水知识

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将岩体视为由大量岩块构成的集合体,并对其进行平衡稳定分析的理论。由于各种结构面(软弱夹层、裂隙、节理等)的存在,岩体并非一个均质的整体,而是被结构面切割成形态各异的岩块的集合体。在自然状态下,这些空间块体处于静力平衡状态。当进行边坡、地基以及地下洞室的人工开挖,或对岩体施加新的荷载后,使暴露在临空面上的某些块体失去原始的静力平衡状态,因而造成某些块体首先沿结构面滑移、失稳,进而产生连锁反应,造成整个岩体工程的破坏。由于结构面相对薄弱,一般会首先破坏,块体理论就是基于岩体的这一破坏特点,于20世纪80年代发展并完善起来的一种岩体工程稳定分析方法。它根据岩块的拓扑结构研究其有限性和可动性,再由可动岩块的静力平衡条件找出关键岩块,评价其稳定性。

块体理论中有两个基本定理,即有限性定理和可动性定理。

可动块体的受力图

可动块体的受力图

有限性定理

设某凸块体由几个半空间的交集构成,平移各半空间面使之通过坐标原点而形成棱锥。若棱锥为空集,则相应的凸块体有限;反之,凸块体为无限。

可动性定理

若由结构面和临空面共同构成的块体锥有限,而仅由结构面构成的裂隙锥无限,则相应的块体可动。

块体理论的核心就是找出临空面上的关键块体。所谓关键块体,即在外荷载和块体自重作用下,由于滑移面上的抗剪强度不足以抵御滑动力而将失稳的块体。在块体理论中先运用有限性定理判别块体是否有限,运用可动性定理判别块体是否可动,然后对可动块体进行力学分析,进一步判断哪些块体是真正的关键块体。

假设可动块体的受力情况如图所示,它要满足力的平衡方程

式中,为可动块体上主动力的合力;Ni、T分别为滑动面i上的法向反力和切向摩擦力;F为滑动面i上虚设的切向净滑动力;为滑动面i上的单位法向量;为滑动面i上的单位切向量。若F<0,则块体处于平衡状态;若F>0,则该可动块体为关键块体。此时块体的运动形式有3种:脱离、单面滑动和双面滑动。

块体理论概念清楚,方法简单,运用起来十分方便,适合于块状结构岩体的稳定分析。在边坡和洞室工程中,可用来选择最优的边坡走向和倾角,优选洞轴线方向和断面形状,确定不稳定岩块的坍塌形式及加固措施的锚固力。对采矿工程,可选择最优开挖方向,以求最佳开挖效果。它的不足之处是只考虑了岩块的平衡条件,没有考虑岩块和结构面的变形。在块体理论的基础上,又先后出现了一些分析岩体稳定性问题的方法,如块体单元法和DDA(非连续变形分析)法等。

THE END
0.岩石和岩体有何区别和联系?它们的区别就是:岩石强调的是其本身的岩性和物理、化学特征,而岩体强调的是在地质环境下岩石作为地质体的特征,如岩石性质、地质构造、强度、含水情况等等,包含的研究内容比岩石更广;它们的联系就是:岩体是由岩石构成的,不同的岩石构成的岩体其特点是不一样的. 解析看不懂?免费查看同类题视频解析查看解答 jvzquC41yy}/|‚gcpi4dqv4swgyukxs15::26?>ge8lbh>8594?b;?<4gh;53:8g0jznn
1.岩体力学知识点岩体是由岩石块与各种各样的结构面共同组成的综合体。结构面是指具有极低的或没有抗拉强度的不连续面。岩体与岩石的主要联系是岩体由岩石与结构面组成,他们的区别是岩体中结构面的存在使岩体具有不连续性,岩体的不连续性主要受结构面对岩体结构的隔断性质所控制,因而岩体多数是属不连续介质,而岩石块本身则可作为jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8pkpi74lth1ctzjeuj1fgzbkux13697;;938
2.井巷工程资料它们的区别与联系是什么?答:岩石由一种或多种矿物组成,其内部还存在有一定孔隙或其他缺陷,孔隙含水或气或者同时含水和气。岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体,主要是指从地壳岩层中切取出来的小块体,主要用于岩石性质的室内试验研究;岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体,岩体内一般包括有非连续面;岩石jvzquC41o0jpe7|gpfud0lto1d:47l=93f?1hl7:5gle9=h:5;4ivvq