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講師大咖面對面,有問有大收獲多。一、巖體初始應(yīng)力的基本概念
初始應(yīng)力狀態(tài)的概念與意義
所謂巖體的初始應(yīng)力,是指在天然狀態(tài)下存在于巖體內(nèi)部的應(yīng)力。在地質(zhì)學(xué)中,通常又稱它為地應(yīng)力。
巖體的初始應(yīng)力主要是由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引起的。顯然,巖體的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力是與巖體的特性(例如巖體中的裂隙發(fā)育密度與方向,巖體的彈性、塑性、粘性等)有密切關(guān)系,也與正在發(fā)生過程中的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及與歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象(例如斷層、褶皺等)有密切關(guān)系。因此,巖體中每一單元的初始應(yīng)力狀態(tài)都是隨該單元的位置不同而有所變化。此外,影響巖體初始應(yīng)力狀態(tài)的因素還有地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等,但這些因素所產(chǎn)生的地應(yīng)力,大都是次要的,只是在特定的情況下才需考慮。因此,對于巖石工程來說,主要應(yīng)考慮自重應(yīng)力和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力。
【例題1】下列各項(xiàng)有關(guān)巖體初始應(yīng)力的敘述,正確的選項(xiàng)為( )。
A. 巖體的初始應(yīng)力是由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的;
B. 地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等因素不會(huì)產(chǎn)生地應(yīng)力;
C. 巖體中每一單元的初始應(yīng)力狀態(tài)與該單元的位置無關(guān);
D. 對于巖石工程而言,主要應(yīng)考慮自重和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力;
答案: D
【例題2】巖體的的初始應(yīng)力主要由下列哪些因素引起( )。
A. 地震力
B. 熱應(yīng)力
C. 地形
D. 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)
答案: D
地面和地下工程的穩(wěn)定狀態(tài)與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。巖體在開挖以后,改變了巖體的初始應(yīng)力狀態(tài),使巖體應(yīng)力重新分布,有可能使得巖體中某些部位形成應(yīng)力集中,從而引起巖體的變形或破壞。對于地下洞室工程來講,我們把與洞室本身穩(wěn)定性密切相關(guān)的巖體稱為圍巖。洞室的開挖引起圍巖的應(yīng)力變化,這將影響洞室本身的穩(wěn)定狀態(tài)。而且為了維持圍巖的穩(wěn)定,巖體工程能正常運(yùn)營,必須進(jìn)行人工支護(hù)。合理地設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu),確定經(jīng)濟(jì)合理的襯砌尺寸,都與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)緊密相關(guān)。所以,研究巖體的初始應(yīng)力狀態(tài),就是為了正確地確定開挖巖體過程中的巖體內(nèi)部應(yīng)力變化,合理地設(shè)計(jì)巖體工程的加