第七章地应力测量原理与技术 87.1.0基本授念 (1)地应力： §7.1岩体中的自重应力与构造应力 §7.2地应力分布的基本规律 英语名称：virgin stress of rock((rock mass) initial stress of rock (rock mass) §7.3地应力的直接测量法 指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力 §7.4地应力的间接测量法 也称原岩应力、初始应力。 S7.1.0蒸本摄念 57.1.0基本摄念 (2)原岩： (4)自重应力： 英文名称：virgin/initial rock 英文名称：gravit ystress 指未受采掘影响的天然岩体： 指由于上覆岩层重力引起的应力 (3)原岩应力场： 也称岩重应力。 英文名称：virgin/initial stress field of roek 指原岩应力在岩体内的分布。 57.1.0基本根念 地应力形成主要与地球的各种动力运动有关，包 括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、 (5)构造应力： 地心引力、地球旋转、岩浆侵入、地壳非均匀扩 英文名称：tectonie stress 容等。 指由于地壳构造运动在岩体中形成的应力。 温度不均匀、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化 学变化等也可引起相应的应力场 造应力和为应力是地应力的主要组成分
魏格纳大陆漂移说(1910) b 图 中国板块主应力迹绒图 图一1岩块所在位置及其应力状态 S7.11自应力 67.1.1自重应力 (1)垂直自重应力： 可1=yH 自重应力的特点： (2)水平自重应力 (1)普遍存在： 金尼克假说： (2)与埋藏深度成正比关系： (3)与上覆岩层容重成正比关系。 海姆假说（静水应力状态假说）： 91=02=3=y.H
7,1,2构应力 97.1.2构造应力 ：7巴8 水平地 尖测地点 侧力系款 人 0 。下a (e) 51,1,2构造应力 57.12构造应力 构造应力的特点： (1)以水平压应力为主： 构造应力的判别方法： (2)分布不均匀： (1)静水应力场与非静水应力场判别： (3)具有明显方向性 (2)最大构造主应力作用方向的判别： (4)可am>gm>gy (5)在坚硬岩层中出现较普遍 看巷道顶底、或不同方向巷道的破坏情况 S7.2,1地应力分布的基本规律 之一：地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应 力场，它是时间和空间的函数。 直地应力变化规律 (E.Hoek.E.T.Brown) 之二：垂直地应力基本等于上覆岩层的重量
在世界多数地区并不存在真正的垂直 中国：6,1yH=0.8~1.2占5% 应力，即没有一个主应力的方向完全与地 表垂直。但在绝大多数测点都发现确有 g,/yH<0.8占16% 个主应力接近于垂直方向，其与垂直方向 的偏差不大于20°。这一事实说明，地应 力的垂直分量主要受重力的控制，但也受 0,/yH>1.2占79%. 到其它因素的影响。 $7,21地应力分布的基本规律 ).21她应力分布的基本规律 之三：水平地应力普遍大于垂直地应力。 之四：平均水平应力与垂直应力的比值随深度增 表子2业界格平均水平士应力，与布自宝应力的关格 口n0 加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相 0.80,8-1,2>1.2 同。 100 4102 +0.3s4@≤1500 +0.5 H 87,之，1地应力分布的基本规律 图74世界各国平 之五：最大水平主应力和最小水平主应力也随深 度呈线性增长关系。 直应力的比值随深 度变化的规律图 Stephansson方程： 最大水平主应力： C=0.0444H+6.7 最小水平主应力： 0k=0.0329H+0.8
$7,21地应力分布的基本规律 37,2.1地应力分布的基本规律 之六：最大水平主应力和最小水平主应力之值 之七：地应力的上述分布规律还会受到地形、地 般相差较大，显示出很强的方向性。 表剥蚀、风化、岩体结构持征、岩体力学性质、 表3世界部分地区南个水平主应力的佰表 温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断 实地点 h/a,6) 层的扰动影响最大。 2 S7,22高地应力区的若干特征 S7.22高地应力区的若干特日 (1)岩芯饼化与地应力差有关 (3)隧洞、巷道、钻孔的缩径现象 饼状岩芯即钻探时取得的岩芯呈烧饼状，一 隧道、巷道、钻孔的缩径现象，即严重变形现象 片片地破坏。 是软岩流变或柔性剪切破坏的结果。 (2)地下峒室施工过程中出现岩爆、剥离 我国最大的煤与瓦斯突出：1975年发生在重 (4)边坡上出现错动台阶 庆天府三汇坝一矿，突出煤岩12780t,瓦斯1400 万m3。 7,2.2高地应力区的若干特征 图7-5基坑边坡回弹错动 (5)原位变形曲线的变化 的 开挖线 离故条作下岩 图7-6基坑回弹变形 图38变形尚战结构与地应力关系