【正文】 形性能和強度特性的現(xiàn)場試驗。 靜力法 是指巖體現(xiàn)場變形試驗時以靜力荷載進行加載。 動力法的現(xiàn)場測定在第三章已介紹，這里介紹靜力法求現(xiàn)場巖體的變形模量。 通常求算巖體的彈性模量 及變形模量 用千斤頂法，求巖石的彈性抗力系數(shù)采用雙筒法。 （圖 4－ 32)： （ 1）墊板（承壓板 )。 （ 2）加荷裝置（千斤頂或壓力枕） 。小循環(huán)分為多次循環(huán)和單次循環(huán) ,見圖 433。 （ 4）變形量測裝置（測微計） 。 (1)墊板為柔性墊板 (3種位移 ) （ 480） 式中： p荷載 。 μ 巖體的泊松比 。水施加壓力的為水壓法；用壓力枕施加壓的為壓力枕法 (又稱奧地利荷載試驗 ) 圖 435所示試驗是靠一鋼支承圓筒的四周的壓力枕同步對巖體施加荷載，造成洞中一定長度內(nèi)的巖體產(chǎn)生徑向壓縮，巖體變形控制在彈性階段。 K愈大巖體彈性抗力愈大，愈有利于襯砌的穩(wěn)定。 ? ? 1spEVa???變形模量為 式中： p壓力枕給巖面的總荷載 ； A圓形加載面的半徑； Vs巖面的平均位移 方法 2要點： 在垂直巖壁上刻槽布置，圖 4－ 38 。當(dāng)實測位移已知時， 變形模量 為 ： ? ? ? ?22211 314 1 1RplEu?? ????? ?? ???? ? ?????式中： p壓力枕施加的單位壓力（ MPa） —直槽寬度（近似用壓力枕的寬度代替） (cm) yx軸到測點的距離(cm） — 測點的位移（ cm） l2224y y ll????? ? ?Ru： 可按施加的推力與剪切面之間的夾角的大小而采用不同的加荷方法。 二、現(xiàn)場巖體直剪試驗 (2種 ) （一）雙千斤頂法 p—垂直千斤頂壓力表讀數(shù)（ MPa） t —橫向千斤頂壓力表讀數(shù)（ MPa） F1—垂直千斤頂活塞面積 (若為壓力枕，應(yīng)乘以出力系數(shù) )（ cm2） 122sinc ospF tFFFtF??????? p力作用下剪切 面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力 F2橫向千斤頂活塞面積 (若為壓力枕，應(yīng)乘以 出力系數(shù) )（ cm2） F試件剪切面面積（ cm2） α —橫向推力與剪切面的夾角（通常取 150) 式中： 注 1 當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時， 抗剪面積將分為剪斷破壞和滑動破壞兩部分，而把剪斷破壞當(dāng)作有效抗剪面積 Fa，滑動破壞時的滑動面積為 Fb。在山坡上或平洞內(nèi)的預(yù)定剪切面上挖成各種主應(yīng)力方向與固定剪切面成不同傾角的試件（通常剪切面傾角為 150350） 注 2 施加于試件剪切面上的壓力應(yīng)該包括千斤頂施加的荷重、設(shè)備和試件的重量。 注 4 如果剪切面為傾斜面時，上述破壞面上的正、剪應(yīng)力的計算公式還應(yīng)根據(jù)傾角的大小進行修正。 矩形塊體，在試洞底板或洞壁的試驗位置上，經(jīng)過仔細鑿刻和整平而成的，此矩形試件三邊脫離原地巖體，而僅一邊與巖體相連。在試驗中量測和記錄試件的位移。確定應(yīng)力的比例極限、屈服極限和破壞極限。令 L,M,N＝ 0，則在 τ － σ 平面坐標(biāo)內(nèi)表示為三個應(yīng)力圓（圖 4－ 44）。 狀態(tài)下應(yīng)力滿足： 1 3 2 3 2 , 3。0? ? ???2221 3 1 322nn? ? ? ??? ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?返回 第四章習(xí)題 選擇題 巖體的強度小于巖石的強度主要是由于（ ）。 （ A ） 巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系 （ B ） 巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象 （ C ） 巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象 （ D ） 巖體的強度比巖石的小 3 、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（ ）。 （ A） 巖石的飽和單軸抗壓強度 （ B） 巖石的抗拉強度 （ C） 巖石的變形模量 （ D） 巖石的粘結(jié)力 下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（ ） （ A） 錐形（ B） 菱形（ C） 楔形（ D） 方形 沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（ ） （ A） 原生結(jié)構(gòu)面 （ B） 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面 （ C） 次生結(jié)構(gòu)面 巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（ ） （ A） 劈理面（ B） 解理面（ C） 結(jié)構(gòu) （ D） 晶面 同一形式的結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是（ ） （ A） 柱狀 板狀 塊狀 （ B） 塊狀 板狀 柱狀 （ C） 塊狀 柱狀 板狀 （ D） 板狀 塊狀 柱狀 不同形式的結(jié)構(gòu)體對巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序為（ ） （ A） 聚合型結(jié)構(gòu)體 方形結(jié)構(gòu)體 菱形結(jié)構(gòu)體 錐形結(jié)構(gòu)體 （ B） 錐形結(jié)構(gòu)體 菱形結(jié)構(gòu)體 方形結(jié)構(gòu)體 聚合型結(jié)構(gòu)體 （ C） 聚合型結(jié)構(gòu)體 菱形結(jié)構(gòu)體 文形結(jié)構(gòu)體 錐形結(jié)構(gòu)體 （ D） 聚合型結(jié)構(gòu)體 方形結(jié)構(gòu)體 錐形結(jié)構(gòu)體 菱形結(jié)構(gòu)體 巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完整堅硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（ ） （ A） 結(jié)構(gòu)面的性質(zhì) （ B） 結(jié)構(gòu)體型式 （ C） 巖石建造的組合（ D） 三者都應(yīng)考慮 A C C A D A C B A D 參考答案 返回 第五章 工程巖體分類 第一節(jié) 分類的目的與原則 巖體復(fù)雜 、 理論不完善 、 靠經(jīng)驗 。 分類的目的 （ 1） 為巖石工程建設(shè)的勘察 、 設(shè)計 、 施工和編制定額提供必要的基本依據(jù) 。 （ 3）為便于行業(yè)內(nèi)技術(shù)改革和管理。 （ 2） 有定量的指標(biāo) 。 （ 4） 分類方法簡單明了 、 數(shù)字便于記憶和應(yīng)用 。 趨勢： “ 綜合特征值 ” 分類法 分類的獨立因素 在分類中起主導(dǎo)和控制作用的有如下幾方 面因素 ： （ 1） 巖石材料的質(zhì)量 （ 強度指標(biāo) ） 。 （ 3） 水汶狀態(tài) （ 軟化 、 沖蝕 、 弱化 ） （ 4） 地應(yīng)力 （ 5）其它因素（自穩(wěn)時間、位移率） 其中： 巖性是最重要因素 返回 第二節(jié) 幾種典型分類 按巖石的單軸抗壓強度 RC分類 用巖塊單軸抗壓強度進行分類 ， 簡單 、 早期 ，因此在工程上采用了較長的時間 (普氏系數(shù) )。由倫敦地質(zhì)學(xué)會與Franklin等人提出，見圖 51 （二）以點荷載強度指標(biāo)分類 按巷道巖石穩(wěn)定性分類 （ 一）斯梯尼 (Stini)分類 根據(jù)巷道圍巖的穩(wěn)定性進行分類 ，如表 52所示。 例 某鉆孔的長度為250cm， 其中巖芯采取總長度為 200cm,而大于 10cm的巖芯總長度為 157cm(圖 52)， 則巖 芯 采 取 率 ：200/ 250= 80% RQD=157/250=63% 用 RQD值來描述巖石的質(zhì)量 分級 (表 54) （二）以彈性波（縱波）速度分類 依據(jù)： 彈性波變化能反映巖體結(jié)構(gòu)特性和完整性 。 ? 日本池田和彥于 1969年提出了日本鐵路隧道圍巖強度分類。（表 56） 按巖體綜合指標(biāo)分類 （ 二 ） 巖體的巖土力學(xué)分類 由畢昂斯基 (Bieniaski1974)提出 “ 綜合特征值 ” RMR值分類 0RMR100 （ 在歐美流行） ??? 61i iRR M R式中的 6個指標(biāo)的相關(guān)因素分別為： R1巖石抗壓強度 R2RQD R3節(jié)理間距 R4節(jié)理狀態(tài) R5地下水狀態(tài) R6修正系數(shù)，節(jié)理的方向?qū)こ痰挠绊? 這 6個指標(biāo)分別由如下各表來確定 。 表 57 巖石抗壓強度與巖體評分值 R1的對應(yīng)關(guān)系 （ 2）巖石質(zhì)量指標(biāo) RQD由修正的巖芯采取率確定 表 58 對應(yīng)于 RQD的巖體評分值 R2 （ 3）對應(yīng)于節(jié)理組間距的巖石評分值 R3， 表 59 （ 4）與節(jié)理狀態(tài)相關(guān)的巖體評分值 R4， 見表 510 （ 5）與地下水狀態(tài)相關(guān)的巖體評分值 R5見表 511 （ 6）巖體工程的穩(wěn)定性與節(jié)理方向是否有利關(guān) 系很大，所以最后提出了表 512，來考慮節(jié)理方 向?qū)こ淌欠裼欣麃硇拚拔鍌€評分之和。 返回 第三節(jié) 我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn) （ GB5021894） 工程巖體分級的基本方法 （ 1） 確定巖體基本質(zhì)量 按定性 、 定量相協(xié)調(diào)的要求 ， 最終確定巖石 的堅硬程度與巖體完整性指數(shù) 。 ①用彈性波測試。 [BQ]＝ BQ－ 100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分別按表 51 5 521確 定。 [BQ]出現(xiàn)負(fù)值時，應(yīng)按特殊問題處理。 （ 2）地下工程巖體自穩(wěn)能力的確定 利用標(biāo)準(zhǔn)中附錄所列的地下工程自穩(wěn)能力（表 524），可以對跨度等于或小于 20m的地下工程作自穩(wěn)性初步評價，當(dāng)實際自穩(wěn)能力與表中相應(yīng)級別的自穩(wěn)能力不相符時，應(yīng)對巖體級別作相應(yīng)調(diào)整 返回 例：某地下工程巖體的勘探后得到如下資料：單軸飽和抗壓強度強度 ；巖石較堅硬 ， 但巖體較破碎 ， 巖石的彈性縱波速度 、巖體的彈性縱波速度 ；工作面潮濕 ，有的地方出現(xiàn)點滴出水狀態(tài)；有一組結(jié)構(gòu)面 ， 其走向與巷道軸線夾角大約為 25度 、 傾角為 33度；沒有發(fā)現(xiàn)極高應(yīng)力現(xiàn)象 。 （ A） Ⅲ 級和 Ⅲ 級 （ B） Ⅲ 級和 Ⅳ 級 （ C） Ⅳ 級和 Ⅳ 級 （ D） Ⅳ 級和 Ⅳ 級 M p aR c ?smV pr 4500?smV pm 3 5 0 0? 解： （ 1）計算巖體的基本質(zhì)量指標(biāo) vc KRBQ 2 5 0390 ??? 2222???prpmv VVK M p aR c ?其中： 檢驗限制條件： ??????? cv RKMpacR所以 仍取為 ??????? vc KR所以 仍取為 vK得： 3 8 5 ??????BQ（ 2） 查 表 518（ 巖體基本質(zhì)量分級表 ） 該巖體基本質(zhì)量級別確定為 Ⅲ 級。 1K2K3K所以： （ 4） 查 表 5 18 （ 巖體基本質(zhì)量分級表 ） 該巖體質(zhì)量級別最終確定為 Ⅳ 級 。 2 7 3)(1 0 03 8 3][ ?????BQ返回 第六章 巖體的初始應(yīng)力狀態(tài) 第一節(jié) 初始應(yīng)力的概念與意義 ? 意義 （ 1）工程穩(wěn)定性分析的原始參數(shù)。 ? 初始應(yīng)力： 天然狀態(tài)下巖體內(nèi)的應(yīng)力，又稱地應(yīng)力、原巖應(yīng)力。 返回 第二節(jié) 初始應(yīng)力的組成與計算 巖體自重應(yīng)力場 ??垂直應(yīng)力： —平均密度， KN/m3 側(cè)壓力： H—總深度（ m） —側(cè)壓力系數(shù) 的取值有 4種可能 ? 圖 61 巖體自重垂直應(yīng)力 Hz ?? ?HAHAZ ??? ??ZyX ???? ??（ 1）巖體假定處于彈性狀態(tài) ? ? zx ???? ??1由 推出 ????? 1得： ?巖體由多層不同性質(zhì)巖層組成時 (圖 62) 第 j層應(yīng)力： ???jiiijz h1??原始垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力： ? ?? ? 01 ????? zyxyx E ??????jzjjyjx ???? ??znniiiz h ?????? ??? ?? yx1jj?????1j圖 62自重垂直應(yīng)力分布 1?? ??（ 2） Heim假設(shè)（塑