《岩石力学》课件(2015总复习)剖析.ppt

圆形洞室二次应力分布 （3）洞室的径向位移（平面应变时） 轴对称、切向位移：V=0 径向位移： 开挖前，岩体产生的位移（ra=0 ）由上式得： （7—12） 由于开挖引起的位移 只介绍 （其它情况太复杂、不介绍）  极坐标下的平衡： 第三节 深埋圆形洞室弹塑性分布 的二次应力状态 1、塑性区内的应力态 假设岩体服从库仑-莫尔准则，是理想塑 性体（极限平衡理论）。 （1）基本方程（不计体力 ) 塑性区的应力分量 边界条件： （若考虑支护 ） 积分并考虑边界条件得： ③ ④ ③代入②得： （7-28） 可见，RP与原岩应力PO、岩体强度 和 有关。 塑性区径向位移： （7-33） 5、弹性区的应力和位移 受力模型：相当于内外受压的厚壁圆筒。 边界条件： 求出弹性区的应力分量和位移分量： （7-34） 转换成平面应变下的位移： 开挖前完成的位移 由于开挖引起的围岩总位移增量 即为弹性区与塑性区位移增量之和 弹-塑性区应力分布图 强度线塑性区内任一点的应力圆均与该线相切 塑性区切向应力分布曲线 弹性区切向应力分布曲线 塑性区径向应力分布曲线 弹性区径向应力分布曲线 弹性状态切向应力分布曲线 弹性状态径向应力分布曲线 塑性区 弹性区 应力升高区 原岩应力区 围 岩 原 岩 应力降区 返回 6、小结（ ） （1）圆形洞室，当 时，出现塑性区。 （2）塑性区内每点应力状处于极限状态，即 和 均随r 增大，但都与强度曲线相切。 （3）塑性区内的应力分量与外载无关，外力增大，转移到弹性区，式塑性区扩大。 （4）塑性区的存在对弹性区域起支护作用，参见(7-34)式。 （5）弹-塑性岩体弹性区的应力分布与弹性岩体基本相同。 第四节 节理岩体中深埋圆形 洞室剪裂区及应力分析 岩体强度受结构面控制，岩体产生剪切滑移 一、基本假设： （1）剪切区应力分布近似弹性应力分布。 （2）仅考虑一组节理，并不计间距的影响。 （3）剪裂区的切向应力受节理面的强度控制，并 服从库仑准则。 径向应力，由弹性公式给出， 破坏角 。（见下图） 岩体单元中强度最弱的方向量节理方向，岩体可能沿此方向剪切滑移 最小主应力与破坏面的夹角： 二、破裂区的应力计算 代入上式得： 破裂区的径向应力仍按弹性公式计算(弹-塑性极限状态，切向应力按塑性公式计算。 由（4-51）式： 其中： 其中： 破裂区的应力 (7-37) 两式相等 (7-38) 求出破裂半径 最大破裂半径 (7-41) 返回 第五节 围岩压力（地压） 一、围岩压力的基本概念 狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力。（围岩和支护被看成独立的两个体系） 广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。 （1）稳定状态： （2）不稳定状态： 塑性 破坏 塌垮 失稳 三、围岩压力分类 1、松动压力：松动脱落围岩，作用在支护上的岩体的自重荷载（自然拱、掉块，……）及时支护减小松动范围、控制松动区发展。 2、塑性形压力 阻止围岩塑性变形时，作用在支护上的压力。 例：某地下工程岩体的勘探后得到如下资料：单轴饱和抗压强度强度 ；岩石较坚硬，但岩体较破碎，岩石的弹性纵波速度 、岩体的弹性纵波速度 ；工作面潮湿，有的地方出现点滴出水状态；有一组结构面，其走向与巷道轴线夹角大约为25度、倾角为33度；没有发现极高应力现象。按我国工程岩体分级标准（GB50218－94）该岩体基本质量级别和考虑工程基本情况后的级别分别确定为（　）。（A）Ⅲ级和Ⅲ级　　（B）Ⅲ级和Ⅳ级　　（C）Ⅳ级和Ⅳ级　　（D）Ⅳ级和Ⅳ级 解：（1）计算岩体的基本质量指标 其中： 检验限制条件： 所以 仍取为32.5 所以 仍取为0.66 得： （2）查表5-18（岩体基本质量分级表） 该岩体基本质量级别确定为Ⅲ级。 （3）计算岩体的基本质量指标修正值 其中：　为地下水影响修正系数，由表5-1