1、 巖巖 體體結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面巖塊巖塊不連續(xù)面：包括節(jié)理、裂隙、孔隙、斷面、孔洞、層面 一般來說結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面是巖體中的軟弱面軟弱面，由于它的存在，增加了巖體中應(yīng)力分布及受力變形的復(fù)雜性。同時(shí)，還降低了巖體的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能。由此可見，巖體巖體是由巖巖石塊石塊和各種各樣的結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面共同組成的綜合休綜合休。對巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性能起作用的不僅是巖石塊巖石塊，而是巖石塊與結(jié)構(gòu)面的綜合體，在大多數(shù)情況下，結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面所起的作用更大。 短板理論短板理論：木桶是由多塊木板組合而成，衡量一只木桶的儲水量，取決于它最短的那塊木板。第四章第四章 巖體的基本力學(xué)性質(zhì)巖體的基本力學(xué)性質(zhì) 4.1 巖體結(jié)構(gòu)面分析巖體結(jié)構(gòu)面

2、分析一、結(jié)構(gòu)面一、結(jié)構(gòu)面：斷層、節(jié)理、層理、褶皺統(tǒng)稱 巖體 結(jié)構(gòu)面影響完整性很好連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法非常破碎土力學(xué)方法 兩者之間裂隙體力學(xué)方法巖體不連續(xù)性，各向異性反映區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造降低巖體強(qiáng)度巖體強(qiáng)度特征：巖體強(qiáng)度特征： 巖體的強(qiáng)度取決于巖體的強(qiáng)度取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度。強(qiáng)度。 巖體的抗剪強(qiáng)度包巖體的抗剪強(qiáng)度包絡(luò)線介于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度包絡(luò)線介于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度包絡(luò)線和巖石強(qiáng)度包絡(luò)線絡(luò)線和巖石強(qiáng)度包絡(luò)線之間。之間。 研究節(jié)理巖體的力研究節(jié)理巖體的力學(xué)性質(zhì)要從非節(jié)理巖體、學(xué)性質(zhì)要從非節(jié)理巖體、節(jié)理以及節(jié)理巖體三方節(jié)理以及節(jié)理巖體三方面著手。面著手。二、結(jié)構(gòu)面的分類二、結(jié)構(gòu)面的分類 按

3、照工程的要求分類按照工程的要求分類1 1絕對分類絕對分類2 2相對分類相對分類相對工程而言的分類見表相對工程而言的分類見表4-14-1。 3 3按力學(xué)觀點(diǎn)分類按力學(xué)觀點(diǎn)分類 中等結(jié)構(gòu)面中等結(jié)構(gòu)面 110m巨大巨大結(jié)構(gòu)面面 10m 細(xì)小結(jié)構(gòu)面細(xì)小結(jié)構(gòu)面 延長延長 1m180cm 整體結(jié)構(gòu) d=30180 塊狀結(jié)構(gòu) d30 破裂結(jié)構(gòu) dc1, 巖體的強(qiáng)度隨之增大。某種巖體，巖塊試樣強(qiáng)度服從庫倫準(zhǔn)則，3tan300.1tan20j325Mpa Mpa，巖體中結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度也服從庫倫準(zhǔn)則，即巖體中存在一個(gè)結(jié)構(gòu)面，當(dāng)圍壓分別為時(shí)，巖體極限強(qiáng)度是多少？并繪制巖體極限強(qiáng)度曲線。巖體的最大強(qiáng)度 ，節(jié)理面的存在不

4、削弱巖塊強(qiáng)度圖解法 (見圖4-19）max31)(對巖體強(qiáng)度有影響的節(jié)理方位角： 直接在圖4-19量取，也可以由正弦定律推出：sin/ )cotsin2sin/ )cotsin21211mmmmcc21P R B中cotjmPB c sinsin(2)RBPB2RBsin(2)(cot)sinmjmjjc 112sin (cot)sin/jmjjmc 即，122sin (cot)sin/jmjjmc 對巖體強(qiáng)度有影響的節(jié)理方位角：對巖體強(qiáng)度有影響的節(jié)理方位角： 21sin/)cotsin2sin/)cotsin21211mmmmcc幾點(diǎn)討論幾點(diǎn)討論 巖石節(jié)理同時(shí)破壞，巖體強(qiáng)度等于巖塊強(qiáng)度巖石節(jié)

5、理同時(shí)破壞，巖體強(qiáng)度等于巖塊強(qiáng)度1221巖塊先破壞，巖體強(qiáng)度等于巖塊強(qiáng)度巖塊先破壞，巖體強(qiáng)度等于巖塊強(qiáng)度 或或 節(jié)理先破壞，節(jié)理先破壞，巖體強(qiáng)度小巖體強(qiáng)度小于巖塊強(qiáng)度于巖塊強(qiáng)度 或或12 （二）多節(jié)理的力學(xué)效應(yīng)（二）多節(jié)理的力學(xué)效應(yīng) （疊加）（疊加） 兩組以上的節(jié)理同樣處理，不過巖體總兩組以上的節(jié)理同樣處理，不過巖體總是沿一組最有利破壞的節(jié)理首先破壞。是沿一組最有利破壞的節(jié)理首先破壞。圖圖4-21 兩組節(jié)理力學(xué)模型兩組節(jié)理力學(xué)模型圖圖4-20 1 1與與 的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線二、當(dāng)二、當(dāng)C=0=0時(shí)節(jié)理面的力學(xué)效應(yīng)時(shí)節(jié)理面的力學(xué)效應(yīng)這時(shí)庫侖準(zhǔn)則這時(shí)庫侖準(zhǔn)則 由（由（4-51）式推導(dǎo)得：）式推導(dǎo)

6、得： ，此時(shí)巖體的強(qiáng)度只靠碎塊之間的摩擦力來提供，此時(shí)巖體的強(qiáng)度只靠碎塊之間的摩擦力來提供，已知由此式可計(jì)算出維持巖體極限穩(wěn)定的側(cè)已知由此式可計(jì)算出維持巖體極限穩(wěn)定的側(cè)向擠壓力。向擠壓力。巖體所需的最小支護(hù)力巖體所需的最小支護(hù)力tgtgtg311tgtg133返回返回 如下圖所示，平硐沿巖層走向開挖，巖層傾角 50，由上覆巖層引起的垂直應(yīng)力1 =2MPa，節(jié)理面的內(nèi)聚力Cj=0， j40 ，求維持平衡的最小水平推力3為：)tg(tg31j 30.2MPa 一、巖體破壞的概念一、巖體破壞的概念 巖體在一定的應(yīng)力條件下喪失其結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)為巖體破巖體在一定的應(yīng)力條件下喪失其結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)為巖體破壞（喪失承載力

7、和穩(wěn)定性）。巖體在結(jié)構(gòu)喪失之后的運(yùn)動壞（喪失承載力和穩(wěn)定性）。巖體在結(jié)構(gòu)喪失之后的運(yùn)動稱為巖體工程結(jié)構(gòu)的破壞（影響工程使用、報(bào)廢）。稱為巖體工程結(jié)構(gòu)的破壞（影響工程使用、報(bào)廢）。 工程巖體破壞可分為兩個(gè)階段：工程巖體破壞可分為兩個(gè)階段：1 1、巖體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的喪失，包括結(jié)構(gòu)面開裂、錯(cuò)動或滑移，、巖體結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的喪失，包括結(jié)構(gòu)面開裂、錯(cuò)動或滑移，結(jié)構(gòu)體拉伸破壞或剪切破壞；結(jié)構(gòu)體拉伸破壞或剪切破壞；2 2、結(jié)構(gòu)體運(yùn)動。如邊坡滑動、傾倒、滾石、采場冒頂?shù)取?、結(jié)構(gòu)體運(yùn)動。如邊坡滑動、傾倒、滾石、采場冒頂?shù)?。（一）拉伸破壞一）拉伸破? 1、垂直結(jié)構(gòu)面方向的拉伸破壞。、垂直結(jié)構(gòu)面方向的拉伸破壞。2、沿結(jié)構(gòu)面

8、方向的拉伸破壞。、沿結(jié)構(gòu)面方向的拉伸破壞。3、完整巖體的拉伸破壞。、完整巖體的拉伸破壞。pt L（二）剪切破壞（二）剪切破壞1 1、沿結(jié)構(gòu)面的剪切破壞（取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度）、沿結(jié)構(gòu)面的剪切破壞（取決于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度）2 2、切穿結(jié)構(gòu)面的剪切破壞（取決于巖石的強(qiáng)度）、切穿結(jié)構(gòu)面的剪切破壞（取決于巖石的強(qiáng)度）第四節(jié)第四節(jié) 碎塊巖體的破壞碎塊巖體的破壞 被結(jié)構(gòu)面切割的巖體，視為巖塊的被結(jié)構(gòu)面切割的巖體，視為巖塊的集合體。變形明顯變大，且是永久變形。集合體。變形明顯變大，且是永久變形。裂隙巖體的破壞類型可分三種：裂隙巖體的破壞類型可分三種：沿節(jié)理破壞沿節(jié)理破壞（常見）巖體實(shí)體部分破壞巖體實(shí)體部分破壞（少

9、數(shù)）巖塊與節(jié)理面同時(shí)破壞巖塊與節(jié)理面同時(shí)破壞（較常見）一、沿節(jié)理面產(chǎn)生破壞一、沿節(jié)理面產(chǎn)生破壞 1、破壞類型破壞類型（分三類）齒狀剪切齒狀剪切，個(gè)別塊體發(fā)生轉(zhuǎn)動個(gè)別塊體發(fā)生轉(zhuǎn)動剪切剪切，一列內(nèi)轉(zhuǎn)動一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體有的塊體有2 2塊塊巖塊砌疊列排巖塊砌疊列排列，扭結(jié)在一起而整轉(zhuǎn)動，列，扭結(jié)在一起而整轉(zhuǎn)動，一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體大于一列內(nèi)轉(zhuǎn)動的塊體大于2 2塊塊2 2、L-AL-A方程（方程（LadanyiLadanyi和和ArchambaultArchambault）（1）設(shè)）設(shè)（2）由平衡條件及功能原理，得峰值抗剪強(qiáng)度節(jié)理破壞面為規(guī)則齒狀（圖節(jié)理破壞面為規(guī)則齒狀（圖4-244-24） 外力作用下，齒

10、面產(chǎn)生相對水平位移和外力作用下，齒面產(chǎn)生相對水平位移和 垂直位移增量（擴(kuò)容）垂直位移增量（擴(kuò)容） 齒受力后，若荷載過大，部分齒剪壞齒受力后，若荷載過大，部分齒剪壞y（4-61）-剪斷齒端的面積與剪切面積之比；剪斷齒端的面積與剪切面積之比；saAAas -峰值抗剪強(qiáng)度時(shí)的擴(kuò)容比；峰值抗剪強(qiáng)度時(shí)的擴(kuò)容比；vRS-巖塊的抗剪強(qiáng)度巖塊的抗剪強(qiáng)度；-節(jié)理面的內(nèi)摩擦角。節(jié)理面的內(nèi)摩擦角。tan)1 (1)tan)(1 (,VaSavasRssp鋸齒狀剪壞面模型鋸齒狀剪壞面模型擴(kuò)容與應(yīng)力的關(guān)系擴(kuò)容與應(yīng)力的關(guān)系齒根剪齒根剪斷部分?jǐn)嗖糠铸X根全部剪斷，齒根全部剪斷，擴(kuò)容為擴(kuò)容為0擴(kuò)容擴(kuò)容擴(kuò)容擴(kuò)容最大最大（3 3）

11、退化討論）退化討論當(dāng)當(dāng)a as s=0(=0(被剪斷的面積為零被剪斷的面積為零) )，式得代入614,tgiV適用于低正應(yīng)力狀態(tài)，適用于低正應(yīng)力狀態(tài)， 為滑升角為滑升角 i)tan(ip當(dāng)當(dāng)a as s=1=1和和V V=0(=0(齒根全部剪斷，擴(kuò)容為齒根全部剪斷，擴(kuò)容為0)0)，抗，抗剪強(qiáng)度為剪強(qiáng)度為 rjPCtanjCr-巖石殘余內(nèi)摩擦角。-節(jié)理面抗剪強(qiáng)度；適用于高正應(yīng)力適用于高正應(yīng)力TT-推動力，等于巖石的單向抗壓強(qiáng)度uq佩頓雙線性強(qiáng)度準(zhǔn)則佩頓雙線性強(qiáng)度準(zhǔn)則rjPCtan)tan(ipT節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度線節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度線節(jié)理峰值節(jié)理峰值抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度巖石包巖石包絡(luò)線絡(luò)線（4 4）峰值

12、抗剪強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)）峰值抗剪強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)當(dāng)T（齒沒有全部剪切時(shí)），Adany 建議：1)1 (1KTsa（4-64）ivKTtan)1 (2(4-65)21)1 (1uuRqnnnqS(4-66)n巖石的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比)52(5tan)2(231rnKinrK(467)在剪切破壞帶或扭壞帶內(nèi)，即當(dāng)每轉(zhuǎn)動巖塊的塊數(shù)25時(shí)，則從試驗(yàn)得到 Adany公式中的參數(shù) ：rn1K2K破壞類型剪壞面剪壞帶紐壞帶0 231.5456rn1K2Kitanitan)32(3二、巖塊節(jié)理破壞二、巖塊節(jié)理破壞 、巖塊剪切破壞面巖塊剪切破壞面mnmn，圖圖 4.27 4.27巖塊節(jié)理模型的剪切破壞巖塊節(jié)理模型

13、的剪切破壞求：塊體沿mnmn和MlMl發(fā)生破壞所需要的最小推力及該類巖體的擴(kuò)容條件。設(shè)巖塊抗剪強(qiáng)度設(shè)巖塊抗剪強(qiáng)度 ，設(shè)設(shè)mnmn方向位移方向位移1 1單位，單位，則水平位移則水平位移：垂直位移垂直位移： 合剪力：合剪力：合正應(yīng)力：合正應(yīng)力：水平推力：水平推力：H H內(nèi)、外力作功相等：內(nèi)、外力作功相等： 代入以上結(jié)果，并代入以上結(jié)果，并iusinivcosiamncosiacosvbliavbuHvcos0didHabaHv 2得得iiacosmnHavb1iu位移位移 方向方向單元受力圖1.塊體沿mn發(fā)生破壞所需要的最小推力H 式中：節(jié)理的摩擦系數(shù)因?yàn)閴K體朝需要推力最小最小的方向位移， 3.3

14、.該類巖體的擴(kuò)容條件該類巖體的擴(kuò)容條件tan)tan2(2vvbaba)tan2(tan2vvbbbH2.2.塊體沿塊體沿mlml發(fā)生破壞所需要的最小推力發(fā)生破壞所需要的最小推力H H返回返回第五節(jié)第五節(jié) 巖體的應(yīng)力巖體的應(yīng)力應(yīng)變分析應(yīng)變分析 一、巖體的一、巖體的 曲線曲線巖石和巖體的曲線對比示意圖1.巖石和巖體應(yīng)力應(yīng)變曲線差別巖石和巖體應(yīng)力應(yīng)變曲線差別巖石巖石巖體巖體2.2.巖體變形曲線類型巖體變形曲線類型彈性彈性線性線性巖體內(nèi)部巖體內(nèi)部破裂或結(jié)破裂或結(jié)構(gòu)面局部構(gòu)面局部剪切破壞。剪切破壞。雙線性雙線性彈彈塑塑性變形性變形非線性非線性出現(xiàn)出現(xiàn)2 2個(gè)個(gè)破壞點(diǎn)破壞點(diǎn)多線性多線性二、巖體變形模量二

15、、巖體變形模量 eE確定方法確定方法1.1.由應(yīng)力由應(yīng)力- -應(yīng)變曲線確定應(yīng)變曲線確定 2.2.巖塊與節(jié)理面變形疊加求模量巖塊與節(jié)理面變形疊加求模量3.“3.“等價(jià)等價(jià)”模型確定模型確定4.4.現(xiàn)場實(shí)測方法現(xiàn)場實(shí)測方法1.1.由應(yīng)力由應(yīng)力- -應(yīng)變曲線確定應(yīng)變曲線確定 變形模量變形模量彈性模量彈性模量dEE yedE2.2.巖塊變形與節(jié)理面變形疊加求模量巖塊變形與節(jié)理面變形疊加求模量依據(jù)：巖體的位移=巖塊的位移+節(jié)理的位移巖塊的位移：巖塊的位移：Ed1節(jié)理的位移：節(jié)理的位移：nhEdm)1 (2222巖體的位移：nhEdmEd)1 (222(a)巖體有效變形模量:effeffEddE(b)(

16、(a)a)式式=(=(b)b)式式：)(1 (2112nhdmEEeff由于9 .0)1 (2m故：故：)(8 . 111nhdEEeff注：注：實(shí)際工程中，E由室內(nèi)巖塊試驗(yàn)確定;d為節(jié)理的間距，可由地質(zhì)測繪確定; 可由現(xiàn)場巖體變形試驗(yàn)求出。故可由此式來求出 nheffE4. .現(xiàn)場實(shí)測方法（現(xiàn)場實(shí)測方法（4.64.6講）講）3.“.“等價(jià)等價(jià)”模型求模量模型求模量 設(shè)巖體內(nèi)存在單獨(dú)一組有規(guī)律的節(jié)理，可用“等價(jià)”連續(xù)介質(zhì)模型來代替這個(gè)不連續(xù)巖體等價(jià)原理等價(jià)原理：保證模型和原型中的總應(yīng)力和位移相等；但原型和模型中的變形不同“等價(jià)”模型變形=巖塊變形+節(jié)理法向變形既：既：巖體的變形模量巖體的變形模

17、量nnnnKEEKEE111nKnE節(jié)理的法向剛度系數(shù)節(jié)理的法向剛度系數(shù)E 巖塊彈性模量巖塊彈性模量第六節(jié)第六節(jié) 巖體力學(xué)性能的現(xiàn)場測試巖體力學(xué)性能的現(xiàn)場測試 由于室內(nèi)的巖樣存在體積小、脫離巖體的地質(zhì)力學(xué)性能的全貌等缺點(diǎn)，因而不能充分反映巖體的力學(xué)性能。而巖體的野外現(xiàn)場測試就較為全面的反映巖體力學(xué)性能的全貌，這是室內(nèi)試驗(yàn)所不及的。本節(jié)我們討論巖體的變形性能和強(qiáng)度特性的現(xiàn)場試驗(yàn)。 一、巖體的變形試驗(yàn)一、巖體的變形試驗(yàn) 巖體的變形試驗(yàn)有靜力法靜力法和動力法動力法兩種。 靜力法靜力法是指巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)時(shí)以靜力荷載進(jìn)行加載。 動力法動力法是指施加于巖體上的荷載為動力荷載。 動力法的現(xiàn)場測定在第三章已

18、介紹，這里介紹靜力法求現(xiàn)場巖體的變形模量。 常用的靜力法有千斤頂法荷載試驗(yàn)（或稱平板荷載法）、徑向荷載試驗(yàn)（如雙筒法）和水壓水壓法法。 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。eEdE1.1.定義：定義：用千斤頂加荷于墊板上，使荷載傳到巖體中，也稱千斤頂法。2.2.設(shè)備裝置的主要組成設(shè)備裝置的主要組成（圖432)： （1）墊板（承壓板);一般為方形或圓形，面積為0.25-1.20mm2、材料彈性也可為剛性。 （2）加荷裝置（千斤頂或壓力枕）;加荷為 500kN-3000kN，加荷方法有小循環(huán)和大循環(huán)兩種。小循環(huán)分為多次循環(huán)和單次循環(huán),見圖4-33。多次小

19、循環(huán)加載比相同荷載下常規(guī)加載巖體產(chǎn)生的總變形大(蠕變現(xiàn)象) （3）傳力裝置（傳力支柱、傳力柱墊板）; （4）變形量測裝置（測微計(jì)）;（一）千斤頂法荷載試驗(yàn)（一）千斤頂法荷載試驗(yàn)頂、底頂、底板加載板加載邊墻邊墻加載加載圖4-33 巖體現(xiàn)場變形試驗(yàn)加荷過 程示意圖3.3.測試測試巖體的變形可在墊板下面測定，也可在通過墊板 中心的軸線上距墊板一定距離處量測單次小循環(huán)大循環(huán)多次小循環(huán)P-P-壓力壓力T-T-時(shí)間時(shí)間2021/spEr4.4.算式算式 (測出壓力和位移，由下列公式計(jì)算巖體的變形模量E) 把巖體看作一個(gè)彈性半無限空間，用布辛涅斯克方程求得巖體表面的垂直向位移。(1)(1)墊板為柔性墊板墊板

20、為柔性墊板(3種位移)a.a.巖體表面上墊板的中點(diǎn)處垂直位移（4-80）式中：p-中心荷載; r-墊板的半徑; -巖體的泊松比; E巖體的彈性模量201/smpEAb.b.墊板的平均位移墊板的平均位移（4-81）式中，A-受荷表面的面積；m-系數(shù)它取決于墊板的形狀、剛度以及荷載分布等情況，其m值可見表4-5202 1psbaE c.c.帶孔柔性墊板帶孔柔性墊板(中心有孔的壓力枕)中心點(diǎn)中心點(diǎn)的垂直的垂直位移位移（483)注：注：在圓形板下不同荷載類型時(shí)，其相應(yīng)的m值可見表4-62222201lnlnpbabaabsababEab （2 2）墊板為剛性矩形墊板時(shí)）墊板為剛性矩形墊板時(shí)（482）式

21、中：a和b為墊板的邊長（二）徑向荷載試驗(yàn)（二）徑向荷載試驗(yàn)（求抗力系數(shù)（求抗力系數(shù)K K和彈模和彈模E E）要點(diǎn)：要點(diǎn)：在巖體中開挖一個(gè)圓筒形洞室，然后在這個(gè)洞室的某一段長度上施加垂直于巖體表面的均勻壓力。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(yàn)) 圖4-35所示試驗(yàn)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。變形模量變形模量可按彈性厚壁圓筒理論（圖4-36）求得：prruEB211式中 - 半徑為 巖體內(nèi)的徑向位移 1urAA-AABrEK)1(0uPK 推算彈性抗力系數(shù)推算彈性抗力系數(shù)K定義：洞

22、室表面產(chǎn)生單位位移的應(yīng)力利用彈性厚壁圓筒理論推出：注：K隨洞的半徑的大小而變化，一般，半徑越大K值越小。K愈大巖體彈性抗力愈大，愈有利于襯砌的穩(wěn)定。既（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)（三）狹縫壓力枕荷載試驗(yàn)( (2種種) )方法方法1 1要點(diǎn)：要點(diǎn)：將巖體切割成槽，把壓力枕埋于槽內(nèi)，并用水泥砂漿澆注，使壓力枕的兩個(gè)面皆能很好地與槽的兩側(cè)巖面接觸（圖4-37）。20.51spEV a變形模量為變形模量為式中：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方法2 2要點(diǎn)：要點(diǎn)：在垂直巖壁上刻槽布置，圖4-38。則巖體的變形模量E可按布辛涅斯克的彈性理論求得。當(dāng)實(shí)測位移已知時(shí)，變

23、形模量變形模量為：2221131411RplEu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) x軸到測點(diǎn)的距離(cm） 測點(diǎn)的位移（cm） l2224yyllRu1.要點(diǎn)：要點(diǎn)：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。雙千斤頂試驗(yàn)中，一組試驗(yàn)不少于五塊試件。 二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)二、現(xiàn)場巖體直剪試驗(yàn)(2種)（一）雙千斤頂法（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） 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）

24、 F 試件剪切面面積（cm2） 橫向推力與剪切面的夾角（通常取150)122s inc o sp FtFFFtF2.2.在不同在不同p力作用下剪切力作用下剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力式中： 注1 當(dāng)剪切面上存在裂隙、節(jié)理等滑面時(shí)，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(shí)的滑動面積為Fb。abFFF3. 繪制應(yīng)力與位移特性曲線和剪應(yīng)力與正應(yīng)力強(qiáng)度曲線繪制應(yīng)力與位移特性曲線和剪應(yīng)力與正應(yīng)力強(qiáng)度曲線122s inc o sp FtFFFtF有效抗剪面積正壓力仍由全部面積承擔(dān)總面積：注注2 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。 注注3 3 在計(jì)算剪應(yīng)力時(shí)，應(yīng)扣除由于垂直壓力而產(chǎn)生的滾軸滾動摩擦力。注注4 4 如果剪切面為傾斜面時(shí)，上述破壞面上的正、剪應(yīng)力的計(jì)算公式還應(yīng)根據(jù)傾角的大小進(jìn)行修正。（二）單千斤頂法 1、要點(diǎn)：單千斤頂法是現(xiàn)場無法施加垂直應(yīng)力的情況下采用的。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150-350）2.2.破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算破壞面上的正、剪應(yīng)力計(jì)算(如圖442) cossin22xxFtFFtFhh