导 读

   隧道开挖后其周围一定范围内，对其稳定性能产生影响的那部分岩（土）体。隧道周围的地层可以是软硬不一的岩石，也可以是松散的土，把土视为一种特殊的(风化破碎严重的)岩石，所以隧道周围的地层．不管是土体还是岩体，统称为围岩。研究好围岩的工程性质对隧道的设计施工有很大的意义。

围岩的工程性质

围岩的工程性质可三个方面： 

物理性质：容重、节理的产状等

水理性质：岩体的溶水性、透水性、持水性等

力学性质：抗压、抗拉、抗剪强度

对围岩稳定性最有影响的是力学性质，即围岩抵抗变形和破坏的性能，即变形特性和强度。




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抗拉变形

岩体的抗拉变形能力很低。可认为无抗拉能力。主要讨论抗压、抗剪能力。  

2

受压变形

岩石：弹性，线性关系比较明显；

软弱结构面：塑性，呈显出非线性特征；

岩体：弹塑性体，可以用它在受压时的应力—应变曲线来说明，见下图。




注：岩体曲线上，①压密阶段(OA) ；②弹性阶段(AB) ；③塑性阶段(BC) ；④破裂和破坏阶段(CD)

总结：从岩体的全应力—应变曲线的分析中可以看出，岩体既不是简单的弹性体，也不是简单的塑性体、而是较为复杂的弹塑性体。整体性好的岩体接近弹性体，破裂岩体和松散岩体则偏向于塑性体。

3

剪切变形

岩体受剪时的剪切变形特性主要受结构面控制，可能有三种方式：

（1）沿结构面滑动。此时，结构面的变形特性即为岩体的变形特性。

（2）岩石的断裂，结构面不参与作用。此时岩石的变形特性即起主导作用。

（3）在结构面的影响下沿岩石剪断。此时，岩体的变形特性介乎上述二者之间。

4

流变特性

概念： 岩体的变形不是瞬时完成的，而是随着时间的增长逐渐达到最终值。岩体变形的这种时间效应，称之为岩体的流变特性。包括蠕变和松弛。

（1）蠕变：指应力不变，而应变随时间增长。

（2）松弛：应变不变，而应力随时间而衰减。




5

抗压强度

（1）岩石：受微裂隙所制约，强度大。通过试件获得。

（2）岩体：受结构面控制，强度小，并具有明显的各向异性。 

结论：岩体的强度要比岩石的强度低得多，一般情况下，岩体的抗压强度只有岩 石的70～80％，结构面发育的岩体，仅有5～10％。 岩石、岩体、结构面三者的强度比较见下图。




6

抗剪强度

岩体的抗剪强度受结构面的制约。  

岩体内结构面的状态包括：力学性质、充填状态、产状、分布和规模。

剪切破坏方式包括：岩体沿结构面滑移（塑性破坏 ）、沿岩石剪断（脆性破坏）。

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知识点：隧道围岩的工程性质