地應(yīng)力及其測(cè)量

關(guān)于地應(yīng)力及其測(cè)量第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2本節(jié)主要內(nèi)容1概念2研究地應(yīng)力的必要性3地應(yīng)力的成因4地殼淺部地應(yīng)力分布的一般規(guī)律第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月34.1概述4.1.1地應(yīng)力的概念地應(yīng)力：是存在于地層中的未受工程擾動(dòng)的天

然應(yīng)力，也稱(chēng)巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或原巖應(yīng)力。第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月44.1.2地應(yīng)力測(cè)量的必要性及意義a)它是引起各種地下或露天巖石開(kāi)挖工程變形和破壞的根本作用力。區(qū)別于結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)其他力學(xué)。b)傳統(tǒng)的巖石工程的開(kāi)挖設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法有局限性。

小規(guī)模和地表的巖石工程，經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比的方法往往是有效的。

大規(guī)模和深部的巖石工程，經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法有不足。第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5c)是巖石工程數(shù)值分析方法計(jì)算分析的必要

前提條件。d)地應(yīng)力應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。對(duì)地震預(yù)報(bào)、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料儲(chǔ)存、巖爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球動(dòng)力學(xué)的研究等也具有重要意義。

第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6

20世紀(jì)50年代N.Hast實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)存在于地殼上部的最大主應(yīng)力方向接近水平的，而且最大水平主應(yīng)力一般為垂直應(yīng)力的1～2倍，甚至更多。e)對(duì)地應(yīng)力的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)有誤。

1912年A.Heim1926年A.H.Динник

第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月74.1.3地應(yīng)力的成因1）地幔熱對(duì)流第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月84.1.3地應(yīng)力的成因地幔熱對(duì)流－－（碰撞、俯沖、海岸）第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月94.1.3地應(yīng)力的成因2）板塊邊界受壓第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月104.1.3地應(yīng)力的成因中國(guó)地震帶分布第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月114.1.3地應(yīng)力的成因3）巖漿侵入第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月124.1.3地應(yīng)力的成因垂直應(yīng)力：—平均密度，KN/m3側(cè)壓力：H—總深度（m）—側(cè)壓力系數(shù)

圖

巖體自重垂直應(yīng)力4）巖體自重應(yīng)力場(chǎng)第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13（1）巖體假定處于彈性狀態(tài)

由推出得：的取值有4種可能：第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月14巖體由多層不同性質(zhì)巖層組成時(shí)第j層底面應(yīng)力：第n層底面應(yīng)力：第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月15（2）Heim假設(shè)（塑性狀態(tài)）

當(dāng)原始應(yīng)力超過(guò)一定的極限，巖體就會(huì)處于潛塑狀態(tài)或塑性狀態(tài)。（相當(dāng)于）第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16（3）巖體為理想松散介質(zhì)

（c=0,風(fēng)化帶、斷層帶）

由極限平衡理得第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17（4）當(dāng)松散介質(zhì)有一定粘聚力時(shí)(c>0)側(cè)壓力為：第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18注：當(dāng)

說(shuō)明無(wú)側(cè)壓力

無(wú)側(cè)壓力深度

第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月195)地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月205)地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力Fujianshanghang，某地應(yīng)力場(chǎng)受斷層影響情況第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月215)地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力Hebeihandan，某旋轉(zhuǎn)地應(yīng)力場(chǎng)受旋鈕構(gòu)造影響。第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月22圖

地形對(duì)初應(yīng)力的影響6）地形、地表剝蝕對(duì)地應(yīng)力影響第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月237）水壓力、熱應(yīng)力

a.孔隙水壓力、流動(dòng)水壓力(影響小)、靜水壓力（懸浮作用）

b.一般地溫梯度：巖體的體膨脹系數(shù)：，巖體彈模E=104MPa；地溫梯度引起的溫度應(yīng)力約為：

z--深度/m。溫度應(yīng)力是同深度的垂直應(yīng)力的1/9，并呈靜水壓力狀態(tài)。第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月244.1.4地殼淺部（3000m以?xún)?nèi)）地應(yīng)力分布的主要規(guī)律

1）地應(yīng)力是一個(gè)具有相對(duì)穩(wěn)定性的非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)，它是時(shí)間和空間的函數(shù)。第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月254.1.4地殼淺部（3000m以?xún)?nèi)）地應(yīng)力分布的主要規(guī)律

垂直應(yīng)力隨深度線(xiàn)性增加。平均密度約為27KN/m32）垂直應(yīng)力隨深度的變化規(guī)律第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月264.1.4地殼淺部（3000m以?xún)?nèi)）地應(yīng)力分布的主要規(guī)律

3）水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力；4）平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比隨深度增加而減小，且趨近于1第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月274.1.4地殼淺部（3000m以?xún)?nèi)）地應(yīng)力分布的主要規(guī)律

5）最大水平主應(yīng)力與最小水平主應(yīng)力隨深度增加線(xiàn)性增長(zhǎng)6）最大水平主應(yīng)力與最小水平主應(yīng)力之差隨深度增加而增大Hebeitangshan，某地應(yīng)力與深度關(guān)系第27頁(yè)，課件共