岩體二次應力

岩體二次應力是指岩體開挖後原始應力大小和方向發生變化的應力。在岩體中開挖坑硐後，打破了岩體原始應力的平衡狀態。在坑硐附近一定範圍的岩體中發生應力重新分布，形成二次應力場，岩體二次應力分布，與岩體原始應力的主應力方向、大小和坑硐的幾何形狀及岩體結構有關。岩體二次應力可用理論計算法或現場測定方法確定。如果岩體均質、連續，則規則的圓形、橢圓形坑硐周圍的應力分布。可採用彈性力學公式進行計算，對於形狀不規則的坑硐，可採用岩體應力數值分析法進行計算。如果考慮岩體的非均質性、各向異性和不連續性，則只能採用岩體應力數值分析法進行計算。這些計算結果都可作為套用的參考。準確確定岩體二次應力，必須進行現場測定。

基本介紹

• 中文名：岩體二次應力
• 外文名：Secondary stress of rock mass
• 學科：地質工程
• 領域：開採
• 範圍：地下開採
• 測定方法：理論計算法或現場測定方法確定

簡介

岩體二次應力是指岩體開挖後原始應力大小和方向發生變化的應力。在岩體中開挖坑硐後，打破了岩體原始應力的平衡狀態。在坑硐附近一定範圍的岩體中發生應力重新分布，形成二次應力場，岩體二次應力分布，與岩體原始應力的主應力方向、大小和坑硐的幾何形狀及岩體結構有關。岩體二次應力可用理論計算法或現場測定方法確定。如果岩體均質、連續，則規則的圓形、橢圓形坑硐周圍的應力分布。可採用彈性力學公式進行計算，對於形狀不規則的坑硐，可採用岩體應力數值分析法進行計算。如果考慮岩體的非均質性、各向異性和不連續性，則只能採用岩體應力數值分析法進行計算。這些計算結果都可作為套用的參考。準確確定岩體二次應力，必須進行現場測定。

岩體應力測試方法

量測岩體應力的方法有10多種分類法，按受開採影響與否來分。可分為原岩應力測試和應力變化測試，後者的實用性不如前者。廣泛使用的原岩應力量測方法是應力解除法。其基本原理是，當人為將固定有量測元件的岩體微元與基岩分離時。其幾何尺寸將發生彈性恢復。利用彈性理論、岩石彈性常數可以建立恢復應變與應力場之旬的關係。測得獨立恢復應變，求得岩體中一點的應力狀態，利用鑽孔法進行應力解除可避免坑道表面量測受到爆破次生裂隙的影響。量測到遠離巷道的原始應力。依在鑽孔中的量測部位，有孔徑、孔壁和孔底三種恢復應變數測方法，此外尚有在巷道表面測試恢復應變方法。

岩體溫度應力

岩體溫度應力是指岩體隨地殼中溫度變化發生熱脹冷縮而產生的應力。晝夜、季節的溫度變化和岩漿活動是在岩體中產生溫度應力的天然原因。地下核爆炸可使岩體中產生較高的溫度應力，一般的工程開挖在岩體中產生的溫度應力不大，影響範圍很小。岩體在約束條件下，溫度升高1℃，可產生0.4-0.5MPa的溫度應力，年溫度變化，可在地表岩體中引起20-30MPa的溫度應力變化，這是地表岩體發生物理風化破碎的原因之一。在一般地下工程中，溫度變化不大，岩體溫度應力對岩體工程影響很小。

岩體構造應力

岩體構造應力是指地殼中因構造運動使岩體發生彈性、粘彈性變形而產生的一種分布力。在漫長的地質年代中，地殼構造運動周期性地加劇和緩和.岩體構造應力隨之不斷地變化和調整。在構造運動緩和時期或古構造區，存在著相對穩定的構造應力場。岩體構造應力是岩體原始應力的一個主要組成部分。可以根據地殼岩體中構造運動所留下的構造形跡、如褶皺、斷層等、利用地質力學和岩體力學原理判斷岩體構造應力場的方向。根據同一地區不同時期形成的構造形跡或老的構造形跡的演變。可以分析該地區岩體構造應力的歷史和現狀。岩體構造應力是進行工程設計和施工必須考慮的一個重要因素。

岩體原始應力

岩體原始應力是指地殼中未被開挖的岩體坑硐工程或岩體坑用工程影響區之外的岩體中的三維應力狀態。由岩體自重作用和地殼構造運動的擠壓作用產生的應力，為岩體原始應力的主要組成部分，由於晝夜、季節的氣溫變化或岩漿活動，地殼表層或深部局部岩體熱脹冷縮，岩體原始應力隨之變化，地下岩溶的靜水壓力和陰河的動水壓力對附近岩體產生附加應力。是岩體原始應力的次要部分，只影響局部岩體。在漫長的地質年代中，地表風化剝蝕作用和風力、水力運營作用，使地貌發生變化，岩體原始應力也緩慢變化。

在地台、地盾區，岩體原始應力一般高於地槽和地殼活動帶岩體的原始應力。堅硬完整岩體中的原始應力一般高於軟弱破碎岩體中的原始應力。岩體原始應力一般只能實地測定。