《岩土力学课件--第六章岩体的初始应力》课件.ppt

* 岩土力学 ②霍克判断: 当Pz/?c =0.1时，稳定巷道； 当Pz /?c =0.2时，少量片帮; 当Pz /?c =0.3时，严重片帮； 当Pz /?c =0.4时，需重型支护； 当Pz /?c =0.5时，可能出现岩爆。 式中: Pz——原岩垂直应力。 ③巴顿判断:巴顿按?c (单轴抗压强度) ?t (抗拉强度)分别与?1(岩体最大初始应力)的比值来判断。表1　巴顿判断 ?c / ?1 ?t / ?1 岩爆级别 5～2.5 0.33～0.16 轻微 2.5 0.16 严重　 * 岩土力学 ④Ｉ.Ａ.特钱英奥判断: | ?t + ?z|0.3 ?c , 无岩爆发生。 式中: ?t ——围岩切向应力; ?z—— 轴向应力; ?c ——单轴抗压强度?c ——单轴抗压强度。 ⑤国内使用的经验判断: 当?1 ≥(0.15～0.2)Rc时, 发生岩爆。 式中: ?1 ——岩体初始应力； Rc——岩块单轴抗压强度。 以上经验判断的不足之处在于它是以单一因素——应力条件为依据, 应力仅仅是岩爆形成的必要条件，而不是充分条件 。 * 岩土力学 （3）、探硐和地下隧洞产生剥离，岩体锤击为嘶哑声（中等强度）并伴有较大变形（软岩）。 （4）岩质基坑底部隆起、剥离以及回弹错动现象。 （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。 (3)、处理高地应力应注意的几个问题 1、岩体的潜塑状态 @ K= ?H/ ?v=1 , 静水压力状态; @ 开挖后, ?1/=2 ?0 , ?0为初始地应力 @ Rc? 2 ?0 塑性状态或破坏 在初始应力状态下岩体单元处 于稳定（弹性）状态而一旦开 ? 2 2 ?3 ?1 ? ?1/=2 ?0 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 * 岩土力学 挖就会塑性（破坏）状态的岩体处于潜塑状态。即高地应力状态。 高地应力：与工程状况（应力重分布）以及岩体坚硬程度（岩体的Rc、c、??）有关。 （二）、处理高地应力的岩石力学原则 * 岩土力学 第八章 岩体力学在边坡工程中的应用 第一节 边坡的应力分布 一、边坡的应力分布 分析边坡应力分布的方法： 现场应力测量法、室内 光弹性法、模型应力测 试法、力学解析法、数 值法等。 数值法广泛应用，常 用的有：有限元法、边 界元法、离散元法等。 以有限元求解应力分布用得最普遍。 * 岩土力学 * 岩土力学 二、岩坡破坏形式的分类 1、岩石崩塌 是岩体在陡坡面上脱落而下的一种边坡破坏形式，常发生于陡坡顶部裂隙发育处 2、平移滑动 是一部岩体沿着地质软弱面，如层面、断层、裂隙或节理的滑动，其特点：块体运动沿着平面滑动 3、旋转滑动 其滑面通常成弧形状，岩体沿此弧形滑面而滑移 4、岩块流动 常发生在均质的硬岩层中 5、岩层曲折 * 岩土力学 i 四、平移滑动的力学稳定分析 （一）、滑体沿单个平面剪切 ABD质量为： (8-5) 沿AB方向的楔体ABD极限平衡为： cH/sin?+wcos ?tan?-W sin?=0 将(8-5)代入上式，得边坡高度为 边坡稳定系数K： 是由阻止滑动的总力与致滑总力之比 z0 D B C H A ? W * 岩土力学 实际中，滑移楔块为AECD，CEB保留原地。 理论上，张裂缝CE的深度：Z0=2c/?tan(450+?/2) (8-8) 当在岩坡上还附加有静水压力时， 由条假设可得稳定系数K： 式中 A=(H-Z)csc?, U=1/2 ?wZw(H-Z) csc? 对于上部岩坡表面中的张性断裂，有 为了简化，方程式可以重新整理成下列无 * 岩土力学 因次的形式： （8-11） 式中 ，P、Q、R、S皆是无因次的数，说明它们取决于几何形状，而不取决于边坡的大小。 显然，c=0时，K与边坡大小无关。 (二) 滑体沿两个平面剪切 （三）楔体稳定的力学分析 按力学稳定原理，ABCD的稳定系数为 * 岩土力学 N1、N2分别为Qcos?作用于滑面F1和F2的法向分量： N1 = Qcos?sin ?2/sin(?1+ ?2) N2 = Qcos?sin ?1 /sin(?1+ ?2) 四面体的质量为 两个节理面的面积为： 令 ，则此四面体的稳定系数为 式中 ?1 、 ?2为两滑面交线与F1、F2滑面法线之交角