岩体中的天然应力测量.ppt

五、地应力测量在工程中的应用 3、测试结果分析 1）巴朗山GZK1孔 水压致裂应力测量 五、地应力测量在工程中的应用 3、测试结果分析 1）巴朗山GZK1孔 水压致裂应力测量 五、地应力测量在工程中的应用 3、测试结果分析 1）巴朗山GZK1孔 水压致裂应力测量 巴朗山GZK1孔 主应力随深度分布 五、地应力测量在工程中的应用 3、测试结果分析 通过对巴朗山隧道GZK1孔水压致裂测量结果的分析，对工程区的地应力状态归纳如下： （1）测区现今应力场状态以NNW向挤压为主，最大主应力方向为N20°～30°W。 （2）根据一个钻孔的测试分析结果表明，三向主应力关系为SH SV Sh，由于钻孔位于高山之中，工程区的现今构造应力较强。 （3）由该孔的测试成果可知，洞身部位最大水平主应力为11.0 MPa左右，最小水平主应力值约为7 MPa，垂向主应力约为9MPa。根据测量结果分析，该钻孔所揭露岩体中的现今构造应力作用较为明显，在工程设计过程中需要引起重视，具体对隧道稳定性的影响需要结合其它工程地质资料综合分析确定。 第7节 天然应力的确定 z · A 根据自重应力理论确定岩体中的天然应力 地质构造简单、地层平缓、当地侵蚀基准面 1、均质各向同性岩体 A · … 2、水平层状岩体 A … · 3、垂直层状岩体 第8章 岩体中的天然应力 作者：海伯利安 第1节 天然应力的概念及其与工程建设的关系 一、天然应力的概念 二、天然应力与工程建设的关系 第1节 天然应力的概念及其与工程建设的关系 一、天然应力的概念 二、天然应力与工程建设的关系 第2节 天然应力的特征 一、垂直应力与上覆 岩体重量的关系 以东经100～105o为界分东西两区。 强度上：西强东弱（西高东低） 方向上：西： NNE-SSW为主，东：近E-W。 第2节 天然应力的特征 二、水平应力特征 西南： 印度板块向NNE挤压（5mm/a） 东： 太平洋板块向W俯冲（1cm/a） 南： 菲律宾板块向N俯冲 北： 西伯利亚板块阻挡 ?1迹线：N-NE-SSE 中国板块处在四大板块环绕中，它们碰撞挤压，形成了中国大陆岩体中的天然应力。 1）压应力占绝对优势，出现拉应力者较少，且多具有局部性质； 2）根据实测资料表明，大多数水平应力大于垂直应力； 3）水平应力具有强烈的方向性； 4）在单薄山体，谷坡附近或未受构造影响岩体中，往往水平应力小于铅直应力； 5）水平应力也不都是水平的，与水平面有夹角，夹角一般小于30度。 第2节 天然应力的特征 二、水平应力与垂直应力 的关系 第3节 天然应力场的来源 一、自重应力 二、构造应力 第4节 影响天然应力的因素 一、地形及地质条件 1）地形的影响 2）地质条件的影响 二、地震应力 三、水压力和地热应力 第5节 高地应力区的若干特征 一、岩芯饼化与地应力差有关 二、岩爆与剥离 三、隧硐、巷道、钻孔缩径 四、边坡上的错动台阶和回弹 第5节 高地应力区的若干特征 高地应力判别标准： 第6节 地应力的测量方法 一、扁千斤顶法 第6节 地应力的测量方法 一、扁千斤顶法 测量步骤： 1）在准备测量部位安装两测量柱，用微米表测其间距离； 2）二柱间挖垂直柱连线的扁槽，大小与扁千斤顶相适用， 测量柱间位移变化； 3）将千斤顶置入，加压至恢复变形，记录压力。 特点： 1）一维测量； 2）非原始应力场，为扰动应力场； 1） 测量原理 第6节 地应力的测量方法 二、水压致裂法 2）水压致裂法 测量系统 第6节 地应力的测量方法 二、水压致裂法 水压致裂法试验曲线 特点： 1）设备简单 2）操作方便 3）测值直观 4）测值代表性大 5）适用性强 第6节 地应力的测量方法 三、声发射法 1）原理 第6节 地应力的测量方法 三、声发射法 2）测试步骤 四、钻孔套芯应力解除法 ①基本原理 ++++++ ++++++ ++++++ 仪器 套芯解除 钻孔 同心套钻 放应变计 应力解除 应力计算 位移恢复 设天然应力为水平应力场 45° 45° ∴ ∵ ②计算公式：应变计互成45°，据上式有 用消元法解三元一次方程，得： 应变计互为60°时， 可按下列公式计算 60° 60° 选点、钻孔：??130cm ，深度一般小于30m ; 在孔底打一测量孔：??36cm，深度一般50cm，并洗干净； 安装应变计：并与应变仪连接，测记稳定初始读数； 套钻解除：在应力解除过程中，测记应变计读数，至应变完全解除为止； 折断岩心，在室内求取岩石的Em; 按前述公式求解：天然应力?hmax， ?hmin ③测量步骤： 优点：能较准确地量测出岩体中的天然应力 缺点：只