第6章原巖應(yīng)力基礎(chǔ)知識(shí)zhang

第六章原巖應(yīng)力基礎(chǔ)

§1

第一節(jié)（一）原巖應(yīng)力的基本定原巖應(yīng)力(初始/地應(yīng)力/virginstress):地殼巖體內(nèi)某一點(diǎn)當(dāng)前的 第一節(jié)應(yīng)力重分次生應(yīng)力(誘發(fā)/二次應(yīng)力/inducedstress)：受 第一節(jié)（二）原巖應(yīng)力 工程中的地 工程穩(wěn)定性分析確定開(kāi)挖方案與支護(hù)設(shè)計(jì)的必要參數(shù)

地應(yīng)力狀態(tài)對(duì)預(yù)報(bào)、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料、巖爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球動(dòng)力第一節(jié)主要§2原巖應(yīng)力的主要

自重應(yīng)力場(chǎng)體應(yīng)場(chǎng)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)第一節(jié)ZZ ZA A：：Z—總深度泊松側(cè)壓力： 泊松？？第一節(jié) 1 1xyE1Exyzyyz hv1 1

0λ＜1垂直應(yīng)力第一節(jié)態(tài)（即初始地應(yīng)力狀態(tài)下巖體處于彈性狀態(tài)，開(kāi)挖卸荷后立即進(jìn)入塑性狀態(tài)）。此時(shí)μ=0.5,λ=1,因此金尼克公式和海姆公式第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)構(gòu)造應(yīng)力總趨勢(shì)是巨大的壓應(yīng)力，局部地段由于褶皺產(chǎn)生拉應(yīng)應(yīng)力松弛/多次構(gòu)造運(yùn) 實(shí)測(cè)確第一節(jié)巖漿侵入（局部應(yīng)力地溫梯度（局部應(yīng)力一般地溫梯度α=3℃/100m，巖體的體膨脹系β=10-5/℃， zE0.03105104zMPa0.003zMPa z0.027zMPa溫度應(yīng)力是同深度的垂直應(yīng)力的1/第二節(jié)原巖應(yīng)力場(chǎng)的一般規(guī)§1原巖應(yīng)力的實(shí)地測(cè)量是獲得原巖應(yīng)力數(shù)據(jù)最可靠的方 1953年瑞典人N.Hast，發(fā)明了向。第二節(jié)原巖應(yīng)力場(chǎng)的一般規(guī)§2原巖應(yīng)力的實(shí)測(cè)結(jié)果實(shí)測(cè)垂在深度為25-2700m 0.027zMPa1000.31000.3h,av 15000.ZZ水平面是一個(gè)主平通常有兩個(gè)主應(yīng)力位于水平面內(nèi)或接近水平面構(gòu)造 要作用在相對(duì)淺部第二節(jié)原巖應(yīng)力場(chǎng)的一般規(guī)最大水0.4~0.4~h,max6.7最大水平主應(yīng)力與最小水平主應(yīng)力之值一般相差較大，顯出很強(qiáng)的方向水平主應(yīng)力比值986§1

第三節(jié)原巖應(yīng)力測(cè)量方三維x,y,z,xy,yz第三節(jié)原巖應(yīng)力測(cè)量方直接測(cè)量－測(cè)定間接測(cè)量－測(cè)定間接物理第三節(jié)原巖應(yīng)力測(cè)量方§2測(cè)量方 SRM1987§1測(cè)試基本 發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)比較成熟；在適用性和可靠性方面①鉆直徑D基礎(chǔ)孔至原巖應(yīng)力區(qū)③測(cè)量孔內(nèi)安裝應(yīng)變/位移傳感器④沿基礎(chǔ)孔鉆進(jìn)至超現(xiàn)應(yīng)力解除， 傳感器變化量⑤取芯試驗(yàn)以獲取必孔底應(yīng)力解除法(孔底應(yīng)變測(cè)試套孔應(yīng)力解除法(孔徑變形測(cè)試和孔壁應(yīng)變測(cè)試等原巖應(yīng)原巖應(yīng)力測(cè)量新應(yīng)力應(yīng)力變形或應(yīng)彈性理論圓孔問(wèn)題解析礦務(wù)局(USBM)首創(chuàng)，能取得完整巖芯,L≥2D 1

d( py 2( py)cos 4pxysin ppx、py、θθ§3具體方法——孔壁應(yīng)變1966年CSIR首創(chuàng)，第一種單孔三維地應(yīng)力測(cè)量方§3孔壁應(yīng)變r(jià)llrl

lm

mn

nl0°zcos2sin2)/sinz§4空心包體1976年CSIRO針對(duì)孔壁變形法的缺點(diǎn)改進(jìn)而§5孔底應(yīng)變步§6應(yīng)力恢復(fù)即扁千次生應(yīng)力場(chǎng)的一維應(yīng)力測(cè)量§7地應(yīng)力測(cè)值的修需要的是，傳統(tǒng)的地應(yīng)力測(cè)量和計(jì)算理論是建立在巖石為§1基本原 MKHubbert等發(fā)現(xiàn)了水壓致裂裂隙和原巖應(yīng)力之間的關(guān)系，BCθθ切向應(yīng)力σθ和徑向應(yīng)力σr12212cos2r321321增大 孔pb3pb321pr32減小ppr32Ps Ps §2測(cè)量實(shí)

測(cè)量方法①橡膠封隔器封隔一pbpb321③關(guān)閉系統(tǒng)，裂隙張開(kāi)ps§2測(cè)量實(shí)測(cè)量方法重新注水加壓，并記錄重開(kāi)pr321⑤重復(fù)上述過(guò)程pb321

ps

⑥下放配有定向膠印模，印下破裂情況水壓致裂法最適應(yīng)由地表向深孔應(yīng)力測(cè)量的工程需要，第六節(jié)發(fā)射§1測(cè)量原理和一般要大量研究證實(shí)，巖石壓縮試驗(yàn)存在凱薩爾效應(yīng)(Kaiser)憶效應(yīng)(P16