巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)

-.z第三講

巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)一、

容提要：

本講主要講述巖體初始應(yīng)力的根本概念、量測(cè)方法及巖體初始應(yīng)力狀態(tài)的分布規(guī)律；

二、

重點(diǎn)、難點(diǎn)：

巖體初始應(yīng)力場(chǎng)及其計(jì)算；巖體初始應(yīng)力的影響因素；巖體初始應(yīng)力的分布規(guī)律；對(duì)于巖體初始應(yīng)力水壓致裂法及應(yīng)力解除法的根本原理作一般了解；

三、

容講解：一、巖體初始應(yīng)力的根本概念

(一)初始應(yīng)力狀態(tài)的概念與意義

所謂巖體的初始應(yīng)力，是指在天然狀態(tài)下存在于巖體部的應(yīng)力。在地質(zhì)學(xué)中，通常又稱它為地應(yīng)力。

巖體的初始應(yīng)力主要是由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引起的。顯然，巖體的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力是與巖體的特性(例如巖體中的裂隙發(fā)育密度與方向，巖體的彈性、塑性、粘性等)有密切關(guān)系，也與正在發(fā)生過程中的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及與歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象(例如斷層、褶皺等)有密切關(guān)系。因此，巖體中每一單元的初始應(yīng)力狀態(tài)都是隨該單元的位置不同而有所變化。此外，影響巖體初始應(yīng)力狀態(tài)的因素還有地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等，但這些因素所產(chǎn)生的地應(yīng)力，大都是次要的，只是在特定的情況下才需考慮。因此，對(duì)于巖石工程來說，主要應(yīng)考慮自重應(yīng)力和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力。

【例題1】以下各項(xiàng)有關(guān)巖體初始應(yīng)力的表達(dá)，正確的選項(xiàng)為〔〕。

A.

巖體的初始應(yīng)力是由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的；

B.

地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等因素不會(huì)產(chǎn)生地應(yīng)力；

C.

巖體中每一單元的初始應(yīng)力狀態(tài)與該單元的位置無關(guān)；

D.

對(duì)于巖石工程而言，主要應(yīng)考慮自重和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力；

答案:D

【例題2】巖體的的初始應(yīng)力主要由以下哪些因素引起〔〕。

A.

地震力

B.熱應(yīng)力

C.地形

D.構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

答案:D

地面和地下工程的穩(wěn)定狀態(tài)與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。巖體在開挖以后，改變了巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，使巖體應(yīng)力重新分布，有可能使得巖體中*些部位形成應(yīng)力集中，從而引起巖體的變形或破壞。對(duì)于地下洞室工程來講，我們把與洞室本身穩(wěn)定性密切相關(guān)的巖體稱為圍巖。洞室的開挖引起圍巖的應(yīng)力變化，這將影響洞室本身的穩(wěn)定狀態(tài)。而且為了維持圍巖的穩(wěn)定，巖體工程能正常運(yùn)營(yíng)，必須進(jìn)展人工支護(hù)。合理地設(shè)計(jì)支護(hù)構(gòu)造，確定經(jīng)濟(jì)合理的襯砌尺寸，都與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)嚴(yán)密相關(guān)。所以，研究巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，就是為了正確地確定開挖巖體過程中的巖體部應(yīng)力變化，合理地設(shè)計(jì)巖體工程的加固措施。

(二)巖體初始應(yīng)力場(chǎng)及其計(jì)算

1.巖體自重應(yīng)力場(chǎng)

巖體自重應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算，大都是建立在假定巖體為均勻連續(xù)介質(zhì)根底之上的。因此，可以應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的原理來計(jì)算巖體的自重應(yīng)力場(chǎng)。設(shè)巖體為半無限體，地面為水平面，距地表深度為H處，有一單元體，其上作用的應(yīng)力

【例題3】*場(chǎng)地土層自地表以下20m深度圍均為粉質(zhì)粘土，地下水位在地表以下10m處，水位以上土的天然重度＝18.6KN/m3，飽和重度為20.1KN/m3，試確定：1、地表以下10m處土的自重應(yīng)力值為〔〕。A.186kpa

B.201kpa

C.86kpa

D.101kpa

答案：A2、地表以下15m處土的有效自重應(yīng)力值為〔〕。A.279kpa

B.302kpa

C.129kpa

D.237kpa

答案：D【例題4】在地下*深度處，巖體自重應(yīng)力場(chǎng)中，垂直應(yīng)力為2000kpa，水平應(yīng)力為500kpa，則該深度處的側(cè)壓力系數(shù)為(

)。A.1

B.0.75

C.0.5

D.0.25

答案：D假設(shè)巖體由多層不同重力密度的巖層所組成(圖15-3-2)。每層巖層的厚度依次為hl，h2，…，hi…，hn，各層的重力密度依次分別為y1，y2，…，yi…，yn，則巖體的自重初始應(yīng)力為:

國(guó)外有資料說明，工程的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)結(jié)果中，側(cè)壓力系數(shù)并不符合海姆假說。這種情況往往與地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力有密切關(guān)系。如果巖體由松散的碎石、砂及卵石組成，可以近似地認(rèn)為巖體是理想松散介質(zhì)，可由松散介質(zhì)極限平衡條件來建立垂直應(yīng)力與側(cè)向應(yīng)力的關(guān)系：【例題6】對(duì)于理想的松散巖體，其側(cè)壓力系數(shù)的大小只與巖體的〔〕有關(guān)。A.泊松比

B.粘聚力

C.摩擦角

D.重力密度

答案：C【例題7】對(duì)于理想的松散巖體，其側(cè)壓力系數(shù)的大小為〔〕。A.1

B.0.5

C.0.33

D.0.25

答案：C實(shí)際破碎巖體一般不能視為理想松散介質(zhì)，而把它看作為具有一定粘聚力的松散介質(zhì)。

2.巖體的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)

地殼的各種地質(zhì)構(gòu)造是在大圍的巨大的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下發(fā)生和形成的。在各個(gè)不同的地質(zhì)年代里，都有不同的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程一般需要很長(zhǎng)時(shí)間。在同一個(gè)地區(qū)，一個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)完畢之后，或者就在這個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生的過程中，又有新的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生，就會(huì)形成新的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與老構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的疊加，形成復(fù)雜的復(fù)合構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)。各種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造就是在長(zhǎng)期的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下形成的。

由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖體經(jīng)受了相當(dāng)大的外力作用，形成了各種地質(zhì)構(gòu)造，例如向斜、背斜和各種褶皺，以及產(chǎn)生斷裂而形成各種節(jié)理及斷層等。在地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下，使巖體產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，因而使巖體中儲(chǔ)存著彈性能，巖體的塑性變形使局部能量轉(zhuǎn)化為熱能與位能，或者由于巖體的流變特性，使得構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)中的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力得以局部釋放。因此，在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，巖體中儲(chǔ)存的能量是通過彈性變形才能到達(dá)的，巖體的彈性變形越大，則巖體儲(chǔ)藏的能量就越多。當(dāng)巖體中的應(yīng)力到達(dá)強(qiáng)度極限，巖體產(chǎn)生破壞。除巖體中保存一局部剩余變形外，其儲(chǔ)存的能量將局部或全部釋放，構(gòu)造應(yīng)力也就局部或全部消失。假設(shè)巖體中的應(yīng)力尚未到達(dá)強(qiáng)度極限，但由于巖體的流變特性，也會(huì)使構(gòu)造應(yīng)力局部消失。因此，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力，但巖體中儲(chǔ)存的構(gòu)造應(yīng)力不可能無限地積累起來，視所處地區(qū)不同或地質(zhì)條件不同，巖體的構(gòu)造應(yīng)力可能全部或局部釋放，成為剩余應(yīng)力。

【例題9】在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程中，巖體當(dāng)中的儲(chǔ)存的能量是通過哪種方式形成的〔〕。

A.彈性變形

B.塑性變形

C.流動(dòng)變形

D.剩余變形

答案：A

【例題10】巖體當(dāng)中的剩余應(yīng)力屬于〔〕。

A.自重應(yīng)力

B.構(gòu)造應(yīng)力

C.地震力

D.熱應(yīng)力

答案：B

因此，巖體構(gòu)造應(yīng)力可以分為現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力及地質(zhì)構(gòu)造剩余應(yīng)力。由于地殼是處于不斷運(yùn)動(dòng)之中，僅僅是存在相對(duì)活潑期或靜止期，所以，要在巖體中區(qū)分哪些是現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力和剩余應(yīng)力，就目前的認(rèn)識(shí)水平而言，實(shí)際上是不可能的。

目前，巖體的構(gòu)造應(yīng)力尚無法用數(shù)學(xué)力學(xué)的方法進(jìn)展分析計(jì)算，而只能采用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力量測(cè)的方法來求得。但是，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的方向可以根據(jù)地質(zhì)力學(xué)的方法加以判斷。因?yàn)楦鞣N形態(tài)不同的地質(zhì)構(gòu)造是各地質(zhì)歷史時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。地質(zhì)構(gòu)造的遺跡，例如斷層、褶曲等保存在巖體中，它的走向與形成時(shí)的應(yīng)力有一定的關(guān)系。根據(jù)各種地質(zhì)構(gòu)造的分布和組成規(guī)律，分析歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，特別是近期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，確定最新構(gòu)造體系，進(jìn)展地質(zhì)力學(xué)分析，就可以根據(jù)構(gòu)造線確定構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的主軸方向。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和巖石強(qiáng)度理論，一般認(rèn)為自

3．巖體初始應(yīng)力的影響因素1)地形地形的起伏影響巖體的自重應(yīng)力。但這種地形的影響只是在地表下一定深度圍較明顯。如圖15-3-6所示。山谷的谷底的應(yīng)力由于凹口的應(yīng)力集中而很大。在均質(zhì)巖層中(圖15-3-6(a))，凹口的應(yīng)力集中現(xiàn)象還比擬規(guī)則，而在非均質(zhì)巖層中，巖體中的應(yīng)力變化還會(huì)隨巖性的變化而變得更復(fù)雜(圖15-3-6(b))。圖15-3-7顯示了地形對(duì)巖體初始應(yīng)力影響的另一特征。即在水平地表附近的地應(yīng)力，其主應(yīng)力幾乎與地面線平行，第一主應(yīng)力為沿地面方向，與第二、三主應(yīng)力有較大差異；在深處，則呈靜水壓力狀態(tài)見圖(15-3-7(a))。而斜坡的垂直方向上應(yīng)力則幾乎等于零。在斜坡上的局部上凸部位，其應(yīng)力急驟減小，而在斜坡下凹地方則應(yīng)力增大。在山谷的尖槽底下，則現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力會(huì)很大，接近或到達(dá)巖石強(qiáng)度。見圖15-3-7(b)【例題12】由于地形的起伏影響巖體的自重應(yīng)力，在山谷的以下各個(gè)部位，地應(yīng)力最大的是〔〕。A.谷底

B.斜坡

C.山頂

D.斜坡上凸處

答案：A2)地質(zhì)條件對(duì)自重應(yīng)力的影響地質(zhì)構(gòu)造對(duì)自重應(yīng)力也有影響。圖15-3-8所示為背斜褶曲的影響，在褶曲兩翼顯示出應(yīng)力增大，而在褶曲中部則應(yīng)力降低。也可以推測(cè)，在向斜的兩翼會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力降低、而在向斜核部顯示出應(yīng)力增大的現(xiàn)象?！纠}13】在背斜褶曲中，初始應(yīng)力最大的部位是〔〕。A.翼的端部

B.翼的中部

C.褶曲中部

D.褶曲部位

答案：B【例題14】在向斜褶曲中，初始應(yīng)力最大的部位是〔〕。

A.翼的端部

B.翼的中部

C.褶曲中部

D.褶曲部位

答案：C

圖15-3-9所示為斷層對(duì)自重應(yīng)力的影響。由于斷層兩側(cè)的巖塊形成了應(yīng)力傳遞，使上大下小的楔體A產(chǎn)生了卸荷作用，致使地應(yīng)力降低；而下大上小的楔體B產(chǎn)生了加荷作用，致使應(yīng)力升高。同時(shí)也產(chǎn)生了山峰處地應(yīng)力低、溝谷處地應(yīng)力高的現(xiàn)象。3)水壓力和熱應(yīng)力存在于巖體裂隙或孔隙中的水，靜止時(shí)呈現(xiàn)靜水壓力，流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。在通常情況下，靜水壓力只是起到減輕巖體質(zhì)量的浮力作用，浮力的大小等于水的密度與所考慮點(diǎn)的水頭高度的乘積。巖體中地下水位的升降，可引起巖體重量的減少或增加，因此，靜水壓力要視具體情況具體分析其產(chǎn)生的作用。動(dòng)水壓力是指地下水在水頭差的作用下，沿巖體的裂隙或孔隙流動(dòng)時(shí)，給予周圍巖塊外表的動(dòng)水摩擦力和動(dòng)水流向應(yīng)力。這種力對(duì)巖體工程的影響較小，一般可不予考慮?！纠}15】對(duì)于巖體工程而言，應(yīng)考慮的水壓力為〔〕。A.靜水壓力

B.動(dòng)水壓力

C.靜水壓力和動(dòng)水壓力

答案：A巖體受局部加溫或冷卻會(huì)產(chǎn)生膨脹或收縮，這樣，會(huì)在巖體部產(chǎn)生熱應(yīng)力。例如，無論是大塊侵入巖體還是侵入巖流或小型巖脈，巖漿融流都會(huì)使周圍巖體受熱膨脹，周圍巖體限制受熱巖體的膨脹，從而在巖體中增加了熱應(yīng)力；當(dāng)冷卻時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生收縮，這樣，會(huì)在巖體部造成一些成巖裂隙(例如玄武巖的柱狀節(jié)理)，并在巖石本身及周圍巖體中保存局部剩余熱應(yīng)力。此外，隨著巖體的埋深增加，地溫也會(huì)逐漸上升，地溫升高也會(huì)使巖體部地應(yīng)力增加，一般地溫梯度=3℃／l00m，巖體的體膨脹系數(shù)約為10-5，一般彈性模量E=104MPa，所以，地溫梯度引起的溫度應(yīng)力約為式中，H為研究點(diǎn)深度(m)。巖體的地溫應(yīng)力是壓縮應(yīng)力，并隨深度增加。在深度一樣的情況下，約為垂直重力應(yīng)力的1／9左右，并且呈靜水壓力狀態(tài)

【例題16】巖體的地溫應(yīng)力是壓縮應(yīng)力，隨深度的變化規(guī)律為〔〕。A.增加

B.減小

C.不變

D.以上三種均可產(chǎn)生答案：A

二、巖體初始應(yīng)力量測(cè)方法簡(jiǎn)介

(一)巖體應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方法概述

巖體應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的目的是在于了解巖體中存在的應(yīng)力大小和方向，從而為分析巖體工程的受力狀態(tài)以及為支護(hù)及巖體加固提供依據(jù)。巖體應(yīng)力量測(cè)還可以是預(yù)報(bào)巖體失穩(wěn)破壞以及預(yù)報(bào)巖爆的有力工具。巖體應(yīng)力量測(cè)可以分為巖體初始應(yīng)力量測(cè)和地下工程應(yīng)力分布量測(cè)。前者是為了測(cè)定巖體初始地應(yīng)力場(chǎng)，后者則為測(cè)定巖體開挖后引起的應(yīng)力重分布狀況。從巖體應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的技術(shù)來講，這二者并無原則區(qū)別，只是要求前者的測(cè)點(diǎn)，布置在未受開挖而產(chǎn)生影響的巖體。

巖體應(yīng)力量測(cè)可以在鉆孔中、露頭上和地下洞室的巖壁上進(jìn)展，也可以在地下工程中根據(jù)兩點(diǎn)間的位移來進(jìn)展反算而求得。通常應(yīng)用較多的三種方法是應(yīng)力解除法、應(yīng)力恢復(fù)法和水壓致裂法。每種方法都有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。因?yàn)閹r體應(yīng)力存在于巖體中，是一種巖體部的受力，并在受力過程中產(chǎn)生變形，這種變形大局部是可恢復(fù)的彈性變形，但也有局部是不可恢復(fù)的變形。所以，每一種應(yīng)力量測(cè)技術(shù)都要擾動(dòng)巖石，以便產(chǎn)生能夠進(jìn)展現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的“量〞(大局部是測(cè)量位移值或應(yīng)變值)，然后根據(jù)一定的理論模式進(jìn)展分析計(jì)算。為了量測(cè)巖體中*個(gè)位置的應(yīng)力，就必須使用鉆具鉆孔或開挖，以便到達(dá)該測(cè)量點(diǎn)，這必然會(huì)擾動(dòng)巖體。因此，對(duì)*個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)展位移量測(cè)，并根據(jù)*種理論模式進(jìn)展計(jì)算以后，還必須根據(jù)開挖或鉆進(jìn)的方法和尺度，進(jìn)展修正。如果說，*種應(yīng)力量測(cè)方法的準(zhǔn)確度能控制誤差在0.4MPa以，其結(jié)果通常被認(rèn)為是令人滿意的。

【例題17】通常應(yīng)用較多的巖體初始應(yīng)力量測(cè)方法當(dāng)中不包括〔〕。

A.應(yīng)力解除法

B.應(yīng)力恢復(fù)法

C.水壓致裂法

D.點(diǎn)載荷試驗(yàn)法

答案：D

【例題19】對(duì)于巖體的初始應(yīng)力進(jìn)展量測(cè)時(shí)，不能采取的方法是〔〕。

A.在鉆孔中進(jìn)展

B.在露頭上進(jìn)展

C.模擬真實(shí)環(huán)境進(jìn)展

D.在地下洞室的巖壁上進(jìn)展

答案：C

【例題20】在對(duì)巖體初始應(yīng)力進(jìn)展量測(cè)時(shí)，所測(cè)量的成果為〔〕。

A.位移值

B.應(yīng)力值

C.重度值

D.厚度值

答案：A

目前已經(jīng)形成了許多地應(yīng)力測(cè)量方法，這些方法在有關(guān)的文獻(xiàn)中已做了詳細(xì)的介紹，概括起來如表15-3-1。

(二)水壓致裂法

1．方法原理及技術(shù)

水壓致裂法的根本點(diǎn)是通過液壓泵向鉆孔擬定測(cè)量深度處加液壓。將孔壁壓裂，測(cè)定壓裂過程中的各特征點(diǎn)壓力及開裂方位，然后根據(jù)測(cè)得的壓裂過程中泵壓表頭讀數(shù)，計(jì)算測(cè)點(diǎn)附近巖體中地應(yīng)力大小和方向。壓裂點(diǎn)上、下用止水封隔器密封，其構(gòu)造如圖15-3-10所示。水壓致裂過程中泵壓變化及其特征壓力示于圖15-3-11。各特征壓力的物理意義注釋如下：

P0—巖體孔隙水壓或地下水壓力；

Pb—注入鉆孔液體壓力將孔壁壓裂的初始?jí)毫褖毫Γ?/p>

PS—液體進(jìn)入巖體連續(xù)地將巖體劈裂的液體壓力，稱為穩(wěn)

定開裂壓力；

Ps0—關(guān)泵后壓力表上保持的壓力，稱為關(guān)閉壓力。如果圍巖

滲透性大，該壓力將逐漸衰減。

Pb0—停泵后重新開泵將裂縫重新開的壓力，稱為開啟壓力。

2．根本理論和計(jì)算公式

3．根據(jù)水壓致裂法試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算地應(yīng)力

水壓致裂法的缺點(diǎn)是地主應(yīng)力方向難以確定。在式(15-3-23)的根底上，可以通過分析的方法來初步解決。

4．水壓致裂法的特點(diǎn)

1)設(shè)備簡(jiǎn)單。只需用普通鉆探打孔，用雙止水裝置密封，用液壓泵通過壓裂裝置壓裂巖體，不需要復(fù)雜的電磁測(cè)量設(shè)備。

2)操作方便。只通過液壓泵向鉆孔注液壓裂巖體，觀測(cè)壓裂過程中泵壓、液量即可。

3)測(cè)值直觀。它可根據(jù)壓裂時(shí)泵壓(初始開裂泵壓、穩(wěn)定開裂泵壓、關(guān)閉壓力、開啟壓力)計(jì)算出地應(yīng)力值，不需要復(fù)雜的換算及輔助測(cè)試，同時(shí)還可求得巖體抗拉強(qiáng)度。

4)測(cè)值代表性大。所測(cè)得的地應(yīng)力值及巖體抗拉強(qiáng)度是代表較大圍的平均值，有較好的代表性。

5)適應(yīng)性強(qiáng)。這一方法不需要電磁測(cè)量元件，不怕潮濕，可在干孔及孔中有水條件下作試驗(yàn)，不怕電磁干擾，不怕震動(dòng)。

因此，這一方法越來越受到重視和推廣。但它存在一個(gè)較大的缺陷，即主應(yīng)力方向定不準(zhǔn)。

【例題21】用水壓致裂法量測(cè)巖體初始應(yīng)力時(shí)存在著一個(gè)較大的缺陷是〔〕。

A.主應(yīng)力方向定不準(zhǔn)

B.設(shè)備簡(jiǎn)單便操作性較差

C.試驗(yàn)時(shí)怕電磁干擾，怕震動(dòng)

D.測(cè)量時(shí)較復(fù)雜

答案：A

(三)應(yīng)力解除法

應(yīng)力解除法是巖體應(yīng)力量測(cè)中應(yīng)用較廣的方法。它的根本原理是：當(dāng)需要測(cè)定巖體中*點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，人為地將該處的巖體單元與周圍巖體別離，此時(shí)，巖體單元上所受的應(yīng)力將被解除。同時(shí)，該單元體的幾何尺寸也將產(chǎn)生彈性恢復(fù)。應(yīng)用一定的儀器，測(cè)定這種彈性恢復(fù)的應(yīng)變值或變形值，并且認(rèn)為巖體是連續(xù)、均質(zhì)和各向同性的彈性體，于是就可以借助彈性理論的解答來計(jì)算巖體單元所受的應(yīng)力狀態(tài)。

應(yīng)力解除法的具體方法很多，按測(cè)試深度可以分為外表應(yīng)力解除、淺孔應(yīng)力解除及深孔應(yīng)力解除。按測(cè)試變形或應(yīng)變的方法不同，又可以分為孔徑變形測(cè)試，孔壁應(yīng)變測(cè)試及鉆孔應(yīng)力解除法等。有關(guān)這三種測(cè)試方法請(qǐng)參見“工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)〞中巖體應(yīng)力測(cè)試章節(jié)在此不作介紹。

【例題22】采用孔壁應(yīng)變測(cè)試方法測(cè)試孔壁應(yīng)變時(shí)，該種方法屬于〔〕。

A.應(yīng)力解除法

B.應(yīng)力恢復(fù)法

C.水壓致裂法

答案：A三、巖體初始應(yīng)力狀態(tài)的主要分布規(guī)律(一)垂直應(yīng)力隨深度的變化

巖體天然應(yīng)力的垂直分量，一般認(rèn)為等于該點(diǎn)的上覆巖層的質(zhì)量。但從國(guó)實(shí)測(cè)資料(工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB50216—94)條文說明)看，有人總結(jié)了世界圍的資料(25～2700m圍)后得出，隨深度H的增大呈線性關(guān)系增加(圖15-3-13)，大概相當(dāng)于按平均密度為2.7g／cm3計(jì)算出來的重力?！纠}23】垂直應(yīng)力隨深度的變化規(guī)律為〔〕。A.隨深度H的增大呈線性關(guān)系增加

B.隨深度H的增大呈線性關(guān)系減小C.與深度H的變化無關(guān)

答案：A(二)水平應(yīng)力隨深度的變化