岩体的初始应力状态.pptVIP

这样，就可以求得产生全应变所相应的弹性应变与残余塑性应变之值。为了求得产生所相应的全应变量，可以作一条水平线KN与压力枕的OE和EF线相交，并使MN=，则此时KM就为残余塑性应变，相应的全应变量。由值就可在OE线上求得C点，并求得与C点相对应的p值，此即所求的值。除此以外，还可以由卸荷曲线求得残余塑性变形所占全变形的比例，来推求初始应力。例如某工程南424试点，压力枕加压所得的应力恢复变形曲线如图6-21所示。图中p为压力枕的内压力，pr为施加于岩体的压力（单位均为MPa）。由于残余塑性变形占全变形的30%，残余变形占弹性变形的3/7，当解除变形为28μm，由图可得到相应的岩体应力为1.18MPa。图6-21南424试点应力恢复变形曲线及测量装置示意图第五节岩体初始应力状态

分布的主要规律一、垂直应力随深度的变化岩体天然应力的垂直分量，一般认为等于，该点的上覆岩层的质量。但从国内实测资料（水文工程地质1980.2，陶振宇）看，垂直应力分量与上覆岩层的质量的比值在0.43～19.8的范围内，其中，（/）＞1.2的占69%，（/）＜0.8的占17.3%，这说明多数情况是（/）＞1。表6-1地应力测量方法一览表测量原理测量方法解除方法使用条件可信度一、测量变形1．钢环变形计套孔解除要求不严较高2．钢弦应力计套孔解除要求不严较高3．压磁应力计套孔解除岩石完整较高4．液压计套孔解除要求较高参考二、测量应变5．孔底应变丛孔底解除岩石完整较低6．光弹双向应变计孔底解除岩石完整参考7．孔壁之轴应变丛套孔解除岩石完整较低三、包体变形8．光弹柱塞套孔解除适用于软岩参考9．罗恰光弹应力计套孔解除适用于软岩参考四、破裂10．水压致裂不用解除要求不高较高11．压裂声发射不用解除要求不高较低概述水压致裂法方法原理及技术通过液压泵向钻孔内拟定测量深度处，加液压将孔壁压裂，测定压裂过程中各特征点的压力及开裂方位，根据测得的压裂过程中泵压表头读数，计算测点附近的岩体中的地应力大小和方向。第四节初始应力现场量测方法基本理论和计算方式假设：钻孔垂直，垂直应力是一个主应力。另两个主应力位于水平面内。向钻孔内注水压P、出现垂直孔壁的水压裂缝。按结构与轴对称、载荷不对称的平面应变问题考虑平面内的应力关系，参见课本图6-9：水平剖面内钻孔受到无穷远处的应力、作用，钻孔半径，孔外任意一点，孔内受到水压Pb。则（6-13）考察钻孔内压力P的变化导致孔裂的变化时，即孔壁压裂处（6-14）当=0时，有最小值（极值），此时（6-15）按材料破坏的最大拉应力理论：（6-16）为拉应力T0—岩体抗拉强度的数值，0。（6-17）or（注：T00）（6-18）抵消一部分（6-19）时，孔壁产生开裂（为最晚开裂位置）。应力条件：岩体中有孔隙水压力Pw时，与考察岩体开裂后，裂缝扩展后水压Pb降至Ps。Ps——稳定开裂压力。6-15）变为：（理解为Pw与外力方向相同）停泵后水压继续下降至Ps，为裂缝闭合压力。水泵重新开启，重新开裂的压力Pb0称开启压力。（6-19）变为(pb0代替pb)：（6-20）此时上式缺少一项T0，表明岩体处，已开裂不抗拉，T0不参与分析。6-19、6-20比较得到（6-21）另外，当裂隙关闭压力Ps0时，由于裂隙已经开裂T0=0，此时，Ps0进入裂隙面内，两隙面为一个与图中=0对应的平面，此时Ps0应与水平方向外力平衡。（上式为泵压pb0和pb与岩体抗拉强度的关系)即1（如图中水平方向的较小主应力）2（6-22）3至此岩体破裂过程中的各压力与待求应力的关系:4（6-23）5由式6-23可知，可以根据水压致裂法的各种压力值计算岩体内的较大的主应力6，较小的主应力7和岩体抗拉强度T0。8其中，有关岩体水压致裂的压力9参数见图6-11。10图6-11压裂过程泵压变化及特征压力1pb2初始压裂压力pb3稳定开裂压力ps4关闭压力ps05空隙水压p06停泵后开启压力pb07ps8