巖石力學(xué)課件---9圍巖穩(wěn)定(文件)
【正文】 圖 兩兩結(jié)構(gòu)面三個(gè)交點(diǎn)均位于拱頂 主廠房拱頂位置不同編號(hào)塊體的三維色譜圖 返回 目前圍巖穩(wěn)定性評(píng)判指標(biāo) ? 目前對(duì)洞室穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) 尚無(wú)統(tǒng)一的理性方法 ? 收斂變形 是圍巖穩(wěn)定狀態(tài)的最直接表現(xiàn)，常被當(dāng)作重要指標(biāo) 經(jīng)驗(yàn)公式 由抗壓強(qiáng)度與洞室尺寸 估算最大允許變形 bRB?頂? bRH?側(cè)?式中： B為洞室跨度 H為洞室高度 Rb為巖體單軸飽和抗壓強(qiáng)度 規(guī)范方法 《 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范 》 (GB500862021)允許的洞周相對(duì)收斂量 圍巖類別 隧洞埋深（ m） 50 50~300 300~500 III ~ ~ ~ IV ~ ~ ~ V ~ ~ ~ 注： (1)洞周相對(duì)收斂量 指 實(shí)測(cè)收斂量 與 兩點(diǎn)間距離 之比 (2)適用于 高跨比為 ~ III類圍巖跨度小于 20 m、 IV類小于 15 m、 V類小于 10 m (3)脆性巖體 取表中 較小值，塑性巖體 取表中 較大值 ? 工程上主要采用 經(jīng)驗(yàn)公式 和 規(guī)范的規(guī)定 目前圍巖穩(wěn)定性評(píng)判指標(biāo) ? 以上兩種方法均與圍巖的力學(xué)參數(shù) 、 變形模量 E、圍巖埋深 H等因素沒(méi)有直接關(guān)系，顯然不科學(xué)。 ? 并且要求有科學(xué)、可信的手段評(píng)價(jià)處置庫(kù)是 安全的 地質(zhì)處置：地質(zhì)學(xué)難題 （中高溫、高壓、地殼應(yīng)力、還原條件、水流作用和化學(xué)作用）深部巖石和巖體的行為 ：緩沖回填材料 — 膨潤(rùn)土等材料的行為 （主要是超鈾核素）的地球化學(xué)行為 6. 各種因素對(duì)處置系統(tǒng)的影響 7. 地質(zhì)處置系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)方法及計(jì)算機(jī)仿真 HUMBOLDT COUNTY PERSHING COUNTY ELKO COUNTY WHITE PINE COUNTY NYE COUNTY LANDER COUNTY EUREKA COUNTY CHURCHILL COUNTY WASHOE COUNTY MINERAL COUNTY STOREY LYON DOUGLAS ESMERALDA COUNTY LINCOLN COUNTY CLARK COUNTY LAS VEGAS INYO COUNTY CALIFORNIA NELLIS AIR FORCE RANGE NV TEST SITE YUCCA MOUNTAIN ? 100 miles northwest of Las Vegas ? Located on western boundary of the Nevada Test Site, a DOE facility Location of Yucca Mountain, Nevada 高放廢物地質(zhì)處置：美國(guó)進(jìn)展 ? 人文、政治 、經(jīng)濟(jì)、 旅游資源、 地震與地質(zhì) 地殼穩(wěn)定性 地球化學(xué) 核設(shè)施布局 大地構(gòu)造 未來(lái)自然變化趨勢(shì) 運(yùn)輸條件 自然資源 初步選址 甘肅北山 （ 100 Km2） 地質(zhì)體的地質(zhì)、水文、地震、巖性、力學(xué)分析、 斷裂構(gòu)造和裂隙、地球化學(xué)、氣候及氣象 深部地下儲(chǔ)存庫(kù)穩(wěn)定性 地下試驗(yàn)室研究 巖石力學(xué) 與工程 儲(chǔ)存場(chǎng)址的建議 人大審批 甘肅北山 10 Km2 建庫(kù) 具有歷史意義的甘肅北山 1號(hào)孔開(kāi)工典禮 （ 2021/07/08， 18:00） 返回 （一）數(shù)值分析方法的分類 在巖石力學(xué)有關(guān)領(lǐng)域的數(shù)值分析方法應(yīng)用中，主要使用的方法為有限元法，邊界單元，離散單元法，拉格朗日單元法及塊體理論等 （二）有限元法原理及其應(yīng)用要點(diǎn) 原理：通過(guò)變分原理（或加權(quán)余量法）和分區(qū)插值的離散化處理把基本支配方程轉(zhuǎn)化為線性代數(shù)方程，把待解域內(nèi) 的連續(xù)函數(shù)轉(zhuǎn)化為求解有限個(gè)離散點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）處的場(chǎng)函數(shù)值。 離散單元法完全強(qiáng)調(diào)巖體的非連續(xù)性。 離散單元法算例：研究地下煤層開(kāi)挖引起冒落和巖層移動(dòng)，研究冒落帶深度與節(jié)理間距的關(guān)系 。 反問(wèn)題法不僅是參數(shù)估計(jì)，它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用是工程預(yù)測(cè)和險(xiǎn)情預(yù)報(bào)、反饋動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、調(diào)整施工方案以及可靠度評(píng)價(jià)等 六、新的數(shù)學(xué)計(jì)算方法和軟科學(xué)在巖石力學(xué)中的應(yīng)用 分形幾何是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的研究非線性現(xiàn)象和圖形不規(guī)律性的理論和方法，它在處理巖石斷裂形貌、巖石破碎、巖體結(jié)構(gòu)、巖石顆粒特征等過(guò)去認(rèn)為難以解決的復(fù)雜問(wèn)題，得到了一系列準(zhǔn)確的解釋和定量結(jié)果。 基本假定 ：巖體為均質(zhì)、連續(xù)和各向同性的介質(zhì)。 0?? ??? rrp2???pr ?? p??? 0??? r 圍巖與襯砌應(yīng)力分布的彈性力學(xué)分析 橢圓形坑道周邊應(yīng)力分布 由 (c),(f)可得： 滿足上式的軸比叫等應(yīng)力軸比。 短軸方向原巖應(yīng)力長(zhǎng)軸方向原巖應(yīng)力短軸長(zhǎng)軸 ? 圍巖與襯砌應(yīng)力分布的彈性力學(xué)分析 彈塑性力學(xué)分析法 圍巖應(yīng)力的變化規(guī)律及其分布狀態(tài) 根據(jù)圍巖應(yīng)力分布狀態(tài)，可將坑道周圍巖體分為 4個(gè)區(qū)域： 應(yīng)力松弛區(qū) 塑性強(qiáng)化區(qū) 彈性區(qū) 原巖應(yīng)力區(qū) 一、圍巖壓力的基本概念 ? 狹義圍巖壓力：圍巖作用于支護(hù)上的壓力。 沖擊壓力 ：巖體中的能量突然釋放（巖爆）所形成的壓力。這時(shí)在巷道頂?shù)装逯悬c(diǎn)和兩幫中點(diǎn)處切向應(yīng)力相等，并且不出現(xiàn)拉應(yīng)力。如果應(yīng)力很高，在周邊附近應(yīng)力超過(guò)巖體承載能力而產(chǎn)生的破裂區(qū)半徑也將較大。 返回 。在采用爆破方法開(kāi)挖的坑道中，由于爆破的松動(dòng)和破壞作用，坑道周邊往往不是應(yīng)力集中區(qū)，而是應(yīng)力降低區(qū)，此區(qū)域又叫爆破松動(dòng)區(qū)。通常平直邊容易出現(xiàn)拉應(yīng)力，轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生較大剪應(yīng)力集中，都不利于坑道的穩(wěn)定。 圍巖壓力 圍巖應(yīng)力分布的共同特點(diǎn) （ 1） 無(wú)論坑道斷面形狀如何，周邊附近應(yīng)力集中系數(shù)最大，遠(yuǎn)離周邊，應(yīng)力集中程度逐漸減小，在距巷道中心為 3— 5倍坑道半徑處，圍巖應(yīng)力趨近于與原巖應(yīng)力相等。 ? 松動(dòng)壓力 ：松動(dòng)脫落圍巖，作用在支護(hù)上的巖體的自重荷載（自然拱、掉塊， …… ）及時(shí)支護(hù)減小松動(dòng)范圍、控制松動(dòng)區(qū)發(fā)展。 可見(jiàn)，在原巖應(yīng)力 (p,λp）一定的條件下， σθ隨軸比 m而變化。平板所受到的外力即為原巖應(yīng)力。 、控制論等軟科學(xué)在巖石力學(xué)與工程中的應(yīng)用 圍巖與襯砌應(yīng)力分布的彈性力學(xué)分
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