地应力,也叫初始应力,指工程施工前存在于岩体中的应力。 一、天然应力的组成 1.自重应力; 2.构造应力:由构造运动产生的地应力; 3.剩余应力(风化剥蚀后)及变异应力等。 二、天然应力的分布规律 1.三向不等空间应力场; 2.水平应力与垂直应力的关系; 3.水平应力的方向性; 4.河谷地区应力场。 三、地应力的测量方法 1.应力解除法和应力恢复法测地应力布置图 (1)应力恢复法 是在岩体表面或地下洞室围岩表面预先布置好测量元件,当其旁边开槽解除岩体中的应力时,测量元件读数便发生变化。再把平面扁千斤顶放人槽内加压,使测量元件恢复到原来状态,此时千斤顶的应力就是垂直槽壁方向的应力。 (2)应力解除法 1)孔壁应变法。 是借助粘贴在钻孔孔壁上的电阻应变片,测量套孔应力解除前后所得的孔壁表面应变变化,据弹性理论计算岩体中某一点的三向应力的方法。所谓套孔,是指同心而不同直径的两个钻孔。先钻较小直径的内孔,将岩心取出,后钻较大直径的外孔,环切一圈形成环形槽,从而使岩心(中间为内孔)与周围岩体分离。 2)孔径变形法 是通过测试安装在钻孔内的孔径变形计,量测套钻解除前后所得的钻孔孔径变化,来计算岩体内某一点应力的方法。测求岩体某一点的空间应力,应采用三个钻孔作交会测试。 3)孔底应变法 是通过测试在铅直孔孔底粘贴应变片,量测套钻解除前后所得的岩心应变,来计算岩体内某一点应力的方法。测求岩体某一点的空间应力,应采用三个钻孔作交会测试。 (3)水压致裂法 是在钻孔内用两个可膨胀的橡胶封隔器将钻孔的试验段隔离开来,施加水压,通过测量(在试验水平面)岩石的裂隙产生传播、保持和重新开裂所需的水压力,来确定垂直于钻孔平面最大、最小主应力的方法。它们的方向,一般通过观测和测量由水压力导致钻孔壁面的裂隙的方位获得。这种方法是目前在深孔内能确定岩体应力的唯一的一种技术。 四、地应力研究的工程意义 1.基坑底部的隆起、剥离破坏; 2.基坑边坡的剪切滑移; 3.地下洞室产生大的收敛变形; 4.地下洞室施工过程中产生岩爆; 5.边坡的倾倒变形; 6.对坝型选择的影响