下面是小编精心推荐的《地下工程岩爆评估分析论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。隧道岩爆一旦发生，破坏力较大，可能伤及人员和设备。传统隧道岩爆分级：一是通过工程类比、经验判据;二是利用数值分析，主要有剪切抗压强度比法、应力比法、临界深度法等。文章旨在研究国内外22个项目104组岩爆分级数据，通过机器学习LGBM分类算法预测隧道岩爆分级。该分析方法可用在其他室内试验或监测检测领域，为工程决策提供依据。
地下工程岩爆评估分析论文 篇1：
雅鲁藏布江峡谷段盆因拉隧道岩爆预测
四川 成都 610031； 3中铁二十一局集团有限公司，甘肃 兰州 730015）
摘 要：盆因拉隧道地处雅鲁藏布江峡谷段高地应力地区。为了保证施工安全，采用水压致裂法在盆因拉隧道内进行了地应力测量。基于测试数据，通过线性回归方法分析了围岩应力场分布特征，采用Russenes判据和侯发亮临界埋深判据分析了隧道中发生岩爆的临界深度，并对不同埋深段的岩爆趋势进行了预测。结果表明：隧址区最大水平主应力为24.7～27.4 MPa，方位为近北东向35°，具有极高地应力水平，侧压系数平均值为1.7；隧道埋深在200 m以下发生岩爆的可能性较小，但局部会有弱岩爆发生，200～400 m埋深处有发生弱—中等岩爆的可能，大于400 m埋深处有发生强烈岩爆的可能；发生岩爆的理论临界深度为325 m，而实际发生岩爆的最小深度为300 m。因此，在施工过程中应采取合理的开挖方式及必要的工程应对措施降低岩爆灾害的影响。
关键词：岩爆预测；地应力；水压致裂法；Russenes 判据；临界埋深；盆因拉隧道；雅鲁藏布江
Rockburst Prediction of Penyinla Tunnel in Brahmaputra Valley Section
WANG Xihua1， ZHAO Zhiming2， YIN Jianxun3， HUANG Qin3
（1. School of Resources and Environment， Southwest Petroleum University， Chengdu 610500， Sichuan， China；
2. School of Geosciences and Environmental Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031，
Sichuan， China； 3. China Railway 21st Bureau Group Co.， Ltd.， Lanzhou 730015， Gansu， China）
Key words： rockburst prediction； ground stress； hydrofracturing method； Russenes criterion； critical depth； Penyinla tunnel； Brahmaputra
0 引 言
岩爆，也称冲击地压，是埋藏深度较大以及在地应力较高状况下的地下工程在开挖过程中或者在开挖之后，储存于围岩体中的弹性应变能突然释放并且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛射现象的一种动力失稳现象，也是一种经常遇到的地质灾害，尤其是在坚硬的脆性岩层中，其发生的几率更大。因此，岩爆往往直接造成开挖工作面的严重破坏、设备的损坏、施工人员的伤亡，并影响施工进度，已成为岩石工程和岩石力学领域中的难题之一。
L为斜井和横洞的长度；箭头为掘进方向图1 盆因拉隧道位置（单位：m）
Fig.1 Location of Penyinla Tunnel （Unit：m）
雅鲁藏布江峡谷段在建的盆因拉隧道2#横洞在施工初期多次发生岩爆。为了保证施工安全，采用水压致裂法进行现场地应力测试，采用Russenes判据对不同埋深处发生岩爆的可能性进行预测，最后对隧道岩爆临界埋深进行分析，为后续隧道的开挖提供理论依据。
1 工程概况
盆因拉隧道进口位于泽朗曲右岸冲洪积台地，出口位于雅鲁藏布江左岸至宗嘎村后的山坡处。隧道最大埋深1 080 m，全长10 410 m。盆因拉隧道共设1个斜井，3个横洞，其中2#横洞全长1 335 m，与隧道正洞夹角82°，最大埋深为965 m，洞径为7 m（图1）。2#横洞按无轨运输设计，采用双车道内轮廓，其净空尺寸为7 m（宽）×6 m（高）。隧道围岩主要为燕山期黑云母花岗岩和闪长岩，以青灰色、浅灰色为主，局部呈灰绿色或灰黑色，中粗粒结构，块状或碎块状构造，矿物主要成分为角闪石、石英、长石、黑云母等，岩石普遍具有蚀变特征，岩体致密、坚硬，局部夹石英岩脉，节理、裂隙较发育，岩体较完整，以Ⅱ、Ⅲ级围岩为主。盆因拉隧道局部构造岩为断层角砾，断层破碎带主要由碎裂岩、断层角砾组成，局部夹少量断层泥砾。
2 地应力测试
2.1 水压致裂法测试原理
水压致裂法测试地应力的原理是利用一对可以膨胀的橡胶封隔器，在预定的测试深度封隔一段钻孔，然后泵入液体对该段钻孔进行施压，再根据压裂过程曲线的压力特征值计算地应力。
2.2 测试孔概况
为了研究盆因拉隧道和横洞在施工开挖过程中发生岩爆的原因，并为后续隧道和横洞开挖提供岩爆防护措施以及提供隧道岩爆治理的技术参数，地应力测试工作在盆因拉隧道2#横洞地应力钻孔内进行。钻孔部位山顶的高程约4 340 m，孔口高程约3 790 m，测孔部位埋深约550 m，孔深30 m，钻孔内岩芯为闪长岩，全孔岩芯较完整，局部略显破碎。
2.3 测试结果分析
2.3.1 应力量值与地应力方位
水压致裂法地应力测试结果见表1，其中σH为最大水平主应力，σh为最小水平主应力，σz为测点上覆岩石的自重应力，λ为最大水平主应力方向的侧压系数（σH/σz）。测试时的水位在孔口，孔口上覆岩体深度按550 m计算，岩石重度取270 kN·m-3。现场地应力测试共成功获得3个测试段压裂资料和相应的围岩压裂印模资料。从图2可以看出，测试曲线形态符合水压致裂法测试的一般规律，各压力特征值比较明显。
表1 水压致裂法地应力测试结果
Tab.1 Results of Ground Stress Measured by Hydrafracturing Method
序号孔深/mσH/MPaσh/MPaσz/MPaλσH方位
121.9327.415.415.41.7
225.1824.914.715.51.6
327.1324.714.615.61.8北东向35°
图2 水压致裂法压力记录曲线
Fig.2 Recording Curves of Pressure by Hydrafracturing Method
根据地应力测试结果得出，σH为247～27.4 MPa，平均为256 MPa；σh为14.6～15.4 MPa，平均为149 MPa；σz平均为155 MPa。测试部位最大水平主应力方向为近北东向35°，按照峡谷区地应力重分布的一般规律，岩体内重分布应力的最大主应力为近南北向或北北东向，二者所得出的结论接近（表1中去除了3倍隧道直径应力释放区的数据），即以北北东向的挤压为主。
2.3.2 侧压系数
测试点最大水平主应力方向的侧压系数为16～18，平均为17。与地应力分布一般规律相比较，测试孔部位水平主应力偏大；结合测试孔所在部位地形地貌和地质构造情况，隧址区地应力受地质构造和河谷地形造成的应力集中影响。
2.3.3 地应力量值与深度的关系
地应力量值的大小往往直接影响地下工程的稳定性；因此，为了探讨地应力随深度变化的关系，便于为盆因拉隧道和横洞后续的施工作参考，将测试范围内σH、σh与σz进行比较。地应力量值拟合公式为
σH=1.7γH
σh=1.0γH（1）
式中： H为岩石埋深；γ为岩石重度，取值为27 kN·m-3。
3 隧道内地应力评估
通过地应力实地测试及结果分析，对2#横洞测孔部位围岩地应力状况有了一定认识。盆因拉隧道和2#横洞全长将近12 km，最大埋深处约1 080 m，远远大于测试深度；因此，采用埋深与地应力的拟合关系分析和推测盆因拉隧道和2#横洞围岩地应力情况。
测试孔部位隧道埋深约550 m，围岩为完整闪长岩，测试部位σH为256 MPa，σh为149 MPa，σz为155 MPa。取闪长岩单轴饱和抗压强度Rb为80 MPa，则Rb/σmax=3.9<4，其中σmax为隧道横断面内的最大初始应力，2#横洞隧道轴线为北西向10°，最大水平主应力方向为北东向35°，最大水平主应力和2#横洞隧道轴线夹角为45°。依据文献，岩体应力量级为极高应力水平。
4 2#横洞岩爆预测
在岩爆的预测研究中，国内外学者根据经验制定了许多岩爆的判据准则。笔者应用Russeness判据 对2#横洞在不同埋深处是否发生岩爆进行预测，同时应用侯发亮临界埋深判据预测发生岩爆的最小埋深，为后续隧道开挖提供理论依据。
4.1 Russeness判据
挪威学者Russeness应用有限元和Kirsch方程计算洞壁最大切向应力σθmax，用σθmax/Rb值来预测岩爆和判定岩爆等级。其判别标准[1112]为
σθmax/Rb<0.20无岩爆
0.20≤σθmax/Rb<0.30弱岩爆
0.30≤σθmax/Rb<0.55中岩爆
σθmax/Rb≥0.55强岩爆（2）
4.1.1 隧道开挖洞壁切向应力计算
图3 隧道开挖数值模拟模型
Fig.3 Numerical Simulation Model in Tunnel Excavation
采用数值模拟方法计算隧道开挖洞壁切向应力值σθ，数值模拟模型见图3。根据现场地应力测量数据，将σH施加在水平方向，并在模型上部加载上覆岩体σz；σz主要根据隧道埋深确定，模型底部垂向位移约束。
4.1.2 Russeness判据预测结果
根据Russeness判据对盆因拉深埋隧道进行岩爆预测。预测结果见表2。
表2 不同埋深Russeness判据岩爆预测结果
Tab.2 Predicion Results of Rockbursts with Different Depths by Russeness Criterion
埋深/mσH/MPaσθmax/MPaRusseness判据岩爆级别
<200σH<7.08σθmax<18.18σθmax/Rb<0.22无—弱岩爆
200～4007.08<σH<14.1611.68<σθmax<35.260.14<σθmax/Rb<0.42弱—中等岩爆
400～60014.16<σH<21.2417.87<σθmax<52.340.21<σθmax/Rb<0.63弱—强岩爆
600～80021.24<σH<28.3224.06<σθmax<69.420.29<σθmax/Rb<0.83弱—强岩爆
4.2 侯发亮临界埋深判据
侯发亮等在1989年首先提出了侯发亮临界埋深判据，认为岩爆虽多发生在水平构造应力较大的区域，但如果洞室埋深较大，即使没有构造应力，但由于上覆岩体效应的存在，洞室也可能发生岩爆。根据弹性力学求解，推导出仅考虑上覆岩体自重情况下岩爆发生的临界深度Hcr计算公式
Hcr=0.318Rb（1-μ）（3-4μ）γ（3）
式中：μ为岩石泊松比。
根据式（3）以及盆因拉隧道岩石物理力学参数，计算得出盆因拉隧道发生岩爆的理论临界深度为325 m，而实际上2#横洞发生岩爆的最小埋深是300 m（表3）。因此，应密切观察施工过程中出现的异常现象。
表3 侯发亮临界埋深判据计算结果
Tab.3 Results of HOU Faliang Critical Depth Criterion
岩性Rb/MPaμγ/（kN·cm-3）Hcr/m实际发生岩爆的最小深度/m
闪长岩800.1227.3325300
4.3 2#横洞岩爆预测
对于2#横洞中闪长岩地段，隧道埋深小于200 m一般不会产生岩爆，局部可能会产生弱岩爆；埋深在200～400 m之间往往是发生岩爆的临界深度，一般会出现弱—中等岩爆；埋深在400～800 m范围时，一般会以中—强岩爆为主。
5 结 语
（1）雅鲁藏布江峡谷段盆因拉隧道洞身段属于极高地应力区，最大水平主应力为24.7～27.4 MPa，最小水平主应力为146～154 MPa。
（2）最大水平主应力方位总体为近北东向35°，测压系数平均值为1.7，测试区地应力场主要受峡谷区地应力重分布及区域地质构造影响。
（3）地应力量值与深度拟合得到具有一定实践价值的拟合公式，可用来估算围岩应力场，但应注意考虑区域差异性造成的影响。
（4）根据Russeness判据预测分析，该区埋深在200 m以下发生岩爆的可能性较小，局部会有弱岩爆发生；200～400 m埋深为岩爆发生的临界深度范围，主要发生弱—中等岩爆；埋深大于400 m会有强烈的岩爆发生。
（5）根据侯发亮临界埋深判据得到的临界深度为325 m，而实际发生岩爆的最小深度为300 m，相对于理论值偏小，因此更应时刻注意岩爆危害。
（6）盆因拉隧道2#横洞处于极高地应力区，横洞围岩在开挖过程中发生岩爆的可能性比较大，同时影响岩爆发生的因素众多。岩爆发生具有很强的随机性，施工中应提高警惕，对于岩体完整、干燥地段应加强监测，采取必要、合适的工程措施以降低岩爆危害。
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作者：王喜华 赵志明 尹建勋 黄秦
地下工程岩爆评估分析论文 篇2：
机器学习LGBM算法预测隧道岩爆分级
隧道岩爆一旦发生，破坏力较大，可能伤及人员和设备。传统隧道岩爆分级：一是通过工程类比、经验判据;二是利用数值分析，主要有剪切抗压强度比法、应力比法、临界深度法等。文章旨在研究国内外22个项目104组岩爆分级数据，通过机器学习LGBM分类算法预测隧道岩爆分级。该分析方法可用在其他室内试验或监测检测领域，为工程决策提供依据。
隧道; 岩爆分级; 机器学习; LGBM算法
U456.3+3B
[定稿日期]2021-06-22
[作者简介]刘永红（1979～），男，硕士，高级工程师，从事岩土工程设计与施工工作。
隧道岩爆是隧道掌子面或洞壁在高地應力条件下出现岩块爆裂、剥落、弹（抛）射、气浪、发声甚至产生震动的现象，它是由于原先岩体在三向应力状态所积蓄的应变能在开挖暴露形成临空面后，使围岩失稳，突然瞬间转换为冲击动能的地质灾害，破坏力较大，可能伤及人员和设备[1]。
2009年11月28日四川凉山州冕宁锦屏水电站发生岩爆坍塌事故，造成多人死亡，数亿元人民币的经济损失[2];2014年3月9日，云南贡山县独龙江公路隧道内发生因岩爆造成的岩石结构坍塌风险事故，3名施工管理人员不幸被坠落的岩石砸中遇难[3];2015年5月31日，巴基斯坦NJ水电站引水隧洞发生岩爆，造成TBM严重损坏、3人死亡17人受伤[2].随着埋深的增加和应力水平的增高，地下工程岩爆呈频发趋势[3]。
传统隧道岩爆分级：一种方法是通过经验判据、工程类比;二是利用数值分析，主要有剪切抗压强度比法、应力比法、临界深度法等。随着数据挖掘技术和深度学习技术的不断发展，全面考虑多个影响因素的非线性岩爆预测方法取得了良好的预测效果，是一种值得研究、推广的方法[4]。
本文通过研究天生桥二级水电站、龙羊峡水电站、李家峡水电站、挪威Sewage隧道、意大利Raibl铅硫化锌矿、秦岭隧道、江边水电站、金川二矿、马路坪矿、北洺河铁矿、锦屏二级电站、苍岭隧道、二郎山隧道等22个工程，共104组岩爆分级数据，通过机器学习LGBM分类算法预测隧道岩爆分级。
1 数据描述
本次所采用的数据主要由4个参数组成每组数据，分别为：X1隧道岩石最大切向应力与岩石单轴抗压强度之比σθ/σc;X2岩石单轴抗压强度与单轴抗拉强度之比σc/σt;X3弹性能量指数Wet;X4爆烈分级。岩爆可分为4个等级，轻微岩爆（Ⅰ级）、中等岩爆（Ⅱ级）、强烈岩爆（Ⅲ级）和极强岩爆（Ⅳ级）。
岩爆的发生是多因素导致的，但是从根本上来讲，岩体的内部因素与外部条件决定了岩爆的发生。其中，内部因素是指岩体本身的岩石力学性质，包括岩体自身的脆性、岩石的抗压强度和储存弹性能等因素;外部条件是指岩体工程的整体地质环境以及环境的变化，如工程围岩的地应力水平和工程开挖方法等因素（表1、表2）。
从表2检测结果整体描述可以看出该数据集无缺失值以及各数据的分布范围。
2 特征重要性分析
2.1 特性向量相关性
在统计分析中，会用到相关系数进行表达，常用的相关系数有3种：Pearson相关系数、Spearman相关系数和Kendall相关系数。其中，Pearson相关系数是英国统计学家皮尔逊于20世纪提出的一种计算直线相关的方法，按照线性代数学水平理解，可以看做是两组数据的向量夹角的余弦，计算如式（1）所示。
ρx，y=cov（X，Y）σxσy=EX-μxY-μyσxσy
=E（XY）-E（X）E（Y）EX2-E2（X）EY2-E2（Y）（1）
r通常表示样本相关系数，希腊字母ρ用于表示总体参数。相关系数的取值范围为（-1，1），相关系数的正负号表示相关的方向，相关系数的含义理解如下：
（1）正值表示正相关，负值表示负相关，绝对值表示相关的程度。
（2）越接近1，表明两个变量相程度越高。
（3）r=1为完全正相关，r=-1为完全负相关，r越接近0，表明两个变量相关程度越低，r=0为零相关。
经计算分析，与隧道岩爆分级相关因素之间的相关性如图1所示。
根据图1可以看出，X1与X3呈正相关;X2与X3呈负相关。假定岩石单轴抗压强度为定值，围岩最大切向应力越大，X1越大，即X3弹性能量指数越大;单轴抗拉强度越小，X2越大，X3弹性能量指数越小。这些规律与岩爆多发生在高地应力区硬质岩中的常识是一致的。
2.2 特征重要性排行
为进一步分析各因素对的影响程度，对各特征向量的重要性进行排行，如图2所示。
根据图2，可以看出对于岩爆分级的影响X1>X3>X2，硬质岩在高赋能下，开挖出现临空面，在剪应力（切向应力）作用下，极易发生岩爆。
3 LGBM回归分析
3.1 LGBM计算原理
LGBM在原理上与GBDT及XGBoost类似，都是利用损失函数的负梯度作为当前决策树的残差逼近来拟合新的决策树。LGBM采用histogram算法，Histogram算法的基本思路是先把连续的浮点特征值离散化成k个整数，同时构造一个宽度为k的Histogram。在遍历数据的时候，根据离散化后的值作为索引在Histogram中累积统计量，当遍历一次数据后，Histogram累积了需要的统计量，然后根据Histogram的离散值，遍历寻找最优的分割点[7]。
假设训练集中有n个实例x1，…，xn。每次梯度迭时，模型分析数据研究变量的损失函数的负梯度发展方向可表示为g1，…，gn，决策树通过一个最优分割点（最大信息系统增益点）将数据分到各个不同节点[6]、[8]。GBDT通过分割后的方差来度量信息增益，例如O表示一个固定节点的训练集，d表示特征j的分割，定义为：
Vj|O（d）=1nO∑xi∈O：xij≤dgi2njl|O（d）+∑xi∈O：xij>dgi2njr|O（d）（2）
式中：nO=∑Ixi∈O，njlo=∑Ixi∈O：xi≥d，njr|O=∑Ixi∈O：xi>d
遍历每个特征的每个分裂点，找到dj=argmaxdVj（d），并计算得到最大的信息系统增益Vj（dj），然后，将数据可以根据不同特征j的分裂点dj将进行数据分到左右子节点[5]。
3.2 LGBM训练分类
本文分析使用Python语言，安装LGBM库，在Jupyter Notebook中加载数据进行分析[10]。
图3中，y轴1～4分别对应岩爆分级Ⅰ～Ⅳ，y轴分别为精确率（Precision）、召回率（Recall）、F1分数、每行标签出现的次数（support）。由于训练数据相对较少，模型整体得分71.5。
在分类模型混淆矩阵中T、F、P、N的含义：T真，F假，P阳性，N阴性。其两两组合后，TP：预测为1，实际为1，预测正确;FP：预测为1，实际为0，预测错误;FN：预测为0，实际为1，预测错误;TN：预测为0，实际为0，预测正确[9]。
精確率（Precision）=TPTP+FP（3）
召回率（Recall）=TPTP+FN（4）
精确率和召回率以称为查准率和查全率，通常情况下，根据他们发展之间的平衡点，定义进行一个新的指标：F1分数。F1评分兼顾了精确率和召回率，让两者同时达到最高水平，取得平衡。
F1=21Precision+1Recall（5）
3.3 模型测试
随机选择10行数据进程测试，用机器学习训练好的模型进行预测，结果见表3。
4 结论
（1）岩石切向应力与蓄能指数正相关，在工程中通过超前钻孔注水，提前释放岩石中蓄积的能量，可以有效降低岩爆发生的风险。
（2）单轴抗拉强度与蓄能指数负相关，也就是说硬岩抗拉强度越小，岩爆的风险越大。
（3）数据集样本数量偏少，在实践中需要继续搜集相关数据，以提高预测的准确度。
（4）本文的分析方法可用在其他室内试验或监测检测领域，为决策提供依据。
参考文献
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作者：刘永红 屈希峰
地下工程岩爆评估分析论文 篇3：
隧道围岩稳定性影响因素
摘要：在隧道工程中，搞清楚围岩的分级以后，我们还必须要清楚影响围岩稳定性的各方面因素。针对不同因素采取不同的措施，就可以预防一些病害，提高隧道工程的安全性和耐久性。
关键字：稳定性影响因素；影响；措施
1、地质因素
1.1 初始应力
初始应力是指在岩体工程开挖之前，在岩体中就赋予着的天然应力。它是天然存在于岩体中的应力，不因施工而产生。
岩体的初始应力状态通常可以分为两类：第一类因素有重力、温度、岩体的物理力学性质、岩体的构造、地形等经常性的因素；第二类因素有地壳运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性的或局部性的因素。因此产生初始应力的原因主要有岩体及其周围介质自重应力和构造应力两种。
下面研究一下，初始应力对工程的影响。
·对隧道围岩稳定性的影响。
它与初始应力的侧压力系数λ值有关，λ=水平应力，垂直应力，对围岩稳定性影响主要有一下几种形式：
1）λ很小时，以垂直应力为主，对其断面结构分析，洞顶和地面将产生拉应力，侧墙产生压应力。在岩石强度较大的洞顶上可能发生坍塌，因此要注意支护。
2）随着λ的增大，洞顶和地面拉应力的范围将缩小，但侧墙仍处于较高压应力。因此，要注意侧墙的稳定性，对于强度较高的围岩，可认为稳定，对于强度较低的围岩，要注意其可能产生剪切破坏而坍塌。所以，此时更要注意对侧墙的监测。
3）当λ接近或大于1时，围岩压力区域在隧道顶部区域集中，在侧墙围岩部分产生拉应力。此时，及时围岩的强度很高，也会破坏，因此要及时施作支护体系。
·岩爆
岩爆是深埋地下工程在施工过程中常见的动力破坏现象，当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，破坏了岩体结构的平衡，多余的能量导致岩石爆裂，使岩石碎片从岩体中剥离、崩出。
岩爆产生的必要条件：
1）初始地应力较大；2）岩体为坚硬的岩体；3）岩体的弹性应变能突然释放
岩爆的预防及处理：
对于高地应力地区，并且是坚硬岩，就要采取一些预防措施，把发生岩爆的可能性降到最低。具体措施如下：
1）在施工以前，要查阅相关地址资料，建立数学模型，运用三维有限元、反演分析等方法，对隧道不同开挖做出评估。对易发生岩爆地段要积极采取支挡措施，并在开挖方法上做出优化调整。
2）在施工过程中，加强超前地质探测，预报岩爆发生的可能性及地应力的大小。
3）打设超前钻孔转移隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力。
4）在施工中要采取监测工作，指导隧道施工。
5）施工开挖阶段，采用“短进尺、多循环”的方针，同时利用光面爆破技术，严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。
6）加强施工支护工作，以预防岩爆。
7）对易发生岩爆的地段，可采取在岩壁切槽的方法来释放应力，以降低岩爆的强度。
8）在岩爆地段施工对人员和设备进行必要的防护，以保证施工安全。
1.2 岩体结构
这里主要是指结构面对岩体的分割效应。结构面是指岩体内鸡精开裂或容易开裂的地质界面。被结构面切割成的岩块为结构体，它是岩体的结构单元或结构要素。不同类型的岩体结构单元在岩体内的组合、排列形式称为岩体结构。
岩体结构的工程影响：
软弱结构面是影响隧道围岩稳定性的关键因素。它对岩体性质的影响大于岩石材料的影响。岩体的强度是不同结合程度的多块体的残余强度。此外，岩体的变形决定于组成岩体的单元活动性。软弱结构面本身强度低、在一定作用下，变形大。结构面中的充填物往往含有较多的泥质物质，遇水后其强度会进一步降低。软弱结构面一般会把岩体切割成大小不等的块体，这会大大降低围岩的强度。因此，对隧道围岩稳定性起控制作用的结构面一般是那些软弱结构面。
1.3 岩性
围岩按岩性可以分为坚硬围岩、软弱围岩、松散围岩和膨胀围岩四类。
主要指岩石的单轴饱和抗压强度和极限抗压强度。岩石强度越高，隧道越稳定。
膨胀围岩对隧道工程施工的影响简述：
1）围岩开裂或坍塌；2）已开挖坑道下沉；3）隧道地面隆起；4）衬砌变形和破坏；5）已开挖断面减小
施工要点：
1）加强对围岩压力及流变和量测
2）选择合理的施工方法
由于围岩具有膨胀性，开挖宜采用台阶法或分部开挖法，注意短进尺，开挖以后应及时进行支护。包括锚喷支护及格栅钢架，并及早施作仰拱密闭成环。若膨胀应力较大，则要进行超前支护，如型钢钢架，搭设打入小导管，施作管棚等。为了增强支护体系的抗弯抗剪强度，可以再喷射混凝土前搭设钢筋网，或加入钢纤维进行喷射混凝土。另外，为了减小开挖对围岩的扰动，要尽量不采用爆破，改用掘进机、风镐、液压镐等机具进行开挖。
整个施工过程，应注意要尽快进行支护措施，防止围岩产生较大变形。
另外，采用先强后巩的方法时，也可以先施作临时仰拱，待围岩变形基本稳定后在开挖下部台阶。
开挖后，掌子面可以预留核心土，用以抵抗膨胀压力。
3）加强支护
开挖时应实时注意支护体系的施工，尽快施作而且要使其紧紧贴合围岩，并保证施工质量。
加密支撑的间距，采用钢支持或木支撑，并使其紧密与围岩接触。当拱圈施作以后，应及时在拱脚加横撑，以用来抵抗横向膨胀的压力。
1.4 地下水
地下水对围岩稳定性的影响大致有四种形式：
1.4.1 地下水压力作用在围岩上，增加围岩压力；
1.4.2 地下水的冲刷一侵蚀作用；
1.4.3 地下水对围岩的软化作用；
1.4.4 地下水位的变化对围岩稳定性的影响；
2、非地质因素
设计上，隧道的跨度越大，围岩稳定性越差；开挖形状不同，围岩稳定性也各异；采用的施工方法不同，围岩的稳定性也不同；以及人为因素，包括开挖方法、支护方法、支护时间的影响。
3、总述：
影响隧道围岩稳定性的因素方方面面，根据不同的条件需要相应的措施。在设计上要引起重视，施工上要采取正确措施，以保证工程的安全经济及运营阶段的可靠性。
作者：王思琦