巖石地下工程ppt課件-展示頁(yè)
2024-09-26 18:27本頁(yè)面
【正文】 2 rarapqraqpr ????????? ? 2c o s)31)((21)1)((21 4422rapqraqp ???????? ? 2si n)321)((21 4422raraqpr ????)1( 22rapr ???)1( 22rap ????0??? r由彈性平面問(wèn)題的吉爾希解，可得： 當(dāng)軸對(duì)稱(chēng)時(shí)， p = q 。 當(dāng)巖體處于塑性范圍狀態(tài)，則運(yùn)用彈塑性力學(xué)進(jìn)行研究。 峰前區(qū)彈性與粘彈性力學(xué)分析 巖石在受力后，峰前區(qū)彈性與粘彈性力學(xué)分析分別適用于彈 性與粘彈性的本構(gòu)模型。 解析方法是指采用數(shù)學(xué)力學(xué)的計(jì)算取得解的方法 。 從原巖應(yīng)力場(chǎng)變化到新的平衡應(yīng)力場(chǎng)的過(guò)程 ， 稱(chēng)為應(yīng)力重新分布（ redistribution of stress） 。 σθ σr σθ σr σr = 0 σθ = 2 P0 經(jīng)應(yīng)力重新分布形成的平衡應(yīng)力 ， 稱(chēng)為次生應(yīng)力 （ secondary stresses） 或誘發(fā)應(yīng)力 （ induced stresses） . 因此 ， 實(shí)現(xiàn)巖石地下工程穩(wěn)定的條件是： σmas S (51) umax U (52) 巖石地下工程有淺埋地下工程和深埋地下工程 。 如果周?chē)鷰r石新應(yīng)力場(chǎng)中的應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)巖石的承載能力，巖石就會(huì)自行平衡，否則，周?chē)鷰r石將可能產(chǎn)生破壞，如出現(xiàn)破裂甚至冒落，或者斷面產(chǎn)生很大的變形。巖石力學(xué)與地下工程 第一章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 第二章 巖體的力學(xué)性質(zhì) 第三章 地應(yīng)力及其測(cè)量 第四章巖石本構(gòu)關(guān)系與強(qiáng)度理論 第五章 巖石地下工程 第六章 巖石邊坡工程 第七章 礦柱支護(hù)采礦法的巖體控制 第八章 崩落采礦法的巖體控制 第五章 巖石地下工程 綜述 巖石地下工程是指地下巖石中開(kāi)挖并臨時(shí)或永久修建的各種工程 ， 如地下井巷 、 隧道 、 硐室等 。 巖石開(kāi)挖后，周?chē)膸r石將失去原有的平衡狀態(tài)，其內(nèi)部原有應(yīng)力場(chǎng)將發(fā)生變化。 在這種情況下，就需要進(jìn)行支護(hù)。 淺埋地下工程影響范圍可達(dá)地表 ， 深埋地下工程一般不影響地表 。 式中： σmas 、 umax—— 分別為圍巖內(nèi)（或支護(hù)后）的最危險(xiǎn)應(yīng)力 和位移 S、 U —— 圍巖或支護(hù)所 允許的最大應(yīng)力和最大位移。 所以 ， 要根據(jù)巖石的受力狀態(tài)和本身的性質(zhì) 。 (1) 軸對(duì)稱(chēng)圓形巷道 圍巖的彈性應(yīng)力狀態(tài) 巖石地下工程圍巖應(yīng)力解析法分析 當(dāng)巖體處于 彈性范圍內(nèi)，運(yùn)用彈性力學(xué)方程 。 ： ⅰ .圍巖為均質(zhì) 、 各向同性 、 線彈性 、 無(wú)蠕變性或粘性行為； ⅱ .原巖應(yīng)力為各向等壓 （ 靜水壓力 ） 狀態(tài)； ⅲ. 巷道斷面為圓形，可采用平面應(yīng)變問(wèn)題的方法，取巷道的任 一截面作為其代表進(jìn)行研究； ⅳ. 巷道埋藏深度 Z大于 20倍的巷道半徑 R0 ,如圖 51所示。即側(cè)壓系數(shù) λ=1時(shí)，則有 )1( 22rapr ???)1( 22rap ????p2??? 0?r???r?2P aP P P P 當(dāng) = r時(shí)，則 a 周邊 r = , σr =0, σθ =2P0；周邊的切向應(yīng)力為最大 ， a 當(dāng) σθ =2P0的值超過(guò)圍巖的彈性極限時(shí)，圍巖進(jìn)入塑性。 定義 應(yīng)力集中系數(shù) K： K = 開(kāi)挖巷道后圍巖的應(yīng)力 /開(kāi)挖巷道前圍巖的應(yīng)力 = 次生應(yīng)力 /原巖應(yīng) 軸對(duì)稱(chēng)圓巷周邊的次生應(yīng)力為 2P0 , 所以， K =2。 工程中有時(shí)以 10%作為影響邊界。 如圖 57所示的橢圓巷道的周邊切向應(yīng)力計(jì)算公式： σ θ =P0(m2sin2θ+2msin 2θ cos2θ)/( cos 2θ+m 2sin2θ)+ λP 0(cos2θ+2mcos 2θ m2sin2θ)/( cos 2θ+m 2sin2θ) (514) 式中 λ 為側(cè)壓系數(shù)， m為軸比 m= b/a, P0 P0 q= λ P0 q= λ P0 ab等應(yīng)力軸比：是使巷道周邊應(yīng)力均勻分布時(shí)的橢圓長(zhǎng)短軸之比。 P P q q abA B A,B兩點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為壓應(yīng)力就可以滿足零應(yīng)力軸比。 σ 90=（ 2λm+λ 1） P ≥ 0, 即 . 矩形和其它形狀巷道周邊彈性應(yīng)力 λP λP P P λ = . 巷道圍巖的彈性位移 彈性位移的特點(diǎn)：周邊徑向位移最大，但量級(jí)小（以毫米計(jì)），完成速度快（以聲速計(jì)），一般不危及斷面使用與巷道穩(wěn)定。 r —— 圍巖內(nèi)一點(diǎn)到巷道中心距離。 軸對(duì)稱(chēng)圓巷的理想彈性塑性分析 —— 卡斯特納方程 基本假設(shè)： （ 1）深埋圓形平巷； （ 2）原巖應(yīng)力各向等壓； ( 3 ) 圍巖為理想彈塑性體。 邊界條件： r→∞ ， σr = σθ = P0 在彈塑性交界面 r=Rp ， σre = σrp , σθ e = σθ p r 塑性區(qū) ]1)[(co t sin1sin20??? ? ???? Rrcpr]1)(s i n1 s i n1[co t s i n1s i n20????? ? ??? ????Rrcp塑性區(qū)的應(yīng)力 彈性區(qū)的應(yīng)力 22s i n1s i n20220 ]1)[(co t)1( rRRRcrRP pppe ????? ? ??? ??22s i n1s i n20220 ]1)[(co t)1( rRRRcrRP ppper ?????? ????????? s i n2 s
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1