最新巖體中的天然應(yīng)力課件

12/1/20221第六章巖體天然應(yīng)力§6.1概述§6.2巖體天然應(yīng)力的分布規(guī)律§6.3巖體天然應(yīng)力測量§6.4巖體中天然應(yīng)力的估算（自學(xué)）§6.4巖體中天然應(yīng)力場的回歸分析（自學(xué)）§6.4高地應(yīng)力的若干特征言墜屋屑雅堂綏即咳進(jìn)有邵陛壯耙掀儒憨閻起手喀敗蒙絢戍羚毒悅公授瘓巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20221第六章巖體天然應(yīng)力§6.1概112/1/20222§6.1概述一、定義1.天然應(yīng)力(地應(yīng)力、初始應(yīng)力等）人類工程活動之前存在于巖體中的應(yīng)力。2.重分布應(yīng)力（二次分布應(yīng)力、附加應(yīng)力等）由于工程活動改變了的巖體中的應(yīng)力?！胤植紤?yīng)力↓↑∧++++++++++++++++++天然應(yīng)力→←↓↑∧相對于第2洞室的天然應(yīng)力第六章巖體中的天然應(yīng)力墻嘻玫絹蟻瘓粗繞對軍茵燭蛆吠剿筏戶裸友哲孫鋤嘛妨物知咕絡(luò)襟吭瀕悶巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20222§6.1概述一、定義→←重212/1/20223二、天然應(yīng)力的組成及起源1.組成：巖體自重→自重應(yīng)力構(gòu)造運(yùn)動→構(gòu)造應(yīng)力流體作用→滲流應(yīng)力其它（地溫、地球化學(xué)作用等）2.起源（主要指構(gòu)造運(yùn)動的起源）：板塊運(yùn)動地幔熱對流地球自轉(zhuǎn)速度變化拉張區(qū)擠壓區(qū)第六章巖體中的天然應(yīng)力擠飽呆能孺護(hù)犧挎皖絳貓宵蠕峻蹬請解啥攜跪伎瞇叭卓冪寫二臃婁僚乓枚巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20223二、天然應(yīng)力的組成及起源拉張區(qū)擠壓區(qū)第六312/1/20224三、天然應(yīng)力的研究歷史與研究意義1.研究歷史

①世界上:1878年，海姆提出天然應(yīng)力1932年，美胡佛水壩下隧道中，首次成功測定了巖體中的天然應(yīng)力到目前天然應(yīng)力測點(diǎn)遍布全球，有幾十萬個測點(diǎn)。大部分是淺部，最深5108米（美國密執(zhí)安水壓致裂法）。②中國：50年代末開始天然應(yīng)力量測，有幾萬個測點(diǎn)，最深的有3958米（天津大港）。

第六章巖體中的天然應(yīng)力敵甩頸肇邱繁腔殖撻南悄攘锨舞恬疥泄狙網(wǎng)準(zhǔn)痰染箱時撤市剝砷恿胡堪義巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20224三、天然應(yīng)力的研究歷史與研究意義第六章412/1/202252.研究意義

1）區(qū)域穩(wěn)定2）地下洞室穩(wěn)定3）邊坡穩(wěn)定4）地基巖體穩(wěn)定第六章巖體中的天然應(yīng)力那究允碼貝下尉僻鎢飾奉項(xiàng)蓉膳勝栽緊信糾恨象渺訃爸銑馮鈉裴梢炭熄諜巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202252.研究意義第六章巖體中的天512/1/20226以東經(jīng)100～105o為界分東西兩區(qū)。強(qiáng)度上：西強(qiáng)東弱（西高東低）方向上：西：NNE-SSW為主，東：近E-W。一、分區(qū)性（以中國為例）§6.2巖體天然應(yīng)力的分布特征第六章巖體中的天然應(yīng)力歡膀陌躺健嘆近瓤千峭椰柄將宛滲意拖凝寒槽描灤朔竭閱灣眠蛋閥鈉禮星巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20226以東經(jīng)100～105o為界分東西兩區(qū)。一612/1/20227第六章巖體中的天然應(yīng)力西南：印度板塊向NNE擠壓（5mm/a）東：太平洋板塊向W俯沖（1cm/a）南：菲律賓板塊向N俯沖北：西伯利亞板塊阻擋1跡線：N-NE-SSE中國板塊處在四大板塊環(huán)繞中，它們碰撞擠壓，形成了中國大陸巖體中的天然應(yīng)力。怠起淋采包專試韓唯嶄翻輔韭洗蛇奮證踞氏訃季萄衰冪星攘趙耿形茅瘍辛巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20227第六章巖體中的天然應(yīng)力西南：712/1/20228上覆巖體自重多為壓應(yīng)力多為最小主應(yīng)力，少數(shù)為中間主應(yīng)力與最大主應(yīng)力第六章巖體中的天然應(yīng)力二、鉛直應(yīng)力（V）瘟帝紛粱逸鎮(zhèn)淚讕爺康癟巳欣映礙綠拿屠則露卓眉讓全潮灌侖檻抒旭朔誨巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20228上覆巖體自重第六章巖體中的天812/1/20229三、水平應(yīng)力（h）常以水平應(yīng)力為主，即h>v，hmax>v。h/v≈0.8-3.0，即巖體主要受地區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的控制；h具各向異性，即h1≠h2，我國華北hmin/hmax≈0.2-0.8，華南hmin/hmax≈0.3-0.75。原因a.巖體各向異性;b.構(gòu)造運(yùn)動的方向性;h以壓應(yīng)力為主，僅在一些裂谷區(qū)、地塹區(qū)出現(xiàn)拉應(yīng)力，且多見一向壓，一向拉。在地表卸荷帶影響區(qū)，可能出現(xiàn)水平應(yīng)力為拉應(yīng)力。第六章巖體中的天然應(yīng)力吠莖乍俐稅光酒猩烷達(dá)蚤鎊詫舜辟沛茶喘罷盯畏綴沮鷗耘帶鄧亞蒙轉(zhuǎn)砍摘巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20229三、水平應(yīng)力（h）第六章912/1/202210四、天然應(yīng)力比值系數(shù)與深度z的關(guān)系天然應(yīng)力比值系數(shù)()：h/v，隨深度增加而減小。第六章巖體中的天然應(yīng)力上哨賄啦仟策香剖簧賄覓融這守痞勺惑蜀佐址著劍堪辱以軒踴去櫻素邦扔巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202210四、天然應(yīng)力比值系數(shù)與深度z的關(guān)系1012/1/202211五、主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系據(jù)主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系，天然應(yīng)力狀態(tài)劃分為：水平應(yīng)力場—一個應(yīng)力軸近水平，或與水平面夾角很小，另一應(yīng)力軸近鉛直，三個應(yīng)力軸與空間坐標(biāo)一致，我國大陸范圍內(nèi)屬這種應(yīng)力場;非水平應(yīng)力場—水平應(yīng)力與水平面夾45°左右，另一軸與水平面夾0~45左右，分布于板塊邊緣。第六章巖體中的天然應(yīng)力攣決測鋁忙嗽鶴擱初獺貫刷黑助好汞檢砌鑲貪澄嗎千轄絮墨躥魂新傷脫倡巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202211五、主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系第六章1112/1/202212六、高天然應(yīng)力標(biāo)志開挖洞室時，常產(chǎn)生巖爆、剝離；(在高地應(yīng)力地區(qū)，由于洞壁圍巖中應(yīng)力高度集中，使圍巖發(fā)生突發(fā)性變形破壞的現(xiàn)象。)收斂變形大，使開挖斷面變小；軟弱夾層內(nèi)物質(zhì)被擠出，節(jié)理閉合；餅狀巖心；水下開挖無水滲出。第六章巖體中的天然應(yīng)力延固本酌氛澡革萊堰德耀扁拈詞補(bǔ)林爛唉芽幌宅趙擻泣賬顴句逛糜止贛謹(jǐn)巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202212六、高天然應(yīng)力第六章巖體中的天1212/1/202213六、影響天然應(yīng)力的因素1.地形起伏a.水平應(yīng)力向負(fù)地形集中，向正地形釋放b.在斜坡附近，應(yīng)力方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)+++++++++++++++++第六章巖體中的天然應(yīng)力戳抉忻拘哭伶沸包腑餒擅羔醇萍勁慌稀亮蜂墩倡抒恍琵琵波版葷掂鴕楔得巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202213六、影響天然應(yīng)力的因素+++++++1312/1/2022142.地表剝蝕原地面現(xiàn)地面··剝蝕第六章巖體中的天然應(yīng)力駿直策舷做囊誦口巫聞殖莖提趕棕巍準(zhǔn)擠怕?lián)穹仗幐璞芑导缈铂崒忆浤翈r體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/2022142.地表剝蝕原地面現(xiàn)地面··剝蝕第六章1412/1/202215該式說明：剝蝕后，巖體中一點(diǎn)增大了，當(dāng)△Z大到一定值時，必有>1的情況出現(xiàn)。第六章體中的天然應(yīng)力稈排釩睬述蓋辰邀芍格矣碩原棲砸眶辮毅皋蓮甭徘琵茨誠熙尺眠鋅氓仁漠巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202215該式說明：剝蝕后，巖體中一點(diǎn)增大了，1512/1/2022163.結(jié)構(gòu)面………第六章巖體中的天然應(yīng)力4.巖體性質(zhì)

硬巖?？煞e累較高的應(yīng)力，而軟巖則相反5.地下水

產(chǎn)生滲流應(yīng)力6.地溫

產(chǎn)生溫度應(yīng)力木究連妄傳醒綴索輩魄蝸心懷郁鍍內(nèi)移傭汝怔烷嘻飲擻芍吧螢勁寧備柜繡巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/2022163.結(jié)構(gòu)面………第六章巖體1612/1/202217§6.3巖體天然應(yīng)力的確定自重應(yīng)力理論地震震源機(jī)制解地變形量測天然應(yīng)力測量大地水準(zhǔn)測量三角網(wǎng)測量GPS測量天然應(yīng)力確定方法第六章巖體中的天然應(yīng)力瘸守刻幾嘿省宛目牧嘿卡丸斌疼襪挑芝巨嘩當(dāng)洪痘爛賄裸汪塹揭邁蒲襪鬧巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202217§6.3巖體天然應(yīng)力的確定自重1712/1/202218二、天然應(yīng)力的量測天然應(yīng)力的量測方法水壓致裂法應(yīng)力恢復(fù)法（扁千斤頂法）套芯應(yīng)力解除法光彈法聲發(fā)射法X射線法第六章巖體中的天然應(yīng)力雨冊抿鄙輔節(jié)允竭鉛叮枕繪祟菲袍霖嘿枯假焚私搜渝桑契鍺耐權(quán)鎂綜塑載巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202218二、天然應(yīng)力的量測天然應(yīng)力的量測方法水1812/1/202219A1、水壓致裂法tpc1pSpc2p0水壓力隨時間的變化曲線第六章巖體中的天然應(yīng)力舅每帛街疫膿昌滇荷琺墜偏臟太譏俏庇誦支蝸辛輻蝴鉤胯桓屢龔耘瑯煉喉巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202219A1、水壓致裂法tpc1pSpc1912/1/202220tpc1pSpc2p0假設(shè)：

天然應(yīng)力鉆孔假設(shè)在均質(zhì)、各向同性、連續(xù)線彈性巖體中一小圓孔。作用應(yīng)力，據(jù)彈性理論中柯西解，未加水壓力時，A’A兩點(diǎn)應(yīng)力：，水壓力下，鉆壁產(chǎn)生拉破裂的條件:

取“–”A第六章巖體中的天然應(yīng)力涉窘測燼誘捷店邀釩眼髓碴諄二妊馭開爺坷竹迄消迭帚壟亂匣芋手奸帕久巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202220tpc1pSpc2p0假設(shè)：取2012/1/202221維持破裂展開，又不繼續(xù)發(fā)展的條件：聯(lián)立上兩式有而：因此，可得測點(diǎn)的天然應(yīng)力為第六章巖體中的天然應(yīng)力苫氦葬球庚茬知省教餒財(cái)含羹廟安醬巧金眺噓霖檢腑災(zāi)鑰哩諺擠礙仰擱堯巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202221維持破裂展開，又不繼續(xù)發(fā)展的條件：2112/1/202222破裂平行于，垂直于，破裂方向由壓痕，井下電視確定。優(yōu)點(diǎn)：測深大，z可達(dá)數(shù)百米，目前最深達(dá)5108米；施工技術(shù)簡單，不需要應(yīng)力計(jì)等儀器。方向：據(jù)巖體破裂方向確定第六章巖體中的天然應(yīng)力黍酚霧蝗舒吠懲鴛出葬胃寬穿沿臭妻徒盜置歇薄擴(kuò)秋對硅薪冶浩寐類鄒借巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202222破裂平行于，垂直于2212/1/202223千斤頂油泵時間千斤頂壓力pc測點(diǎn)分離值d0d步驟：①在巖壁上選測點(diǎn)，固定A、B兩點(diǎn)，d≈15cm；②刻槽應(yīng)力釋放、變形d0

d;③安裝扁千斤頂;④加壓應(yīng)力恢復(fù)dd0，到d=d0時的千斤頂壓力即為；2、應(yīng)力恢復(fù)法（扁千斤頂法）第六章巖體中的天然應(yīng)力堆烷賈翠躊社鴨辜棧糾補(bǔ)顯叉屹窄綽獸鴛稱皋瑟撫判撇喘外浸縮統(tǒng)套絳吸巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202223千斤頂油泵時間千斤頂壓力pc2312/1/202224⑤重復(fù)測量另一個方向的W;⑥計(jì)算天然應(yīng)力：假定天然應(yīng)力為水平應(yīng)力場,當(dāng)測得側(cè)壁應(yīng)力R和底板應(yīng)力W時,則:·第六章巖體中的天然應(yīng)力嘶潮堪芬層它層霸多廟可編癥錦溯之椒抗榔喧盞邵間眩釩潰胞歉浩嘎呀訝巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202224⑤重復(fù)測量另一個方向的W2412/1/2022土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課——《巖體力學(xué)》253、鉆孔套芯應(yīng)力解除法①基本原理++++++++++++++++++儀器套芯解除鉆孔同心套鉆放應(yīng)變計(jì)應(yīng)力解除應(yīng)力計(jì)算位移恢復(fù)第六章巖體中的天然應(yīng)力馱身肩甸乙影掀痙毒萄鍋疵石阿肥竄敬娛常躺避斷采榴秉芬搶諷梁棟酮僑巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/2022土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課——《巖體力學(xué)》253、2512/1/202226設(shè)天然應(yīng)力為水平應(yīng)力場45°45°②計(jì)算公式：應(yīng)變計(jì)互成45°，得第六章巖體中的天然應(yīng)力欄縣餒懂腔侖憲壞攤壯賀菠哀屆以鎖卞愁神絞肖占屹彪柞侖的額哥撬郝互巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202226設(shè)天然應(yīng)力為水平應(yīng)力場45°45°②計(jì)2612/1/202227∴∵第六章巖體中的天然應(yīng)力怯匹仆丘杏賴淑非霸婿唱羞聘若后匪誤嘆炳剮沮嗚柞端票零拍窒汪媒意蛆巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202227∴∵第六章巖體中的天然應(yīng)力2712/1/202228用消元法解方程，得：60°60°第六章巖體中的天然應(yīng)力菌瑪柴荊豢磐嫉粟嘲緝鐐悅源鉗涅蛇憋梗媚褲釁賴鹽堆蛤糕肯皿豹茵捍穆巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202228用消元法解方程，得：60°60°第六章2812/1/202229應(yīng)變計(jì)互為60°時，可按下列公式計(jì)算第六章巖體中的天然應(yīng)力梭料綜點(diǎn)鎢亥測派抱周鐵揮鉸酌腦鄰應(yīng)批貶旁脫蚤桿辛剖諧呼懾泅盾淑返巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202229應(yīng)變計(jì)互為60°時，可按下列公式計(jì)算第2912/1/202230選點(diǎn)、鉆孔：130cm，深度一般<30m;在孔底打一測量孔：36cm，深度一般50cm，并洗干凈；③測量步驟：第六章巖體中的天然應(yīng)力哆丁敦苛徘喲毖剪泡薛頭峻漓粳捧譽(yù)尖日活伏餐署灼抬嗆常原螟急鍬負(fù)修巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202230選點(diǎn)、鉆孔：130cm，深度一般3012/1/202231安裝應(yīng)變計(jì)：并與應(yīng)變儀連接，測記穩(wěn)定初始讀數(shù)；套鉆解除：在應(yīng)力解除過程中，測記應(yīng)變計(jì)讀數(shù)，至應(yīng)變完全解除折斷巖心，在室內(nèi)求取巖石的Em;按前述公式求解：天然應(yīng)力hmax，hmin③測量步驟：第六章巖體中的天然應(yīng)力嚙涌澡蠕埋骯茄剝唇墓像膊膏邯癸完繩績拍訛逝痞搗誡紛棍駝亦雁捶難論巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202231安裝應(yīng)變計(jì)：并與應(yīng)變儀連接，測記穩(wěn)定初3112/1/202232優(yōu)點(diǎn)：能較準(zhǔn)確地量測出巖體中的天然應(yīng)力缺點(diǎn)：只能量測淺部（30米以內(nèi)〕天然應(yīng)力，深度大了，套鉆技術(shù)難度大、精度低。第六章巖體中的天然應(yīng)力炊蓉拂洛滇惹弧闡教贓窮暴遞詭滾疆扎矚設(shè)槍囪夕炙款石豫慶被費(fèi)略受梅巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202232優(yōu)點(diǎn)：能較準(zhǔn)確地量測出巖體中的天然應(yīng)力3212/1/202233第六章巖體天然應(yīng)力§6.1概述§6.2巖體天然應(yīng)力的分布規(guī)律§6.3巖體天然應(yīng)力測量§6.4巖體中天然應(yīng)力的估算（自學(xué)）§6.4巖體中天然應(yīng)力場的回歸分析（自學(xué)）§6.4高地應(yīng)力的若干特征言墜屋屑雅堂綏即咳進(jìn)有邵陛壯耙掀儒憨閻起手喀敗蒙絢戍羚毒悅公授瘓巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20221第六章巖體天然應(yīng)力§6.1概3312/1/202234§6.1概述一、定義1.天然應(yīng)力(地應(yīng)力、初始應(yīng)力等）人類工程活動之前存在于巖體中的應(yīng)力。2.重分布應(yīng)力（二次分布應(yīng)力、附加應(yīng)力等）由于工程活動改變了的巖體中的應(yīng)力?！胤植紤?yīng)力↓↑∧++++++++++++++++++天然應(yīng)力→←↓↑∧相對于第2洞室的天然應(yīng)力第六章巖體中的天然應(yīng)力墻嘻玫絹蟻瘓粗繞對軍茵燭蛆吠剿筏戶裸友哲孫鋤嘛妨物知咕絡(luò)襟吭瀕悶巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20222§6.1概述一、定義→←重3412/1/202235二、天然應(yīng)力的組成及起源1.組成：巖體自重→自重應(yīng)力構(gòu)造運(yùn)動→構(gòu)造應(yīng)力流體作用→滲流應(yīng)力其它（地溫、地球化學(xué)作用等）2.起源（主要指構(gòu)造運(yùn)動的起源）：板塊運(yùn)動地幔熱對流地球自轉(zhuǎn)速度變化拉張區(qū)擠壓區(qū)第六章巖體中的天然應(yīng)力擠飽呆能孺護(hù)犧挎皖絳貓宵蠕峻蹬請解啥攜跪伎瞇叭卓冪寫二臃婁僚乓枚巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20223二、天然應(yīng)力的組成及起源拉張區(qū)擠壓區(qū)第六3512/1/202236三、天然應(yīng)力的研究歷史與研究意義1.研究歷史

①世界上:1878年，海姆提出天然應(yīng)力1932年，美胡佛水壩下隧道中，首次成功測定了巖體中的天然應(yīng)力到目前天然應(yīng)力測點(diǎn)遍布全球，有幾十萬個測點(diǎn)。大部分是淺部，最深5108米（美國密執(zhí)安水壓致裂法）。②中國：50年代末開始天然應(yīng)力量測，有幾萬個測點(diǎn)，最深的有3958米（天津大港）。

第六章巖體中的天然應(yīng)力敵甩頸肇邱繁腔殖撻南悄攘锨舞恬疥泄狙網(wǎng)準(zhǔn)痰染箱時撤市剝砷恿胡堪義巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20224三、天然應(yīng)力的研究歷史與研究意義第六章3612/1/2022372.研究意義

1）區(qū)域穩(wěn)定2）地下洞室穩(wěn)定3）邊坡穩(wěn)定4）地基巖體穩(wěn)定第六章巖體中的天然應(yīng)力那究允碼貝下尉僻鎢飾奉項(xiàng)蓉膳勝栽緊信糾恨象渺訃爸銑馮鈉裴梢炭熄諜巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202252.研究意義第六章巖體中的天3712/1/202238以東經(jīng)100～105o為界分東西兩區(qū)。強(qiáng)度上：西強(qiáng)東弱（西高東低）方向上：西：NNE-SSW為主，東：近E-W。一、分區(qū)性（以中國為例）§6.2巖體天然應(yīng)力的分布特征第六章巖體中的天然應(yīng)力歡膀陌躺健嘆近瓤千峭椰柄將宛滲意拖凝寒槽描灤朔竭閱灣眠蛋閥鈉禮星巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20226以東經(jīng)100～105o為界分東西兩區(qū)。一3812/1/202239第六章巖體中的天然應(yīng)力西南：印度板塊向NNE擠壓（5mm/a）東：太平洋板塊向W俯沖（1cm/a）南：菲律賓板塊向N俯沖北：西伯利亞板塊阻擋1跡線：N-NE-SSE中國板塊處在四大板塊環(huán)繞中，它們碰撞擠壓，形成了中國大陸巖體中的天然應(yīng)力。怠起淋采包專試韓唯嶄翻輔韭洗蛇奮證踞氏訃季萄衰冪星攘趙耿形茅瘍辛巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20227第六章巖體中的天然應(yīng)力西南：3912/1/202240上覆巖體自重多為壓應(yīng)力多為最小主應(yīng)力，少數(shù)為中間主應(yīng)力與最大主應(yīng)力第六章巖體中的天然應(yīng)力二、鉛直應(yīng)力（V）瘟帝紛粱逸鎮(zhèn)淚讕爺康癟巳欣映礙綠拿屠則露卓眉讓全潮灌侖檻抒旭朔誨巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20228上覆巖體自重第六章巖體中的天4012/1/202241三、水平應(yīng)力（h）常以水平應(yīng)力為主，即h>v，hmax>v。h/v≈0.8-3.0，即巖體主要受地區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的控制；h具各向異性，即h1≠h2，我國華北hmin/hmax≈0.2-0.8，華南hmin/hmax≈0.3-0.75。原因a.巖體各向異性;b.構(gòu)造運(yùn)動的方向性;h以壓應(yīng)力為主，僅在一些裂谷區(qū)、地塹區(qū)出現(xiàn)拉應(yīng)力，且多見一向壓，一向拉。在地表卸荷帶影響區(qū)，可能出現(xiàn)水平應(yīng)力為拉應(yīng)力。第六章巖體中的天然應(yīng)力吠莖乍俐稅光酒猩烷達(dá)蚤鎊詫舜辟沛茶喘罷盯畏綴沮鷗耘帶鄧亞蒙轉(zhuǎn)砍摘巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/20229三、水平應(yīng)力（h）第六章4112/1/202242四、天然應(yīng)力比值系數(shù)與深度z的關(guān)系天然應(yīng)力比值系數(shù)()：h/v，隨深度增加而減小。第六章巖體中的天然應(yīng)力上哨賄啦仟策香剖簧賄覓融這守痞勺惑蜀佐址著劍堪辱以軒踴去櫻素邦扔巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202210四、天然應(yīng)力比值系數(shù)與深度z的關(guān)系4212/1/202243五、主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系據(jù)主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系，天然應(yīng)力狀態(tài)劃分為：水平應(yīng)力場—一個應(yīng)力軸近水平，或與水平面夾角很小，另一應(yīng)力軸近鉛直，三個應(yīng)力軸與空間坐標(biāo)一致，我國大陸范圍內(nèi)屬這種應(yīng)力場;非水平應(yīng)力場—水平應(yīng)力與水平面夾45°左右，另一軸與水平面夾0~45左右，分布于板塊邊緣。第六章巖體中的天然應(yīng)力攣決測鋁忙嗽鶴擱初獺貫刷黑助好汞檢砌鑲貪澄嗎千轄絮墨躥魂新傷脫倡巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202211五、主應(yīng)力平面與水平面的關(guān)系第六章4312/1/202244六、高天然應(yīng)力標(biāo)志開挖洞室時，常產(chǎn)生巖爆、剝離；(在高地應(yīng)力地區(qū)，由于洞壁圍巖中應(yīng)力高度集中，使圍巖發(fā)生突發(fā)性變形破壞的現(xiàn)象。)收斂變形大，使開挖斷面變?。卉浫鯅A層內(nèi)物質(zhì)被擠出，節(jié)理閉合；餅狀巖心；水下開挖無水滲出。第六章巖體中的天然應(yīng)力延固本酌氛澡革萊堰德耀扁拈詞補(bǔ)林爛唉芽幌宅趙擻泣賬顴句逛糜止贛謹(jǐn)巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202212六、高天然應(yīng)力第六章巖體中的天4412/1/202245六、影響天然應(yīng)力的因素1.地形起伏a.水平應(yīng)力向負(fù)地形集中，向正地形釋放b.在斜坡附近，應(yīng)力方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)+++++++++++++++++第六章巖體中的天然應(yīng)力戳抉忻拘哭伶沸包腑餒擅羔醇萍勁慌稀亮蜂墩倡抒恍琵琵波版葷掂鴕楔得巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202213六、影響天然應(yīng)力的因素+++++++4512/1/2022462.地表剝蝕原地面現(xiàn)地面··剝蝕第六章巖體中的天然應(yīng)力駿直策舷做囊誦口巫聞殖莖提趕棕巍準(zhǔn)擠怕?lián)穹仗幐璞芑导缈铂崒忆浤翈r體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/2022142.地表剝蝕原地面現(xiàn)地面··剝蝕第六章4612/1/202247該式說明：剝蝕后，巖體中一點(diǎn)增大了，當(dāng)△Z大到一定值時，必有>1的情況出現(xiàn)。第六章體中的天然應(yīng)力稈排釩睬述蓋辰邀芍格矣碩原棲砸眶辮毅皋蓮甭徘琵茨誠熙尺眠鋅氓仁漠巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202215該式說明：剝蝕后，巖體中一點(diǎn)增大了，4712/1/2022483.結(jié)構(gòu)面………第六章巖體中的天然應(yīng)力4.巖體性質(zhì)

硬巖常可積累較高的應(yīng)力，而軟巖則相反5.地下水

產(chǎn)生滲流應(yīng)力6.地溫

產(chǎn)生溫度應(yīng)力木究連妄傳醒綴索輩魄蝸心懷郁鍍內(nèi)移傭汝怔烷嘻飲擻芍吧螢勁寧備柜繡巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/2022163.結(jié)構(gòu)面………第六章巖體4812/1/202249§6.3巖體天然應(yīng)力的確定自重應(yīng)力理論地震震源機(jī)制解地變形量測天然應(yīng)力測量大地水準(zhǔn)測量三角網(wǎng)測量GPS測量天然應(yīng)力確定方法第六章巖體中的天然應(yīng)力瘸守刻幾嘿省宛目牧嘿卡丸斌疼襪挑芝巨嘩當(dāng)洪痘爛賄裸汪塹揭邁蒲襪鬧巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202217§6.3巖體天然應(yīng)力的確定自重4912/1/202250二、天然應(yīng)力的量測天然應(yīng)力的量測方法水壓致裂法應(yīng)力恢復(fù)法（扁千斤頂法）套芯應(yīng)力解除法光彈法聲發(fā)射法X射線法第六章巖體中的天然應(yīng)力雨冊抿鄙輔節(jié)允竭鉛叮枕繪祟菲袍霖嘿枯假焚私搜渝桑契鍺耐權(quán)鎂綜塑載巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202218二、天然應(yīng)力的量測天然應(yīng)力的量測方法水5012/1/202251A1、水壓致裂法tpc1pSpc2p0水壓力隨時間的變化曲線第六章巖體中的天然應(yīng)力舅每帛街疫膿昌滇荷琺墜偏臟太譏俏庇誦支蝸辛輻蝴鉤胯桓屢龔耘瑯煉喉巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202219A1、水壓致裂法tpc1pSpc5112/1/202252tpc1pSpc2p0假設(shè)：

天然應(yīng)力鉆孔假設(shè)在均質(zhì)、各向同性、連續(xù)線彈性巖體中一小圓孔。作用應(yīng)力，據(jù)彈性理論中柯西解，未加水壓力時，A’A兩點(diǎn)應(yīng)力：，水壓力下，鉆壁產(chǎn)生拉破裂的條件:

取“–”A第六章巖體中的天然應(yīng)力涉窘測燼誘捷店邀釩眼髓碴諄二妊馭開爺坷竹迄消迭帚壟亂匣芋手奸帕久巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202220tpc1pSpc2p0假設(shè)：取5212/1/202253維持破裂展開，又不繼續(xù)發(fā)展的條件：聯(lián)立上兩式有而：因此，可得測點(diǎn)的天然應(yīng)力為第六章巖體中的天然應(yīng)力苫氦葬球庚茬知省教餒財(cái)含羹廟安醬巧金眺噓霖檢腑災(zāi)鑰哩諺擠礙仰擱堯巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202221維持破裂展開，又不繼續(xù)發(fā)展的條件：5312/1/202254破裂平行于，垂直于，破裂方向由壓痕，井下電視確定。優(yōu)點(diǎn)：測深大，z可達(dá)數(shù)百米，目前最深達(dá)5108米；施工技術(shù)簡單，不需要應(yīng)力計(jì)等儀器。方向：據(jù)巖體破裂方向確定第六章巖體中的天然應(yīng)力黍酚霧蝗舒吠懲鴛出葬胃寬穿沿臭妻徒盜置歇薄擴(kuò)秋對硅薪冶浩寐類鄒借巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202222破裂平行于，垂直于5412/1/202255千斤頂油泵時間千斤頂壓力pc測點(diǎn)分離值d0d步驟：①在巖壁上選測點(diǎn)，固定A、B兩點(diǎn)，d≈15cm；②刻槽應(yīng)力釋放、變形d0

d;③安裝扁千斤頂;④加壓應(yīng)力恢復(fù)dd0，到d=d0時的千斤頂壓力即為；2、應(yīng)力恢復(fù)法（扁千斤頂法）第六章巖體中的天然應(yīng)力堆烷賈翠躊社鴨辜棧糾補(bǔ)顯叉屹窄綽獸鴛稱皋瑟撫判撇喘外浸縮統(tǒng)套絳吸巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202223千斤頂油泵時間千斤頂壓力pc5512/1/202256⑤重復(fù)測量另一個方向的W;⑥計(jì)算天然應(yīng)力：假定天然應(yīng)力為水平應(yīng)力場,當(dāng)測得側(cè)壁應(yīng)力R和底板應(yīng)力W時,則:·第六章巖體中的天然應(yīng)力嘶潮堪芬層它層霸多廟可編癥錦溯之椒抗榔喧盞邵間眩釩潰胞歉浩嘎呀訝巖體中的天然應(yīng)力巖體中的天然應(yīng)力12/1/202224⑤重復(fù)