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)造運動所引起的。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)造運動以及與歷次構(gòu)造運動所形成的各種地質(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】下列各項有關(guān)巖體初始應(yīng)力的敘述，正確的選項為(　　　)。

　　A. 巖體的初始應(yīng)力是由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造運動引起的;

　　B. 地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等因素不會產(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)造運動

　　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，巖體工程能正常運營，必須進行人工支護。合理地設(shè)計支護結(jié)構(gòu)，確定經(jīng)濟合理的襯砌尺寸，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)計巖體工程的加固措施。

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