发布时间 : 星期六 文章岩体力学教学大纲-sldst更新完毕开始阅读31e9d60fba1aa8114431d945
地下洞室是指人工开挖或天然存在于岩体内的构筑物。 a) b) c) d)
围岩应力重分布问题——重分布应力计算 围岩变形与破坏问题——位移计算、破坏区确定 围岩压力问题——围岩压力计算 有压洞室围岩抗力问题——围岩抗力计算
34. 以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。（P197）
1) 2) 3)
围岩内重分布应力与θ角无关，仅与R0和σ0有关。 由于τ
rθ
=0，则σr，σθ均为主应力，且σθ恒为最大主应力，σr恒为最小主应力。
当r＝R0(洞壁)时，σr=0，σθ=2σ0，可知洞壁上的应力差最大，且处于单向受力状态，说明洞壁最易发生破坏。
4) 随着离洞壁距离r增大，σr逐渐增大，σθ逐渐减小，并都渐渐趋近于天然应力σ0值。在理论上，σr，σθ要在r→∞处才达到σ0值，但实际上σr，σθ趋近于σ0的速度很快。
5) 当r=6R0时，σr和σθ与σ0相差仅2.8%。因此，一般认为，地下洞室开挖引起的围岩分布应力范围为6R0。在该范围以外，不受开挖影响，这一范围内的岩体就是常说的围岩，是有限元计算模型的边界范围。
35. 何谓围岩？其范围一般为多大？
一般认为，地下洞室开挖引起的围岩分布应力范围为6R0。在该范围以外，不受开挖影响，这一范围内的岩体就是常说的围岩，是有限元计算模型的边界范围。 36. 何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？
地下开挖后，洞壁的应力集中最大,当它超过围岩屈服极限时，洞壁围岩就由弹性状态转化为塑性状态，并在围岩中形成一个塑性松动圈。 1)
随着距洞壁距离增大，径向应力σr由零逐渐增大，应力状态由洞壁的单向应力状态逐渐转化为双向应力状态，围岩也就由塑性状态逐渐转化为弹性状态。围岩中出现塑性圈和弹性圈。 2)
塑性松动圈的出现，使圈内一定范围内的应力因释放而明显降低，而最大应力集中由原来的洞壁移至塑、弹圈交界处，使弹性区的应力明显升高。 3)
弹性区以外则是应力基本未产生变化的天然应力区(或称原岩应力区)。
37. 试总结各类结构围岩的变形破坏特点。所谓渐进式破坏的含义？
1)
整体状和块状岩体围岩：在力学属性上可视为均质、各向同性、连续的线弹性介质，应力应变呈近似直线关系。围岩具有很好的自稳能力，其变形破坏形式主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移等。 2)
层状岩体围岩:常呈软硬岩层相间的互层形式。结构面以层理面为主，并有层间错动及泥
化夹层等软弱结构面发育。变形破坏主要受岩层产状及岩层组合等控制，破坏形式主要有：沿层面张裂、折断塌落、弯曲内鼓等。 3)
碎裂状岩体围岩:碎裂岩体是指断层、褶曲、岩脉穿插挤压和风化破碎加次生夹泥的岩体。变形破坏形式常表现为塌方和滑动。 4)
散体状岩体围岩:围岩结构均匀时，以拱顶冒落为主。当围岩结构不均匀或松动岩体仅构成局部围岩时，常表现为局部塌方、塑性挤入及滑动等变形破坏形式。 围岩的变形破坏是渐进式逐次发展的。
开挖-->应力调整-->变形、局部破坏-->再次调整-->再次变形-->较大范围破坏 38. 如何确定地下洞室围岩的破坏范围？试举例说明。
弹性力学法：
当岩体天然应力比值系数λ＜1/3 时，洞顶、底将出现拉应力。若拉应力大于围岩的抗拉强度σt，则围岩就要发生破坏。
在λ＞1/3的天然应力场中，洞壁围岩均为压应力集中，当大于围岩的抗压强度σc时，洞壁围岩就要破坏。
39. 何谓围岩压力？按其形成原因可分为哪几类？各自用什么方法确定？
围岩压力是指地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。
按围岩压力的形成机理，可将其划分为： ? ?
形变围岩压力：由于围岩塑性变形如塑性挤入、膨胀内鼓、弯折内鼓等形成的挤压力； 松动围岩压力：由于围岩拉裂塌落、块体滑移及重力坍塌等破坏引起的压力，这是一种有限范围内脱落岩体重力施加于支护衬砌上的压力； ?
冲击围岩压力：由岩爆形成的一种特殊围岩压力。
40. 试述形变围岩应力确定的基本原理与方法。（P212）
为防止塑形变形的过度发展，必须对围岩设置支护衬砌。当支衬结构与围岩共同作用时，支护力与作用于支衬结构上的围岩压力是一对作用力与反作用力。只要求得支护力，一般也就求得了围岩压力。
41. 试述用块体极限平衡方法确定松动围岩压力的方法与步骤。（P217）
在整体块状结构岩体中，常被各种结构面切割成不同形状不同大小的结构体。地下洞室开挖后，围岩中的某些块体在自重作用下向洞内滑移，那这些作用在支护衬砌上的压力就是这些滑块的重量。
采用块体极限平衡方法确定松动围岩压力时，首先从地质构造分析入手，找出结构面的组合形式与洞轴线的关系。进而得出围岩中可能的不稳定块体的位置和形状，并对不稳定体塌落或滑
移的运动学特征进行分析，确定其滑动面的方向、可能滑动面的位置、产状和力学强度参数，然后对块体进行稳定性校核。如果校核后块体处于稳定状态，其围岩压力为0，若不稳定则进行具体计算。
42. 何谓围岩抗力及围岩抗力系数？常用什么方法确定抗力系数？
在有压洞室中，作用有很高的内水压力，并通过洞壁传递给围岩，这时围岩将产生一个力，称为围岩抗力。围岩抗力的大小常用抗力系数K表示。K值越大常用的直接测定法，说明围岩承受内水压力的能力越大。常用的直接测定法有双筒橡皮囊法、隧洞水压法和径向千斤顶法。 43. 边坡岩体中的重分布应力有哪些主要特征？与哪些因素有关
特征： 1)
无论在什么样的天然应力场下，坡面附近的主应力迹线均明显偏转，表现为最大主应力于坡面平行，最小主应力与坡面近似正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。 2)
由于应力的重分布，在坡面附近产生应力集中带，不同部位其应力状态是不同的。在坡脚附近，平行坡面的切向应力显著提高，而垂直坡面的径向应力显著降低，由于应力差大，于是就形成了最大剪应力增高带最易发生剪切破坏，在坡肩附近形成拉应力带。 3)
在坡面上各处径向应力为0，因此坡面岩体仅处于双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。 4)
由于主应力偏转，坡体的最大剪应力迹线也发生变化，由原来的直线变为凹向剖面的弧线 影响因素： 1) 2)
天然应力：水平天然应力增大，坡内拉应力范围增大。
坡形、坡高、坡角及坡底宽度等：坡高增大主应力量值增大；坡角增大，边坡岩体中拉应力区范围增大，坡脚剪应力也增高。 3)
岩体性质及结构特征：泊松比是水平自重应力发生改变；结构面的存在使坡体中应力发生不连续分布。
44. 边坡岩体的变形破坏有哪些基本类型? 单平面滑动与楔形体滑动的特点是什么?（P180）
变形基本类型：卸荷回弹、蠕变变形；
破坏基本类型：圆弧破坏、平面破坏、稧（木字旁的）体破坏、倾覆破坏。 特点见图表 自己理解
45. 应用刚体极限平衡法计算边坡稳定性的一般步骤是什么?
求补充
46. 何谓几何边界条件, 受力条件, 稳定性系数, 安全系数?
几何边界条件是指构成可能滑动岩体的各种边界面及其组合关系。
受力条件是指在工程是使用期间，可能滑动岩体或其边界面上承受里的大小、方向和合力的作用点的统称。
稳定性系数是反映滑动面上抗滑力于滑动力的比例关系。
安全系数，简单的说就是允许的稳定性数值，安全系数的大小是根据各种影响因素人为规定的 47. 单平面滑动的稳定性系数如何计算,并推导出其计算公式.（P183）
抗滑力
滑动力
稳定性系数
48. 异向双平面(楔形体)滑动的稳定性分析的基本思路是什么?（P188）