金屬-氧化物-半導體積體電路

[拼音]：dixia dongshi weiyan wending

[英文]：surrounding rock stability of tunnel and underground chamber

地下洞室周圍巖體，由於洞室開挖而發生變形或塌落等破壞的可能性和巖體自身抵抗這種破壞，維持穩定的能力。地下洞室的開挖，破壞了原始應力平衡條件，引起周圍巖體應力的重分佈，並在洞室周邊出現應力集中現象。此時，如洞壁各點的應力場未超過能導致巖體破壞的臨界值，則圍巖是穩定的，否則將出現鬆弛變形甚至塌落破壞等現象，並從洞壁開始，逐漸沿半徑方向向巖體內部發展。為了防止圍巖的鬆弛變形和破壞，需要及時進行支護。作用在支護上的壓力稱山岩壓力或圍巖壓力。

地下洞室圍巖穩定性破壞的形式主要有四種。

（1）塑性擠出或鼓脹：這種破壞形式都發生在粘土巖、泥灰岩、板岩、千枚巖等塑性巖體。

（2）流動：多發生在鬆散岩土體，包括斷層破碎帶，特別是地下水滲出的地段。

（3）塌落：常發生在低強度岩石或被幾組結構面切割成不利楔體的地段。

（4）巖爆和片狀剝落：多發生在高應力區的巖體中。

影響穩定的地質因素

影響圍巖穩定的工程地質因素主要是巖性、地質構造和巖體結構、地下水、地應力。此外，還與地下洞室的跨度和暴露時間的長短等因素有關。

巖性

一般新鮮完整的堅硬岩石，其穩定性較好;反之，穩定性差。如鬆散、軟弱和破碎巖體，包括各種型別的第四紀堆積層和粘土巖、頁岩、泥灰岩、板岩、千枚巖等軟弱岩石，某些膨脹性岩石，風化帶和大的構造破碎帶等，一般容易發生變形、塌落和泥石流等失穩現象。

地質構造和巖體結構

構造斷裂破壞了巖體的完整性，降低了巖體的結構強度；結構面的不利組合形成不穩定結構體；岩層產狀的不對稱和構造殘餘應力的存在影響圍巖的應力條件；構造斷裂和節理裂隙的存在影響巖體內的地下水活動和外水壓力條件。因此，在隧洞選線或地下洞室選址時，就應考慮避開大的斷層破碎帶;無法繞避時，應儘量使洞線或地下洞室的長軸方向與斷層或區域構造線方向呈較大的交角，以減輕地質構造對地下洞室圍巖穩定的不利影響。

地下水

地下水活動可能導致某些巖體的結構強度降低，有些岩石吸水後，還會產生大的膨脹應力，造成縮徑和圍巖穩定性的破壞；鬆散岩石、斷層破碎帶和岩溶洞隙中的充填物有時會隨著地下水形成泥石流大量湧入洞室，威脅施工安全。

地應力

產生地應力的條件有：深埋隧洞；新構造運動強烈地區，巖體中存在高的殘餘構造應力；地殼急劇上升地區，岸邊巖體由於河谷劇烈下切，可以產生高的重分佈應力；相互毗鄰洞室之間的巖柱由於應力集中形成區域性高應力區，從而導致圍巖的區域性破壞。

評價方法和圍巖分類

圍巖穩定性評價有多種方法。對均質巖體一般可按照彈性或彈塑性理論公式計算出圍巖的重分佈應力，然後將計算所得的圍巖應力值與巖體的強度對比，分別求得其抗壓、抗拉和抗剪安全係數。或按圍巖的基本力學模型，用有限元法、邊界元法計算圍巖的應力重分佈情況、位移的大小，分析剪下破壞塑性區和受拉區的範圍、大小和分佈圖形以及圍巖安全度等。對受結構面切割的楔形體的區域性穩定問題，通常按剛性體極限平衡理論分析計算楔形體的穩定安全係數，這種方法也叫結構面分析法。對鬆散、軟弱或破碎巖體，一般按Μ.Μ.普羅託季亞科諾夫的自然平衡拱理論公式或K.泰爾扎吉計算岩石荷載方法評價圍巖穩定性。近一二十年來，在圍巖穩定性評價方面，廣泛採用圍巖分類法。蘇聯的普氏分類和美國泰爾扎吉的分類，都以砂模型試驗為根據，以散體理論為基礎建立，並認為巖體給支護以荷載。隨著巖體工程的發展，人們逐漸認識到巖體有一定的自穩能力。如1973年南非Z.T.賓尼奧斯基提出巖體力學分類（簡寫作RMR），1974年挪威N.巴頓提出隧洞巖體質量指數(用Q 表示)等。由於這些分類法將地質條件和施工與支護方法緊密結合，所以得到廣泛應用。在中國一些大型工程也都根據類似的原則，結合工程自身的特點提出適合本工程的圍巖分類方法。

對壓力隧洞還需要研究巖體的整體穩定性。除考慮圍巖的彈性抗力外，圍巖的整體穩定性一般應同時滿足下列三個條件：

（1）隧洞通過的山體不存在不利的分離體或滑裂面，不會因隧洞滲水而產生滑動破壞。

（2）上覆岩層的自重壓力要等於或大於壓力隧洞的內水壓力。

（3）圍巖厚度應大於3倍洞徑，當然還應結合圍巖的結構和強度，以及所承受的荷載大小等情況作具體分析。

參考書目

E.霍克、E.T.布朗著，連志升等譯:《岩石地下工程》，冶金工業出版社，北京，1986。(E.Hock and E.T.Brown， UndergroundExcavationin Rock. lnstitution of Mining and Metallurgy，London，1980.)