气相固相液相等影响下的复杂耦合问题再加上工程开挖和外部环境的影响致使许多情况下我们不能获得较为准确的力
传统的岩石力学理论是以岩石的加载试验（包括室内及现 场原位试验）为基础，引入成熟的弹塑性理论等建立起来的而 地下洞室岩体开挖后的实际情况是以卸荷为主，且往往有较大 的拉应力区出现。显然传统的岩石力学理论统一采用加载试验 获取的岩体力学参数，应用适合于加载情况的力学分析软件进 行分析与计算，得到的变形及稳定分析结论与现场的实际情况 必然有巨大区别，甚至连趋势都无法反映[4]。
《岩体力学》第八章地下洞室围岩分析
②开挖洞室半径为R0，塑性圈半径为R1，岩体中的天然应力 ，（ 时情况）；
③圈内岩体强度服从Mohr直线强度条件即（Coulomb－Naiver准则）。
分析如图8.8所示：
图 8.8 塑性圈围岩应力分析图
，
由 （取向外为正，向内为负）
得：
上式整理变为：
…………………………………………………………①
（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；
令 ，则：
其中 、 为应力集中系数，其大小仅与点的位置有关。
同理，根据光弹实验或弹性力学方法可求得不同形状洞室的应力集中系数 和 ，见教材P144。
（3）软弱结构面对围岩重分布应力的影响
假定岩体中结构面无抗拉能力，且 很小，在剪切过程中，结构面无剪胀作用。
（1）软弱结构面 ，沿水平直线方向
、 均为主应力，结构面上无剪切应力，无影响。不会沿结构面产生滑动，结构面对围岩重分布应力的弹性分析无影响。
设满足方程①的应力函数 为：
………………………………③
由③代入①，并由②可得：
故应力函数 为：
…………………………④
由④代入①可得各应力分量：
………………………………⑤
岩体天然应力比值系数为 ，假定岩体为无重板的力学模型如图8.2所示。
若水平和铅直的天然应力均为主应力，则开挖前板内的天然应力为：
211219472_缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价——以某抽水蓄能电站地下厂房为例
行了预测分析[11-12],同时对地下厂房施工加固对策进行了探讨[13-15]㊂目前研究多针对局部结构面组合形成不稳定块体进行稳定性研究,而本次研究区整体岩层缓倾,与不同产状的结构面相互组合形成不稳定块体的分布范围更加广泛,不同位置的破坏结构㊁破坏形式更加多样,块体构成及破坏具有一定的特殊性㊂本文从抽水蓄能工程区地下厂房基本地质条件入手,分析结构面组合形式及分布情况,通过数值模拟分析洞室围岩整体稳定性,同时分析各结构面组合形成不稳定块体的组合形态,破坏模式及分布位置,为工程围岩等级划分及后期工程支护提供理论支持,为同类工程地下厂房层状岩体稳定性评价提供借鉴思路㊂1 厂房区岩体及结构面发育特征厂房内岩性以二叠系砂岩为主,岩石具细粒㊁中粗粒砂状结构,块状构造填隙物主要为少量杂基和胶结物,胶结物主要为铁泥质,支撑类型为颗粒支撑类型,胶结类型为接触式胶结㊂局部可见泥质砂岩为变余泥状结构,板状构造,含碎屑泥质,岩石具变余泥状结构㊁板状构造㊂据统计,岩层整体走向NNW 向,倾角较缓,岩层产状一般NW290°~330°SW∠10°~25°㊂工程区断层不发育,勘探偶见规模较小断层,发育间距数百米,宽度10~60cm 不等,多分布于强㊁弱风化带,呈陡倾角分布㊂工程区结构面主要以裂隙为主,通过对工程区㊁厂房区揭露的结构面统计分析结果显示(见图1),结构面主要由3组:产状以层面裂隙最为发育,产状为NW290°~330°SW ∠10°~25°,数量多㊁规模大㊁展布广,并切割其他裂隙;另外发育两组共轭陡倾角裂隙,分别为NW290°~330°SW∠80°~85°以及NE40°~60°SE(NW)∠69°~75°,结构面倾角陡峭,在岩体中与其他结构面相互组合,造成块体失稳和破坏㊂图1 结构面分布特征 从结构面发育情况来看,结构面迹长均以1~3m 最多,并且绝大多数在20m 以内,同时层面裂隙或者缓倾裂隙都要比陡倾裂隙的迹长更长,分布区间更广,而陡倾裂隙的迹长分布较集中㊂结构面形态以平直状结构面为主,其次为起伏和弯曲状,不发育台阶状结构面;结构面表面多呈光滑状态,粗糙状态较少;结构面主要为无充填结构面,其次为软弱夹层,少数结构面充填石英和泥质物㊂2 地下厂房围岩分类及处理建议平硐㊁钻孔揭示,在厂房边墙部位,中厚层状岩体较完整,洞室局部稳定差,以Ⅲ1类围岩为主,互层状岩体完整性较差~较破碎,洞室不稳定~稳定性差,以Ⅲ2类围岩为主,断层及其影响带附近多为碎裂㊁碎块状,岩体较破碎,洞室不稳定,以Ⅳ类围岩为主㊂与陡倾㊁中倾角岩层相比,缓倾结构面在厂房内空间延展性更强,尤其在厂房顶拱部位,受缓倾结构面影响,开挖时极易产生顶拱塌落,围岩不稳定,围岩分类应降级考虑,各洞室围岩分类如图2所示㊂厂房顶拱部位岩体较完整,局部有陡倾结构面穿过,陡倾结构面对顶拱稳定影响较小㊂由于厂房区围岩层面缓倾,在层面作用下顶拱易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂岩壁梁岩体无大的地质构造通过,节理总体不14西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================发育,整体岩石较完整,总体基本稳定,受开挖爆破影响,易使局部层面裂隙㊁共轭陡倾裂隙相互切割部位岩体发生塌落,影响成型,需加固处理㊂主要优势结构面以层面为主,对边墙的影响较小,围岩整体稳定以Ⅲ1类围岩为主㊂局部NNW㊁NNE陡倾裂隙与层面裂隙组合在边墙局部有产生片状剥落破坏及块体楔形破坏的可能,为Ⅲ2类围岩㊂需及时进行加固处理,且边墙陡倾结构面位置多伴随地下水发育,边墙开挖后需及时支护处理㊂图2 各洞室围岩分类3 结构面组成对围岩块体稳定影响3.1 结构面组合及围岩岩体块体失稳模式与其他常见中陡倾角层状地层㊁及块状地层相比,研究区岩性以缓倾层状砂岩与泥岩互层为主,岩体内层间缓倾结构面发育,展布空间较大,开挖洞室内与临空面㊁切层结构面㊁共轭陡倾结构面相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体,可能发生滑落,塌落等失稳的现象㊂根据现场勘探平硐揭示,围岩在洞顶和洞壁的破坏模式不同,可将其归类为6类破坏模式(见图3),即洞壁块体掉落破坏㊁洞壁块体滑移-掉落破坏㊁洞壁块体层状剥离破坏㊁洞壁块体倾倒破坏㊁洞顶块体掉落模式以及洞顶层状剥离破坏㊂(1)洞壁岩体破坏模式在陡倾结构面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞左壁层状围岩上下端受固支,因此,由陡倾结构面切割而成的每一层岩层的受力模式为典型的压杆受力模型,其在重力作用下,压杆中部将向临空面发生内鼓和弯曲,进一步变形后在中部附近出现折断,折断处上部岩体表现为洞壁块体掉落破坏模式(见图3(a)),折断部位下部岩体表现为洞壁块体临空面倾倒(见图3(b))㊁洞壁层状剥离(见图3(c))的变形破坏模式㊂该破坏一般由最外侧围岩起始,逐步向内部围岩扩展,进而以周期破坏的模式出现,同时,当受力情况和岩体自身的性质达到一定条件时,多层围岩可同步向临空面发生弯曲-折断或倾倒破坏,此时各围岩层处于同一破坏周期㊂缓倾岩层结构面在陡倾结构面组主控条件下形成的压杆结构破坏过程中,起到提供优势折断裂隙以及加快压杆结构的破坏作用㊂同时,一点外层围岩压断破坏之后,缓倾层面的存在将使块体出现独立和连带掉落破坏现象,总之,其在围岩的破坏过程中起到加速和加剧作用㊂在陡倾结构面组和缓倾层面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞壁层状围岩上下端受固支,整体上同样为典型的压杆受力模型㊂缓倾层面将岩体切割成向临空面表现为顺层的结构,因此,层面的存在对洞壁围岩的变形破坏起到关键作用㊂不仅在围岩压杆破坏过程中起到加速和加剧作用,受两组或3组结构面切割,形成楔形块体,并沿下部缓倾结构面掉落的组合失稳模式,即洞壁块体滑移破坏模式(见图3(d))㊂(2)洞顶局部破坏模式对于洞顶,由于层状缓倾岩层在整个洞室展布范围较广,厂房开挖后,洞顶围岩块体的变形破坏由24李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================岩层结构面组主控㊁近垂直发育的陡倾结构面组为辅控,即岩层面控制着洞顶围岩的塌落高度,而陡倾结构面控制着洞顶围岩破坏模式㊂图3 洞壁局部岩体破坏模式 在岩层层面结构面组为主控结构面的情况下,岩层仅受一端固支,为典型的倾斜悬臂梁,当其与周边岩层出现层离,发生弯曲-折断-掉落破坏后,周边岩层转化为围岩下一变形破坏周期的悬臂梁,洞顶层状围岩依次以此悬臂梁模式破坏,直至各岩层逐渐由悬臂梁变形破坏模式转化为典型的简支梁变形破坏模式㊂具体表现为洞顶部位局部薄层㊁互层状岩体分布段,洞顶围岩片状剥落,剥离破坏后形成 光面”,即 洞顶层状剥离破坏”模式(见图4(a)),该破坏模式在层状缓倾岩层中发育尤为广泛㊂层面组结构面控制着洞顶围岩的整体变形破坏模式为梁的力学模型,但除了层面主控结构面外,陡倾辅控结构面组的存在,让洞顶层状岩体在整体以梁的变形破坏模式的基础上进一步复杂和丰富化,使得洞顶岩层的变形破坏不再严格符合仅有层面条件下的由悬臂梁逐渐转变为简支梁的变形破坏周期规律㊂洞顶部位延伸较长的缓倾角裂隙㊁层面裂隙在共轭陡倾裂隙切割作用下形成 豆腐块”块状块体,重力作用下洞顶形成掉块现象,目前洞顶有块体掉落残留痕迹,即 洞顶块体掉落破坏”模式(见图4(b))㊂3.2 局部围岩岩体块体稳定性评价层面裂隙多为岩屑夹泥型,局部可见泥质岩体发育,抗剪断参数取值f′=0.40,C′=0.06MPa,洞室发育的两组陡倾结构面裂面新鲜㊁闭合,强度较高,强度参数采用f′=0.50,C′=0.10MPa㊂采用un⁃wedge 软件分析对应块体几何形态如图5所示㊂分析可知,延展较大的缓倾结构面与两组共轭陡倾结构面组合易出现不稳定块体,主要区域为拱顶及洞室左右边墙上部,块体重量有限,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂34西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================图4 洞顶局部破坏模式图5 不稳定块体位置和形状示意图4 厂房应力应变调整4.1 开挖后洞室群围岩变形特征研究工程主副厂房开挖尺寸为76.5m×26.4m×58.5m(长×宽×高)㊂地下洞室群开挖后,各主要洞室洞壁处围岩变形特征如图6所示㊂由图6可知,洞室群围岩变形主要呈现为东西两壁变形大㊁南北两端变形小;其中东西两壁中间变形大㊁边缘变形小的分布规律㊂同时,相邻洞室之间将互相影响㊂主厂房上游壁与引水洞相交处㊁下游壁与母线洞相交处围岩变形均相对较大,在施工中应予以重视㊂开挖过程中围岩整体将表现出较好的自稳能力㊂4.2 开挖后洞室群围岩塑性区特征地下洞室群开挖后,围岩内部将会发生应力重分布和应力集中,导致洞室周边围岩沿切向应力增加而径向应力减小,导致洞室围岩破坏㊂尤其各洞室的洞顶拱墙交角㊁洞底墙脚交角㊁侧墙中部等易产生应力集中的区域,岩体可能发生强烈破坏㊂其中主厂房周边塑性圈较厚,围岩以剪切破坏为主,主厂房上游壁中部岩体为剪切和拉伸共同作用,主厂房底板与顶板区域均发生剪切破坏;主变室周边围岩塑性区厚度较小;尾调室周边围岩塑性区分布规律为顶拱周边存在部分岩体未进入塑性状态,上游㊁下游壁附近围岩塑性区㊁厚度均远小于开挖半径,开挖44李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================后将呈现较好的自稳能力㊂图6 洞室群应变三维分布 此外受主厂房㊁主变室开挖的影响,主变搬运道周边围岩塑性圈也相对较大,靠近主厂房一侧围岩塑性圈厚度大于靠近主变室一侧塑性区厚度㊂同时,3条主变搬运道之间岩体也部分进入塑性状态㊂从塑性区三维分布特征(见图7)也可以得出工程区岩体破坏形式主要为剪切破坏,其中主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂图7 洞室群塑性区断面及三维分布特征5 结 论(1)厂房部位以二叠系中粒㊁细粒砂岩为主,偶见砂质泥岩岩层,厂房区岩层产状缓倾,结构面以层面裂隙㊁与层面展布方向相同及正交的两组共轭陡倾角裂隙组成㊂(2)建议在水平岩层地区地下厂房部位围岩分类按照厂房不同部位进行,相较于陡倾㊁中倾角产状岩体,缓倾层状岩体洞室在拱顶部位层面展布区域较广,顶拱部位易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂(3)洞室的临空面㊁岩层的层面及层间错动和其他结构面(切层断层㊁缓倾节理㊁陡倾节理)相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体㊂块体破坏模式主要有洞顶部位的块体掉落㊁层状剥离,洞壁部位的块体掉落㊁洞壁块体滑移-掉落㊁块体倾倒㊁块体层状剥离等6种;缓倾岩层主要破坏区域位于拱顶及洞室顺向侧边墙上部,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂(4)洞室开挖后围岩整体自稳能力较好,拱角㊁墙角等转折处易产生应力集中区域,可能发生强烈破坏,主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁54西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂参考文献:[1] 刘锦华,吕祖珩.块体理论在工程岩体稳定分析中的应用[M].北京:水利电力出版社,1988.[2] 李攀峰.大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究 以黄河拉西瓦水电站地下厂房洞室群为例[D].成都:成都理工大学,2004.[3] 任爱武,伍法权,范永波,等.复杂地质条件下顶拱大型不稳定块体分析与预测[J].工程地质学报,2008,16(06):788-792.[4] 王家祥,叶圣生,周质荣,等.三峡地下电站主厂房顶拱块体模式及加固对策[J].人民长江,2007,38(09):63-68.[5] 陈剑平,卢波,王良奎,等.复杂不稳定块体的自动搜索及其失稳方式判断-基于随机不连续面三维网络模型[J].岩石力学与工程学报,2003,22(07):1126-1131.[6] 魏进兵,闵虹,邓建辉.龙滩水电站巨型地下洞室群稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2003,22(S1):2259-2263.[7] 金长宇,张春生,冯夏庭.错动带对超大型地下洞室群围岩稳定影响研究[J].岩土力学,2010,31(04):1283-1288.[8] AOzsan,H Basarr.Support capacity estimation of adiversion tunnel in weak rock [J].Engineering Geology,2003,68(3-4):319-331.[9] Santi PM.Field methods for characterizing weak rock for engineer⁃ing [J ].Environmental&Engineering Geosciences,2006,12(01):1-11.[10] 黄鹏,狄圣杰,刘静,等.大型地下洞室群施工期围岩力学参数多维动态反演及应用[J].西北水电,2022(05):138-144.[11] 王玉英,阎长虹,许宝田,等.某抽水蓄能电站地下洞室围岩岩体质量特征分析[J].工程地质学报,2009,170(01):76-80.[12] 李炎隆,贾巍,温立峰,等.抽水蓄能电站输水及地下洞室系统渗流场三维有限元分析[J].西北水电,2022(05):92-97.[13] 王家祥,叶圣生,周质荣,等.三峡地下电站主厂房顶拱块体模式及加固对策[J].人民长江,2007,38(09):63-65,68.[14] 胡夏嵩,赵法锁.论低地应力区地下洞室围岩稳定性合理支护时间的确定[J].工程地质学报,2004,12(S1):269-272.[15] 李敬昌.湿喷钢纤维混凝土在拉西瓦水电站大型地下洞室中的应用[J].西北水电,2005(03): 36-38. (上接第39页)三维点云配准重建技术,具有自主定位㊁无接触影像采集㊁输出毫米级精度彩色点云的功能,实现了地下空间工程的高精度探测㊂(2)RGBD+SLAM 技术将SLAM 领域的图像特征㊁优化㊁闭环检测㊁点云等技术融为一体,建模过程中,又在点云数据的基础上加入了环境的纹理信息算法,使建立的环境模型更加形象㊁真实㊂(3)将智能管涵探测机器人 RGBD +SLAM”技术应用在某压缩空气储能项目的试验洞探测中,获取了可靠的围岩三维实景模型,基于点云数据对断层进行了解译,并评估了隧洞的超欠挖情况㊂研究成果对于快速构建地下工程三维实景模型,实现洞室施工过程的智能化㊁可视化管理具有促进意义㊂参考文献:[1] 李军远,陈宏钧,张晓华,等.基于信息融合的管道机器人定位控制研究[J].控制与决策,2006,21(06):661-665.[2] 徐小云,颜国正,鄢波.一种新型管道检测机器人系统[J].上海交通大学学报,2004,38(08):1324-1327.[3] 吴璋,佃松宜,龚永铭,等.电缆管道巡检机器人远程测控系统的研究与实现[J].测控技术,2013,32(09):32-36.[4] 祝赫,田梦,郑洪标.基于物联网的管道检测机器人研究与应用[J].给水排水,2014(10):96-99.[5] 伍亮,周敏,罗波,等.基于三维激光扫描的暗涵检测技术应用研究[J].给水排水,2022,58(S2):441-446.[6] 王令文,程效军,万程辉.基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究[J].工程勘察,2013,41(07):53-57.[7] 李海波,杨兴国,赵伟,等.基于三维激光扫描的隧洞开挖衬砌质量检测技术及其工程应用[J].岩石力学与工程学报,2017,36(S1):3456-3463.[8] 钱海,马小军,包仁标,等.基于三维激光扫描和BIM 的构件缺陷检测技术[J].计算机测量与控制,2016,24(02):14-17.[9] 巨广红,申恩昌,薛有平,等.工程勘测新技术及工程应用[J].西北水电,2020(02):12-18.[10] 李晓斌,林志军,林志军,等.基于激光扫描和倾斜摄影技术的三维实景融合建模研究[J].激光杂志,2021,42(08):166-170.[11] 张广羚.面向未知三维场景重建系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2018.[12] 李星宇,赫念学,魏英波,等.复杂环境倾斜摄影与实景三维建模技术应用[J].测绘通报,2021(S1):20-24.[13] 谭雅斯.基于RGB-D 相机的点云拼接三维重建研究与应用[D].贵阳:贵州大学,2017.[14] 孔李燕.基于RGB-D 的三维点云目标分割[D].青岛:中国石油大学,2018.[15] 周晓玉.基于图优化的移动机器人RGB -D 点云地图构建[D].秦皇岛:燕山大学,2018.[16] 张琦.移动机器人的路径规划与定位技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[17] 贾浩.基于Cartographer 算法的SLAM 与导航机器人设计[D].济南:山东大学,2019.[18] 孙永泉,田红丽.视觉惯性SLAM 综述[J].计算机应用研究,2019(12):3530-3533.64李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================文章编号:1006 2610(2023)02 0047 05黄土湿陷系数与物性指标的相关性分析潘登丽1,康尘云2(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065;2.陕西铁道工程勘察有限公司,西安 710043)摘 要:为了探究湿陷系数与物性指标间的内在关系,在西安市南郊神禾塬采取270组土样进行室内试验,分析湿陷系数与12个物性指标的相关性,选取与湿陷系数具有高度相关关系的7个物性指标作为自变量,以平方根变换后的正态变量为因变量,采用逐步回归分析方法建立以天然密度㊁压缩系数㊁孔隙率㊁饱和度为自变量的最优回归模型,用同一场地的另外29组实测数据验证该预测模型的准确性㊂结果表明:该回归模型具有统计学意义,4个自变量对因变量的影响也均有统计学意义;湿陷系数实测值与预测值的决定系数等于0.930,二者得到的湿陷等级一致,说明该回归模型的预测精度较高㊂研究结果对于快速准确地预测黄土的湿陷系数具有一定的参考价值㊂关键词:湿陷性黄土;湿陷系数;相关分析;逐步回归;预测模型中图分类号:TU431 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.02.009Correlation Analysis of Loess Collapsibility Coefficient and Physical Property IndexPAN Dengli 1,KANG Chenyun 2(1.PowerChina Northwest Engineering Corporation.Ltd.,Xi'an 710065,China ;2.Shaanxi Railway Engineering Survey Corporation.Ltd.,Xi'an 710043,China )Abstract :To explore the inherent relationship between collapsibility coefficient and physical property indexes ,270groups of soil samples were taken from Shenhe Plateau in the southern suburb of Xi'an for indoor tests.The correlation between the collapsibility coefficient and 12physical property indexes was analyzed.Seven physical property indexes highly correlated with the collapsibility coefficient were selected as independent variables ,the normal variables after square root transformation were used as dependent variables ,and an optimal regression mod⁃el with natural density ,coefficient of compressibility ,porosity ,and saturation as independent variables was established by stepwise regression analysis method.Another 29groups of measured data from the same site were used to verify the accuracy of the prediction model.The results show that the regression model is statistically significant ,and the effects of the four independent variables on the dependent variables are also statistically significant ;The determination coefficient between the measured value and the predicted value of the collapsibility coefficient is e⁃qual to 0.930,and the collapsibility grades obtained by the two ways are consistent ,indicating that the prediction accuracy of the regression model is high.The study results have certain reference value and practical engineering significance for quick and accurate prediction of the collapsibility coefficient of loess.Key words :collapsible loess ;collapsibility coefficient ;correlation analysis ;stepwise regression ;prediction model 收稿日期:2022-10-10 作者简介:潘登丽(1993-),女,陕西省安康市人,工程师,主要从事岩土工程勘察方面的工作.0 前 言湿陷性黄土是在干旱㊁半干旱气候条件下形成的,受水浸湿后在一定压力作用下,土体强度弱化,承载力降低,结构迅速破坏,并产生显著的沉降㊂黄土的物理力学参数对黄土地区工程的设计和施工都有重要影响[1-3],湿陷系数是定量评价黄土地基湿陷变形的重要参数,通过湿陷系数计算得到的湿陷量是黄土地基湿陷等级划分的依据㊂为确定湿陷系数,一般需开挖探井采取原状试样,进行室内压缩试验,工作量大㊁费工费时㊁精度有限㊂因此,根据已有的基础试验资料,通过科学的分析方法,提出一种快速准确的预测黄土湿陷系数的新方法是有必要的㊂近年来很多学者通过对湿陷系74西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================。
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
一、地下洞室围岩稳定性
地下洞室围岩稳定性是指开挖地下洞室时，所受水、渗、力、温度变
化作用下，围岩在洞室形成过程中，确保其稳定性，防止发生失稳破坏的
能力。
地下采掘洞室围岩稳定性受到岩性、受力形式、受力程度、渗透性、温度变化、洞室形状及支护形式等多种因素的影响，是复杂的工程力学问题。
二、稳定性分析指标
1、岩体的稳定性
假设在洞室围岩失稳前，围岩的状态是完全稳定的，所以在洞室围岩
的稳定性分析中，首先要对围岩的物理力学性质进行研究，确定洞室围岩
的初始稳定性或不稳定性，对洞室围岩的加载稳定性进行评价，并确定必
要的加固措施。
2、洞室围岩作用的潜在施工影响
稳定性分析还要考虑洞室的施工对围岩的影响，如渗漏的影响，支撑
结构的影响，排水管的影响，洞室入口封闭的影响等。
这些因素会对洞室
围岩的稳定性造成一定影响。
三、稳定性分析方法
1、岩层垂直受力平衡分析法
岩层垂直受力平衡分析法是指将洞室每一层的垂直受力状况按照垂直
受力平衡原理，进行层层分析，以确定每一层的受力及稳定情况。
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，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R0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：图8.1柯西课题分析示意图……………………①式中为应力函数，它是和的函数，也是和的函数。
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地下洞室围岩稳定性综述摘要：地下洞室围岩的稳定性在地下洞室施工时有着至关重要的作用，简要介绍了近几年研究成果，并对这一研究的现状与发展趋势做了简要评述。
关键词：地下洞室围岩稳定性综述引言地下洞室等地下工程开挖之前，岩体处于一定的应力平衡状态。
用于各种目的的地下开挖改变了原有的平衡状态，从而造成开挖空间周围的应力重新分布。
如果围岩中的应力超过了岩体强度，则围岩会破坏，产生坍塌、片帮甚至底板隆起等现象，软岩或高地应力中的地下洞室则可能产生很大的塑性变形。
如果不及时对围岩进行支护或加固开挖出来的地下空间就会因为围岩的变形与破坏而无法使用。
当二次应力较低，达不到围岩的弹性极限时，围岩处于弹性状态，无需支护就可以保持稳定；反之当围岩应力较高、强较低时，就会产生塑性变形和断裂破坏；在有断层、节理等不连续面切割时，还有可能在地下洞室的顶板或边墙产生不稳定的楔形块体，也可以对地下空间构成威胁。
在进行地下空间设计和施工之前，需要对开挖后的围岩应力进行分析，进而对围岩稳定性进行评价，以便采取合理的开挖方式和支护形式。
地下洞室等地下工程不可能一次开挖完成，不同的开挖顺序及施工方案对地下洞室群的稳定性的影响不同，即开挖顺序或施工方案将直接影响围岩应力、变形及破坏区的发展变化过程。
因此，选择合理的开挖顺序或施工过程是地下洞室群设计与施工的重要内容，具有重要的理论意义和过程使用价值。
主要研究成果2004年周敏等[1]在针对影响因素与围岩稳定的非线性关系，利用神经网络理论与BP神经网络的建模能力，进行非线性运算，提出改进的BP神经网络评判围岩稳定性模型，得出神经网络方法可以很好的运用于洞室稳定性影响因素中，且输入的参数不受限制，分类，设计及预测精度高，还可以进行数据联想以及校正补错。
提出神经网络方法在地下洞室稳定性分类中具有非常重要的意义。
2005年胡夏嵩等[2~4]以西北某市大型水利地下洞室工程为例，采用弹塑性二维有限元法通过低地应力区地下洞室开挖后围岩拉应力、剪切应力分布与围岩变形破坏进行了数值模拟研究，模拟结果表明：在低地应力地区对于椭圆形洞室，地下洞室开挖后在洞侧壁位置产生应力集中，在洞顶位置出现拉应力现象，基本产生在拱顶正中位置；低地应力区地下洞室开挖后，围岩中的剪应力集中带主要形成于洞顶垂直位置，即地下洞室围岩破坏主要发生在洞顶位置，略偏于拱顶的位置，最大剪切应力等值线分布具有对称性，形成于地下洞室底边墙拐角位置处的最大剪应力集中现象，这种现象与地下洞室开挖所引起的围岩块体结构面切向挤压滑落时的剪切变形、应力释放有一定的关系，洞顶位置处的最大剪应力值明显小于底部边墙拐角处的最大剪应力值，边墙拐角处的最大剪应力值一般是洞顶位置最大剪应力值得1.7倍以上，这与地下洞室底边与侧壁边墙之间开挖成直角形有关，直角形的拐角容易形成剪应力集中，产生围岩的不稳定区；低地应力区地下洞室围岩变形破坏主要是发生在垂直方向，水平方向的规模和程度均不及前者，同时总结分析了低地应力区地下洞室开挖后围岩变形破坏规律及其特征。
2010年叶洲元[5]基于等效数值原理并结合地下洞室围岩本身特性，对大冶铁矿地下洞室工程进行分析，选取围岩质量指标D、单轴抗压强度R c、岩体完整性指标K v、地下水渗水流量W和节理状况对地下洞室围岩稳定性进行评价，结果表明等效数值法应用于围岩稳定性的评价，具有计算简单高效，使用方便等特点。
2013年朱义欢[6]针对地下洞室短长期稳定性的评判准则进行分类总结与归纳，得出岩体流变特性试验的开展以及长期强度的确定，如何给出围岩稳定性的综合评判以及相应的临界警戒指标，针对围岩的力学行为进行预测和控制等方面必须要进行进一步的研究。
围岩稳定性的评判不能依赖于一种单一的评判标准，依赖于计算机技术，结合多种方法进行围岩的综和评判建立，结合类似工程实例进行多学科交叉应用也是一种发展方向。
2014年李一冬等[7]采用改进的BP神经网络分析地下工程围岩的稳定性，将岩石单轴饱和抗压强度、岩石质量指标、岩石的完整性系数、结构面的强度系数、地下水渗流指标作为围岩的分类指标，利用附加动力因子、L-M优化算法与Nguyue-Widrow初始化算法相结合的改进BP神经网络建立围岩稳定性的分类预测模型，并运用MATLAB对学习样本进行分类识别，确定地下工程围岩的岩体等级，并结合平均影响值特征筛选法确定影响围岩稳定的主导因素。
结果表明：改进的BP神经网络克服了仅适用单一敏感性指标和模糊主观判断的缺陷，使神经网络强大的记忆性和容错性，因此可以在围岩稳定性分类中填补缺失的数据、校正错误数据。
BO神经网络不限制输入参数的个数，并且充分考虑影响围岩稳定性及不确定因素，既消除了人为主管因素的影响，又能减小手动计算产生的误差，从而提高计算精度与工作效率。
附加动量与L-M优化算法相结合的BP算法与传统的BP算法相比，迭代次数变少、收敛速度更快、运算精度更高，解决了传统BP神经网络容易陷入局部极小等缺点和不足，效果更佳，适用于各种非线性分类问题。
2014年申艳军等[8~9]依据“有限性劣化”处理思路，提出可工程因素对围岩质量劣化效应的定量表示法，借此构建了可以反映工程因素影响的集成化围岩分类体系；应用 语言编制了“大跨度地下洞室集成化围岩分类体系（IRMCS）”可视化程序，并以大岗山水电站厂房为例，对其围岩进行分类、稳定性结果、支护建议进行综合评价。
并提出在实际进行围岩真实状况时，一般采用多种围岩分类方法进行综合评价，主要存在每种评价指标和标准不同，指标选取、参数换算、评价过程太过于繁琐，评价因素和取值会因为人为的因素造成错误；测量的参数过多，需要投入的人力物力财力太大，经济效果得不到保证；现场的客观因素限制过多，会出现因某一因素无法获得而导致整个分类无法完成的情况。
同时提出一种采用分析分解模型数值试验股癣围岩力学参数的新方法，依据围岩分类体系结果，借助FracSim 3D程序构建不同围岩类别的三维结构面网络模型，并通过x，y，z方向截取二维结构面网络图以反映岩体各向异性特征，实现构建分析分解模型，应用已有试验成果将分别得到的对应的完整岩块及相关结构面的力学参数作为模型基本输入参数，推荐完整岩块、结构面本构模型分别为：Mohr-Coulomb模型、Barton-Bandis模型应用有限元法（Phase 2D程序）建立其对应的岩体结构数值模型，通过有效控制边界条件实现对单轴压缩、三轴压缩等试验的模拟，即实现用宏观等效的岩体模型来预测岩体强度与变形特性，进而完成对不同类别围岩力学参数值得确定，单轴数值试验结果显示，II-III类围岩数值试验结果与抗压强度参数拟合结果大体吻合，相比于Heok-Brown准则围岩强度标准参数估算结果要总体偏小；三轴数值试验表明，II-III类围岩数值试验结果相比与工程经验统计法、围岩分类准则估算结果整体偏小，而IV-V类围岩数值试验结果相比于工程经验统计法、围岩分类准则结果偏大。
2014年刘万荣等[10]为研究中间主应力对地下洞室围岩稳定性的影响，分别应用强度理论和Drucker-Prager区服准则分析地下洞室围岩的弹塑性，求解出塑性区和弹性区的应力场、位移场以及塑性区半径的表达式。
通过算例，分析不同主应力系数对围岩应力分布、塑性区半径和位移的影响。
结果表明：统一强度理论求解的塑性区位移和半径随着中间主应力系数的增大而减小，应用Drucker-Prager区服准则求解的结果，随中间主应力系数的增大表现出先减小后增大的趋势，在中间主应力系数等于0.8的位置出现拐点，用统一强度理论求得的极限比用Drucker-Prager区服准则求得的大。
因此，在地下洞室围岩的求解过程中不能忽略中间主应力对围岩的作用。
2015年张德永等[11]利用显式有限差分快速拉格朗日分析程序FLAC3D，在进行初始地应力反演的基础上，建立了四川江边水电站地下厂房洞室的三维非线性地质力学模型。
采用了基于能量耗散原理的弹脆性本构模型，对设计开挖和支护方案进行可全过程模拟分析，得出结论：基于能量耗散原理的弹脆性本构模型对FLAC3D进行的二次开发，与弹塑性本构模型相比，考虑变弹性模量的弹脆性模型更能真实的反应实际情况；地下洞室处于应力高升区，构造应力较大，洞室开挖后围岩产生向临空面的回弹变形，以水平位移为主。
2015年张强勇等[12]为实时反映开挖过程中围岩的力学参数变化，建立正交试验设计效应优化位移反分析法，应用该方法对大岗山水电站地下厂房地下洞室分步开挖过程中围岩的力学参数进行实时动态反演。
利用动态反演的力学参数对各开挖层围岩进行稳定性分析，揭示出地下洞室开挖过程中围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律，反演计算位移值与实测值吻合较好。
2015年张超等[13]为快速准确地对施工期地下洞室围岩稳定性风险进行动态跟踪分析，基于层次分析注和模糊综合评价法，形成监测数据、巡视检查、数值模拟三维一体的评价体系，并考虑评价指标、评价标准的动态性确定地下洞室围岩发生事故可能性等级。
根据不同围岩破坏形式，提出适用于地下洞室群围岩稳定的损失估算方法，引入当量法概念，确定地下洞室围岩稳定损失等级。
结合地下洞室群围岩发生事故可能性等级和预估的地下洞室围岩稳定性损失等级，经风险矩阵最终确定地下洞室围岩稳定性风险等级。
采用C#. Net、SQL SERVER和Python混台编程技术，研发一套能确定地下洞室围岩稳定性动态风险的系统。
2015年吴恒滨等[14]通过分析Mohr-Couhmh和Drucker -Prager屈服准则现有的围岩屈服评价指标，提出了I1、J2为基准的屈服评价指标。
在线性屈服准则中两者是等价的，在非线性强度准则中，以I1为基准的屈服评价指标较小，建议采用以J2为基准的屈服评价指标。
对于以J2为基准的广义Hoek-Brown准则的求解存在着数学上的困难，将其转换为等效强度参数代人Mohr-Coulomb准则屈服评价指标表达式，进而对围岩稳定性进行屈服评价。
结果表明：隧道开挖支护后的等效塑性应变和屈服评价指标规律一致，验证了该屈服评价指标的正确性，隧道屈服评价指标可以直观的显示隧道应力集中程度及围岩安全状态的演绎规律，能够更准确的描述围岩受力状态。
结论：任何一种方法的合理性都建立在一个合理的本构模型基础上，采用合理的本构模型是解决围岩稳定性的关键。
围岩稳定性研究虽已取得重大进步．但是各种围岩稳定性分析方法均没有真正圆满解决工程实际问题．对理论模型的辩识、本构关系、计算参数、仿真方法都需作进一步深入具体的研究[15]。
由于地下工程的复杂性，围岩稳定性评价不能依赖于单一方法，因此依托于计算机技术，进行多种方法综合评价分析，是未来发展的一种趋势。