第五节高地应力地区的主要岩石力学问题.pptVIP

第五节 高地应力地区的主要岩石力学问题 一、研究高地应力问题的必要性 研究高地应力本事就是岩石力学的基本任务。 岩体的本构关系、破坏准则以及岩体中应力传播规律都要受到地应力大小的变化而变化。 随着采矿深度的增加、我国中西部的开发，尤其是水电工程建设，在高地应力地区出现特殊的地压现象，给岩体工程稳定问题提出了新课题。 二、高地应力判别准则和高地应力现象 （一）高地应力判别准则 （1）目前国际国内无统一的标准。 （2）国内一般岩体工程以初始地应力在 20-30MPa为高地应力(大于800米深)。 （3）由于不同岩石，弹性模量不同，岩石的储能性能也不同。按《工程岩体分级标准》（GB50218-94）： 称为极高初始地应力， 为高地应力。 其中： 为岩石单轴饱和抗压强度； 双 为垂直洞轴线方向地最大初始地应力。 （二）高地应力现象 （1）岩芯饼化现象。 （2）岩爆。 （3）探硐和地下隧 道洞地洞壁产生剥 离，岩体锤击为嘶 哑声并有较大变形 （4）岩质基坑底部 隆起、剥离以及回 弹错动现象. 如图（6-26） （5）野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高。 三、研究高地应力应注意的问题 （一）关于岩体的浅塑状态 可以通过莫尔 强度包络线来判断 岩石（体）发生何 种破坏及形式。若 应力圆位于莫尔包 络线（图6-28曲线 2）以内，岩体处于 弹性状态并不发生破坏；若二者相交或是相切，则岩体出现塑性状态或断裂状态。当 ，应力状态所构成的应力圆 只是横坐标轴上的一点，在这种应力状态 下，岩体单于永远呈稳定状态，不会破坏。 应力重分布：一旦岩体被开挖，开挖面附近的岩体单元由于一部分受力的岩体被挖去而产生不平衡力，岩体中的应力要 重新调整，称为应力重分布。 我们把初始应力状态下岩体单元处于稳 定（弹性）状态而一旦开挖就会处于塑性 （破坏）状态的岩体，称为岩体浅塑状态。 （二）处理高地应力的岩石力学原则 （1）及早发现，及早作出对应措施和准备工作。 （2）及早降低应力，释放能量。具体做法是：在开挖面上及时打超前密集小孔；或从开挖面内向内钻孔和在一定深度内放炮，在一定范围内形成破碎带，降低洞周的应力。 （3）及早采取临时性和永久性防护措施，使岩爆与施工人员一定程度隔离开来。在设计支护结构时，宜设计柔性支护。 （4）工程中设计一定的应力降低措施：切割应力释放槽，尽量避免引起应力集中的开挖形态，避免不必要的小型叉洞和形状突变的洞形。 * 图6-25 二滩引水隧洞岩爆发生 部位示意图 图6-26 基坑边坡回弹错动 图6-27 高地应力条件下岩体变形曲线 图6-28 用应力圆和莫尔包络线 判断岩体是否破坏或进入塑性状态 返回 *