褶皱(fold) 断裂(fault) 岩层产状（attitude of layer） 地下水（水文地质hydrogeological conditions） 地应力（natural stress）
地形条件
在地形上要求山体完整，洞室周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。
隧洞进出口地段的边坡应下徒上缓， 无滑坡、崩塌等现象存在。洞口岩石 应直接出露或坡积层薄，岩层最好倾 向山里以保证河—口坡的安全。在地 形徒的高边坡开挖洞口时，应不削坡 或少削坡即进洞，必要时可做人工洞 口先行进洞，以保钲边坡的稳定性。 隧洞进出口不应选在排水困难的低洼 处，也不应选在冲沟、傍河山嘴及谷 口等易受水流冲刷的地段。
坚硬岩体中的块体滑移
层状弯折和拱曲
岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。 平缓岩层，当岩层层次很薄或软硬相间时，顶板容易下沉弯曲折断。 在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时，顺倾向一侧拱脚以上部分 岩层易弯曲折断，逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。 在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行，所 以边墙容易凸邦弯曲。
岩爆的产生需要具备两方面的条件
高储能体的存在及其应力接近于岩体强度是产生岩爆的 内在条件，而某些因素的触发效应则是岩爆产生的外因。
岩爆产生的爆坑 右侧拱顶位置塌方情况
锦
屏
二
级 水
爆坑附近边墙下部破坏情况
电
站
排
水
洞
岩
爆
第二次岩爆塌方左侧拱架破坏情况
块体滑移 块体滑移是块状结构围岩常见的破坏形式。这类破坏常以结 构面交切组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。分 离块体的稳定性取决于块体的形状有无临空条件、结构面的 光滑程度及是否夹泥等。
当天然应力比λ=1时，洞室周边围 岩应力弹性重分布计算公式

r

v
1
r0 2 r2




v
1
r0 2 r2

r 0
2 v
v r0 2r0 3r0 4r0 5r0 6r0 7r0 8r0
圆形洞室周边应力重分布
开挖后围岩中出现塑性圈时的重分布应力
当围岩应力小于岩体的蠕变临界应力时，围岩将于瞬时的弹 性变形后立即稳定下来。
围岩变形破坏的常见形式
坚硬完整岩体的脆性破裂
在坚硬完整的岩体中开挖地下洞室，围岩一般是稳定的。 但是在高地应力地区，经常产生岩爆现象。岩爆是储存有 很大弹性应变能的岩体，在开挖卸荷后，能量突然释放所 形成的，它与岩石性质、地应力积聚水平及洞室断面形状 等因素有关。
岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。常见的塑性变
形和破坏的形式有边墙挤入、底鼓及洞径收缩等。
水 电 站 引 水 隧 洞 的 塑 性 变 形 与 塌 方
第3节、影响地下地下洞室围岩稳定性的地质因素
地下建筑位置的选择，除取决于工程目的要求外，需 要考虑围岩的稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、 地下水及地应力等因素的影响。
大型古地下工程
第1节、地下洞室开挖前后的应力特征
圆 形 洞 室 围 岩 重 分 布 应 力 计 算 简 图
洞室周边围岩应力弹性重分布计算公式

r v
1
2
1
r0 2 r2


1

2
1
3r0 4 r4

4r0 2 r2

cos2

r
为径向应力 为切向应力



v
1
2
1
r0 2 r2


1
2
1
3r0 4 r4

cos2

r 为剪应力

r
v
1
2
1
3r0 4 r4

2r02 r2
s in
2
r0为隧洞半径 r为质点至洞轴线的距离
理想的建洞山体应具备以下条件：
1)建洞区地质构造简单，岩层厚、节理组数少，间距
大，无影响整个山捧稳定的断裂带；
2)岩体坚硬完整； 3)地形完整，没有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破坏
的地形。无岩溶或岩溶很不发育；
4)地下水影响小； 5)无有害气体和异常地热。
对地下洞室选址影响地质因素
地形条件（geographic conditions） 岩性条件（rock and soil engineering characters） 地质构造条件（geologecal structure conditions）
第七章 地下洞室围岩稳定性的工程地质研究
第1节、地下洞室开挖前后的应力特征
第2节、洞室围岩的变形与破坏 第3节、影响地下洞室围岩稳定性的地质因素 第4节、围岩压力 第5节、水工隧洞围岩的承载力 第6节、地下洞室围岩工程地质分类 第7节改善地下洞室围岩稳定性的措施
地下洞室 为各种目的修建在地层之内的通道或空洞。包括矿 山坑道、铁路隧道、水工隧洞、地下发电站厂房、 地下铁道及地下停车场、地下储油库、地下导弹发 射井、以及地下飞机库等。
洞室开挖后围岩的稳定性，取决于二次应力与围岩 强度之间的关系。 如果洞周边应力小于岩体的强度，围岩稳定。 否则，周边岩石将产生破坏或较大的塑性变形。
围岩一旦松动，如不加支护，则 会向深部发展，形成具有一定范 围的应力松弛区，称为塑性松动 圈。
在松动圈形成过程中，原来周边 集中的高应力逐渐向深处转移， 形成新的应力增高区，该区岩体 被挤压紧密，称为承载圈。此圈 之外为初始应力区。
第2节、洞室围岩的变形与破坏
围岩这类变形破坏的发展进程
当围岩应力已经超过岩体的极限强度时，围岩发生破坏。 当围岩应力的量级介于岩体的极限强度和长期强度之间时， 围岩需经瞬时的弹性变形及较长时期蠕动变形的发展方能达到 最终的破坏，通常可根据围岩变形历时曲线变化的特点而加以 预报。
当围岩应力的量级介于岩体的长时间强度及蠕变临界应力之 间时，围岩除发生瞬时的弹性变形外，还要经过一段时间的蠕 动变形才能达到最终的稳定。
层状结构围岩变形破坏特征
1-设计断面 2-破坏区 3-崩塌 4-滑动 5-弯曲、张裂及折断
碎裂岩体的松动解脱
碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在 洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。
碎裂岩体松动解脱及顶拱破裂
碎裂结构围岩塌方示意图
松软岩体
一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围