地下发掘和结构

岩石力学研究

年轻的岩石力学领域开始,早在1970年代,发展合理的基础设计项目在岩石;土壤中大部分已经为项目开发的领域土力学。最初,纪律刺激了拱坝等复杂的项目和地下洞室,然后越来越与类似的问题与隧道,岩石山坡上,和建立基础。在治疗缺陷的岩体工程材料,科学的岩石力学利用许多技术,如理论分析、实验室测试、现场实地测试,仪器在建设和运营监控性能。从岩石力学本身就是一门学科,只有最常见的实地测试下面简要介绍给一些角色设计的概念,尤其是rock-chamber项目。

地应力,可以选择室取向的一个重要因素,形状,和支持设计,通常是在探索性的雪堆。两种方法很常见,尽管每个仍处于发展阶段。一个是一个”套取岩心”方法(在瑞典和南非)开发的用于范围约100英尺的漂移和雇用一个圆柱形称为工具钻孔应变计。一个小洞钻到岩石和变形度仪插入。直径变化的井眼变形度仪测量并记录的地应力是松了一口气,套取岩心(切割圆形小洞周围的核心)与一个6英寸。测量在几个深度至少在三个土样在不同方向提供现有地应力计算所需的数据。当测量所需的只是表面的漂移,所谓的法国扁千斤顶是首选的方法。在这方面,槽切割表面,其关闭测量地应力是松了一口气的插槽。接下来,一个平坦的液压千斤顶是插在岩石。杰克的压力需要恢复关闭槽(切割前的条件)被认为是等于原始地应力。因为这些方法需要长期漂移或轴接触的面积测量,开发正在进行中(尤其是在美国)深度的范围扩展到几千英尺。这样将帮助比较地应力备选地点希望避免与高地应力地区,已被证明是非常麻烦的过去几室的项目。

抗剪强度联合、故障或其他岩石强度评价的缺陷是一个控制因素岩体的抗滑动沿着缺陷。虽然在实验室部分可测,最好在田间调查的工作地点直接剪切试验。尽管这个测试长期以来一直用于土壤和软岩,其适应硬摇滚很大程度上是由于工作表现在葡萄牙。滑动剪切强度是重要的所有问题;明天一点大坝,在科罗拉多州,例如,一个大型岩楔之间的两个缺点开始进入地下厂房和被大肌腱固定在一个稳定的排水隧道+支撑行动提供的混凝土结构,支持发电机机械。的变形模量(即岩石的刚度)是重要的问题涉及运动压力和岩石和结构之间共享负载,在隧道衬砌、嵌入式溶洞、大坝或重型建筑的基础。最简单的现场试验plate-jacking方法,岩石在测试漂移由液压千斤顶加载作用于一盘直径两到三英尺。较大的地区可以通过径向加载测试的内部表面测试隧道或加压membrane-lined室。

在岩石力学分析方法有助于评价openings-as在应力条件丘吉尔瀑布——识别,然后正确的张力和应力集中区域。相关工作与岩石块模型有助于了解岩体的破坏机理,显著的工作在奥地利、南斯拉夫、和美国。

室开挖和支持

开挖岩石室通常开始于一个水平隧道顶部的区域被发掘和发展措施。岩石由钻探和爆破挖掘,同时进行几个标题。这个过程可能会给方式,然而,随着摩尔的能力获得经济上切割坚硬的岩石和岩石看到或其他设备开发平方的圆形表面通常减少鼹鼠。高地应力可以是一个真正的问题(内引起室壁运动),除非由仔细的部分序列挖掘设计逐渐减轻。

许多早期的地下水泥与混凝土拱形屋顶,经常为主要设计荷载,在一些意大利的项目在软弱岩石或爆炸的伤害是相当大的,在苏格兰的一些项目。自1960以来,然而,大多数只能依赖于岩石螺栓的支持(有时补充喷射混凝土)。这样一个光支持已广泛成功可以归因于谨慎调查导致位置与强烈的摇滚,就业的技术来缓解高地应力和控制爆破保护岩石强度。

Sound-wall爆破

Sound-wall爆破是一种技术,主要发达国家在瑞典,保存完成岩石表面状态完好的精心设计费用以适应岩体爆破的条件。在地下工作,瑞典的做法往往效果显著的像是石头雕塑的优秀的形成和保存岩石表面经常在储蓄大于允许省略混凝土衬砌工程爆破的额外成本。在瑞典的成功部分是由于普遍强劲的摇滚,乡村,它是由于更精力充沛的研究和发展项目开发(1)爆破设计的理论方法+场爆炸测试来确定相关的岩石性质,(2)不同岩石条件下专用炸药,和(3)机构的培训专业爆破工程师领域应用这些程序建设。

在美国,sound-wall爆破只享有成功的地下漠不关心。爆破行业不愿意改变习惯经验方法,缺乏专门的爆破工程师在瑞典实践训练导致回归更昂贵的采矿技术初步试点负担缓解压力,其次是爆破先后薄石板向自由的飞行员了。

从地表开挖、sound-wall爆破的要求很大程度上已达到的技术预裂,在美国在1950年代末。基本上,该技术包括创建一个连续裂纹(或预裂)在完成所需的开挖线由最初发射线密集,负载轻的孔钻。接下来,内部岩体是由传统的钻孔和爆破的意思。如果一个高水平地应力存在,重要的是,它首先是松了一口气(由一个初始预裂线切适度的距离);否则,预裂裂缝不太可能发生在所需的方向。斯托克顿大坝,在密苏里州,说明了预裂的好处。这里,垂直在白云岩110英尺成功预裂和及时注浆;这允许一个重大减少面临的混凝土厚度,造成约250万美元的净储蓄。