原岩应力.ppt

* * 矿山岩体的原岩应力及重新分布 第二章 矿山岩体内应力及其重新分布 本章介绍： （应力分布规律） 原岩应力 孔周围应力分布 围岩极限平衡 支承压力及其分布 第一节 岩体中的原岩应力 一、原岩应力概念： 1、原岩应力——未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原 因引起的应力。（原始应力） 自重应力 构造应力 2、原岩应力组成 地温应力—— 膨胀（收缩）应力—— 流体压应力—— 未开采前，地下空间已形成原岩应力场； 在较大范围内，原岩应力场分布不均； 不均衡应力场随围岩变形及时间推移将趋于平衡 二、自重应力： 铅直应力： 水平应力： 其中： ——侧压系数 海 姆： （静水压力理论） 金尼克： （ 弹性侧压理论） 一般 则 举例：求采深为800 m处岩体原岩应力状态。 ：静水压力状态 三、构造应力： 1、构造应力——由构造运动引起（板块、火山、升降） 现代构造应力 地质构造残余应力 构造应力 难以区分 构造应力场——构造运动形成： 板块挤压——板块移动，挤压边界引起（横向）； 地幔热对流——地幔上下封闭对流形成； 岩浆侵入——岩浆侵入挤压、冷凝收缩（局部） 2、构造应力特点： 1）分布不均，在构造区域附近最大； 2）水平应力为主，浅部尤为明显； 3）具有明显的方向性； 4）坚硬岩层中明显，软岩中不明显； 5） 构造应力目前尚难以计算，只能实测。 3、构造应力（最大主应力）的现场判断： 1）水平巷道，破坏具有明显的方向性，且两帮破坏程度较顶底破坏程度大时； 2）垂直巷道，巷帮发生对称性破坏时，沿破坏连线方向； 3）与褶皱脊线（褶曲轴）、逆断层走向垂直； 4）沿X形节理（断裂）锐角平分线方向； 5）与纵张节理走向一致。 四、原岩应力分布基本规律： 实测铅直应力基本等于上覆岩层重量； 水平应力普遍大于铅直应力； 平均水平应力与铅直应力比值随深度增加而减小； 最大主应力与最小主应力一般相差较大。 （考虑构造应力后，水平应力作用明显） 深度 RT 垂 直 应 力 与 深 度 成 正 比 深度 RT 平 垂 应 力 比 值 随 深 度 增 加 而 减 小 第二节 “孔”周围的应力分布 本节介绍：圆孔等压、圆孔不等压、椭圆、矩形等孔周围应力分布。 一、应力集中概念： 应力集中——受力体内，孔周围局部区域应力高于其 它区域应力的现象。 ? 应力集中特点： 集中应力大小与所受应力有关； 与孔的曲率有关，曲率大，集中程度大； 集中是局部的； 影响范围与孔径有关。 圆孔应力分布结论： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有