巖體力學(xué)(1,2,4,5章)

1、 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖體力學(xué)在巖體工程中的應(yīng)用有以下幾方面：（1）地下洞室圍巖的穩(wěn)定性研究（2）巖基的穩(wěn)定性研究（3）巖坡的穩(wěn)定性研究（4）巖體力學(xué)的新理論新方法的研究3 巖體力學(xué)的研究方法巖體力學(xué)的研究方法是采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論分析與工程緊密結(jié)合的方法。為了有系統(tǒng)地獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，研究巖體力學(xué)的步驟可用如圖1-1的框圖表示。巖體力學(xué)在巖體工程中的應(yīng)用有以下幾方面：（1

2、）地下洞室圍巖的穩(wěn)定性研究（2）巖基的穩(wěn)定性研究（3）巖坡的穩(wěn)定性研究（4）巖體力學(xué)的新理論新方法的研究3 巖體力學(xué)的研究方法巖體力學(xué)的研究方法是采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論分析與工程緊密結(jié)合的方法。為了有系統(tǒng)地獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，研究巖體力學(xué)的步驟可用如圖1-1的框圖表示。 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 4 巖體力學(xué)在其他學(xué)科中的地位一、地質(zhì)學(xué)科在在巖體力學(xué)中的作用巖體力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)緊密聯(lián)系。二、力學(xué)學(xué)科在巖體力學(xué)中的作用 巖體力學(xué)學(xué)科中的一個(gè)分支，屬固體力學(xué)范疇。 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武

3、漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 VGVVGwVd1VGc1 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )/(1VGcVVVe/)/(1GncVVnV/%)/(1GG(%)/1GG 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 (%)/ )(cddW)/(3smAdxdhkqxcdccRR / 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 (%)/2srdmmI(%)/(%)/DDVHHVDH 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 DH ,(%)/1HHVHPH 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 APRc/ 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)

4、院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 圖 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 APRt/ 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 IMCt/DtPt/2 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )(/2MPaDPI )(/96.02MPaDPRt 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )cos(sin)sin(cosfPQfPN 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )cos(sin/)sin(cos/fFPFQfFPFN

5、tan c),(321f)(f 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 （三）、巖石三向壓縮強(qiáng)度的因素影響1側(cè)向壓力的影響 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 xpk/xpk/kps2/2ks/kmcABA/Ckskm/OO1O2 ks/ km/ 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)

6、院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 km/kskm/ks 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 （2） CDDCP 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 （1）隨1，巖石的屈服應(yīng)力有所提高 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 321/VVvv1v11=2+-2= 3=100MPa 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 221/reefancrbf/ncrbreef/221pmaxr0ABC2C1O-p+pR斥力吸引力 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建

7、設(shè)學(xué)院 022dtd0dtd 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 cdtddtd,0220,022dtddtd100150 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 205150100時(shí)間t 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 OBACDGHO1-pIFE 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 五、巖石介質(zhì)的力學(xué)模型（一）基本 力學(xué)介質(zhì)模型1彈性介質(zhì)模型本構(gòu)方程 2彈塑介質(zhì)模型用摩擦器來(lái)描述塑性變形（1）理想的塑性變形（圖2-31實(shí)線） =0 持續(xù)增長(zhǎng)（2）具有硬化特性的塑性變形 式中，k為塑性硬化系數(shù)。表示只有在外力不斷作功的條件下塑性變形才會(huì)

8、繼續(xù)發(fā)生。E00k/ )(00002-310OO關(guān)系 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 dtdt31彈塑性介質(zhì)模型本構(gòu)方程： 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 dtdE.)exp(tEAE)exp(1 (0tEEdtdE.0)exp(tEc 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 圖 2-36： 巖土力學(xué)

9、ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 在地下洞室工程中，常用平面應(yīng)變問題，簡(jiǎn)化原有的計(jì)算，分析洞周的應(yīng)力和位移。（四）基本應(yīng)力公式任意角度截面：方向由x 轉(zhuǎn)至其法線, 正向?yàn)檎? 應(yīng)力計(jì)算公式如下： （2-35）最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的表達(dá)式：（2-36）最大主應(yīng)力與x夾角可按下式求得： （2-37）式（2-35）在巖土力學(xué)中常最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力表示為：（2-38）2cos2sin22sin2cos22xyyxnxyyxyxn3221)2(2xyyxyx)(22yxxytg2sin22cos22313131nn 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 ()2312231)2()

10、2(nnBA)(ff 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 c31 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 1、 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 2/1)2(cEt 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 圖2-42 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 22222222)(6)()()(kzxyzxyxzzyyx 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武

11、漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 圖4-3 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 2)(21)(213131COS 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 2sin)cot1(22331ffc)1 (cos)2sin()1 (cot213131ecc 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )2sin(cotsincmmsin/ )cot(sin211mmcsin/ )

12、cot(sin212mmc)2sin(sinPBBR 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 2sin)cot1(2331ff2sin)cot1(2331ff 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 acdbcd 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 dE1 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 nhEdm)1 (2222)/)(1 (2112nhdmEEeffnhEdmEd)1 (22221所以 巖土

13、力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )/)(1 (2112nhdmEEeffskEEnn111 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )794(111SKEEKSESEnnnn 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 AEmPs/ )1 (2/0 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 prrEuB211prruEB211pruEB01 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM

14、武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )cossin(sin)sincos(1)sincos(cos122121222121pFtFFpFtFFtFpFF 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 21221)2()2(2sin21cossincos)2cos1 (21sinsinsin1111xhxhFFFF 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 %10010LcmlRQD 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 2)(

15、prpmvVVK 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 Rc)(100321KKKBQBQ 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 x=1/E x - （ y + z ）=0 y=1/E y - （ x + z ）=0由此得：由此得： x = y = /（1- ） z = /（1- ） H（6-3） 所以，側(cè)壓力系數(shù)所以，側(cè)壓力系數(shù)K0= /（1- ） 巖土力學(xué) ZXM 武漢

16、化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 sin1sin1yxsin1cos2sin1sin1sin1cos2sin1sin1cHczx 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )sin1 (cos20cH 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 )116()(1)1(1)(110000000000HHHHHHHHHHHHHHHvvvn)116(1)1()(00HHH 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 PbP0POPsPs0Pb0PsP0t 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 02100023)236(TPTPPPbhhbbsh 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖土力學(xué) ZXM 武漢化工學(xué)院環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 巖