第六章岩体的初始应力状态 基本要求 1.掌握初始应力、构造应力的概念,掌握自重应 力的计算方法; 2.了解原岩应力的一般规律及影响原岩应分布的因 素 3.了解岩应力的实测方法
1. 掌握初始应力、构造应力的概念，掌 握自重应 力的计算方法； 2. 了解原岩应力的一般规律及影响原岩应分布的因 素； 3. 了解岩应力的实测方法
1岩体初始应力状态的概念与意义 原岩:未受工程影响而又处于自然平衡状态的岩体 原岩应力(亦称初始应力或地应力) 定义之一:原岩中存在的应力 定义之二:岩体在天然状态下所存在的内应力。 般习惯把原岩应力分为自重应力场和构造应力场。 由上覆岩体的自重所引起的应力称为自重应力;地层中由 于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的应力,地 质作用残存的应力统称为构造应力
1 岩体初始应力状态的概念与意义 原岩： 未受工程影响而又处于自然平衡状态的岩体。 原岩应力（亦称初始应力或地应力）： 定义之一：原岩中存在的应力。 定义之二：岩体在天然状态下所存在的内应力。 一般习惯把原岩应力分为自重应力场和构造应力场。 由上覆岩体的自重所引起的应力称为自重应力；地层中由 于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的应力，地 质作用残存的应力统称为构造应力
研究岩体初始应力状态的工程意义: 1.正确确定开挖岩体过程中的岩体内部应力变化 2.合理设计地下工程的支护尺寸
研究岩体初始应力状态的工程意义： 1. 正确确定开挖岩体过程中的岩体内部应力变化 2. 合理设计地下工程的支护尺寸
2、组成岩体初始应力状态的各种应力场及其计算 岩体自重应力场 1.假设岩体为均匀连续价值,并为半无限空间体 在距地表深度H处,岩体的初始应力场为 式中:H岩体单元的深度(m) y——上覆岩体的平均重力密度(kN/m3) —侧压力系数 若岩体视为各向同性的弹性体,6=0,5=0,由广义虎克定律
2、 组成岩体初始应力状态的各种应力场及其计算 一、岩体自重应力场 1．假设岩体为均匀连续价值，并为半无限空间体 在距地表深度H处，岩体的初始应力场为 z = H x = y = z xy =0 式中：H——岩体单元的深度（m） ——上覆岩体的平均重力密度（kN/m3） ——侧压力系数 若岩体视为各向同性的弹性体， x = 0， y = 0，由广义虎克定律：
E=1E/G1(a+a)/=0 6=E{+(q+2)1=0亩此得: a=q=M(1-u)=(1-)mH 6-3) 所以,侧压力系数入=u/(1-H 2.成层岩体 a==∑yh (6-4) (6-3)、(6-4)岩体在一定深度范围内成立。 如果岩体由松散的碎石,砂及卵石组成,可以近似地认为岩 体是理想松散介质,可由松散介质极限平衡条件来建立垂直应力 与侧向应力的关系: 2=0 /0=(l-sind )/(1+sinp) (6-8)
x=1/E[x -（ y + z ）]=0 y=1/E[y -（ x + z ）]=0 由此得： x = y = /（1- ） z = /（1- ）H （6-3） 所以，侧压力系数= /（1- ） 2．成层岩体 （6-4） （6-3）、（6-4）岩体在一定深度范围内成立。 如果岩体由松散的碎石，砂及卵石组成，可以近似地认为岩 体是理想松散介质，可由松散介质极限平衡条件来建立垂直应力 与侧向应力的关系： = x / z =(1-sin)/ (1+sin) (6-8) x y z n i z i hi = = ==1