岩体力学第章 地下洞室围岩稳定性分析（可编辑）

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1、岩体力学第9章地下洞室围岩稳定性分析《岩体力学》ROCKMASSMECHANICS第9章地下洞室围岩稳定性分析?§9.1概述?§9.2围岩重分布应力计算?§9.3围岩的变形与破坏?§9.4围岩压力计算?§9.5围岩抗力与极限承载力§9.1概述1、地下洞室undergroundcavity是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。2、地下洞室的分类?按用途分：矿山巷道（井）、交通隧道、水工隧道、地下厂房（仓库）、地下军事工程?按洞壁受压情况分：有压洞室、无压洞室?按断面形状分：圆形、矩形、城门洞形、椭圆形?按与水平面关系分：水平洞室、斜洞、垂直洞室（井）?按介质类型分：岩石洞室、土洞

2、?按应力情况分：单式洞室、群洞开挖完成后的结构图隧道锚杆弯矩与轴力分布曲线?围岩应力重分布问题??重分布应力计算?围岩变形与破坏问题??位移计算、破坏区确定?围岩压力问题??围岩压力计算?有压洞室围岩抗力问题??围岩抗力计算3、洞室围岩力学问题?h?V??§9.2围岩重分布应力计算?围岩应力计算：①开挖前岩体天然应力状态的确定②开挖后围岩重分布应力的计算③支护衬砌后围岩应力状态的改善?重分布应力：地下开挖扰动后在围岩中形成的新的应力。重分布应力与围岩性质、洞形、洞室受外力状态有关一、无压洞室围岩重分布应力计算1、弹性围岩重分布应力?坚硬致密的块状岩体，围岩呈弹性变形。?可近似视为各向同性、连续

3、、均质的线弹性体，其围岩重分布应力可根据弹性力学计算。?如果洞室半径相对洞长很小，按平面应变问题考虑，概化为受均布压力的薄板中心小圆孔周边应力分布的计算问题。Mx??V?HMx??VMx???H+?假定洞室开挖在天然应力比值系数为λ的岩体中，则问题可简化为右图所示的无重板岩体力学模型。σHλσv（1）圆形洞室设无限大弹性薄板，在边界上受有沿x方向的外力p作用，薄板中有一半径为R0的小圆孔，按平面问题考虑，不计体力，M点的各应力分量,根据弹性理论为：????????????????????????????????????????rrrrrrrrr22222221111边界条件：?????????

4、???????????????????????????????rrrrrrrrr22222221111????????????????????sin20cos22000RbpτRbσRbθppσbrbrrbrrrθ?设应力函数φ??2cosln222FDrCrBrrA??????解微分方程，得各常数24442202020pRFpRDpCpBpRA?????????????????????????????????2cos2212ln222020220220rRRrRrrpR柯西课题M点的应力分量???????????????????????????????????????????????????

5、???????????????????????????????????????2sin23122cos31122cos43112220440440220220440220rRrRprRrRprRrRrRprr????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2sin23122cos31122cos43112220440440220220440220rRrRrRrRrRrRrRVVVrr???????????????????????????????????????

6、?????????????????????????????????????????????????????????2sin23122cos31122cos43112220440440220220440220rRrRrRrRrRrRrRVVVrr由σv引起的重分布应力由σH产生的重分布应力??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2sin231212cos31211212cos43121121220440440220220440220r

7、RrRrRrRrRrRrRVVVrr???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2sin23122cos312122cos431212220440440220220440220rRrRrRrRrRrRrRVhVhVhVhVhrrσv和σH同时作用时圆形洞室围岩重分布应力