地下洞室支护理论初探

徐 升

(葛洲坝集团第二工程有限公司,四川成都 610091)

1 地下洞室支护理论

支护理论的发展大致分为三个阶段,即古典压力理论阶段、散体压力理论阶段和现代支护理论阶段。

(1)古典压力理论阶段。

20世纪 20年代以前主要是古典压力理论阶段。这类理论认为:作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重量 γ H(γ为岩层容重,H为埋深),可以作为其代表的有海姆、朗肯和金尼克理论。其不同之处在于:他们对地层水平压力的侧压系数有不同的理解。海姆认为:侧压系数为 1;朗肯根据松散体理论认为是尼克根据弹性理论认为是为岩体的泊松比;ψ为岩体的内摩擦角)。

多年的理论研究和实践证明,这些理论在绝大多数情况下是不适用的,它们仅反映出岩体的初始应力状态。

(2)散体压力理论阶段。

随着开挖深度的不断增加,古典压力理论已不符合实际情况,于是又出现了散体压力理论。这类理论认为:当地下工程埋藏深度较大时,作用在支护结构上的压力不是上覆岩层重量,而只是围岩坍落拱内的松动岩体重量。可以作为其代表的有太沙基理论和普氏理论,他们共同认为坍落拱的高度与地下工程跨度和围岩性质有关;不同之处是,前者认为坍落拱为矩形,后者认为是抛物线形。普氏理论把复杂的岩体之间的联系用一个似摩擦系数描写,这显然过于粗糙,但由于这个方法比较简单,直到现在,普氏理论仍在应用。

(3)现代支护理论。

20世纪 50年代以来,岩石……