煤礦技術(shù)人員培訓講(編輯修改稿)
2025-02-02 15:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壓強度 雙向抗壓強度 單向抗壓強度 抗 剪強度 抗彎強度 單向抗拉強度。 巖石的破壞機理和強度理論 巖石的破壞機理：任何材料的破壞，從不同部分散離的狀態(tài)來看，不外是兩種，即產(chǎn)生散離的部分互相遠離或錯開，所以物體的破壞機理歸結(jié)到底只有兩種：即拉斷和剪切。因此巖石的破壞從其機理上來說也只有拉壞和剪壞，而通常所說的巖石被“壓壞”，從力學分析來看，實質(zhì)上是不存在的。 巖石的強度理論：研究巖石在復雜應力狀態(tài)下的破壞原因、規(guī)律及其強度條件的理論。目前已提出的有很多，下面是兩種較常用的巖石強度理論。 莫爾強度理論：認為材料發(fā)生破壞主要是由于破 壞面上的剪應力達到一定限度的緣故，這個剪應力除了與材料本身性質(zhì)有關外，還與破壞面上由于正應力造成的磨擦阻力有關。即破壞不僅取決于剪應力，同時也取決于正應力。 格里菲斯強度理論：脆性破壞是由于拉伸而破壞，并不是因剪切而破壞。格里菲斯認為，巖石內(nèi)隨機分布著許多窄縫形的微裂隙，當物體受到拉應力作用時，處于不利方位的裂隙的端部就產(chǎn)生了高度的應力集中，于是裂隙就沿著其長度方向上擴張，直至巖石整體破壞。 礦山巖體的基本性質(zhì) 巖體：自然界中由各種巖性和各種結(jié)構(gòu)特征的巖石所組成的集合體。 巖體與巖石在力學上有許多 區(qū)別，主要有巖體的非均質(zhì)性、各向異性和非連續(xù)性。 巖體的變形破壞過程：巖體是具有彈性的、塑性和粘性的、多裂隙的非連續(xù)介質(zhì)，因此巖體的變形要比巖塊的變形要復雜得多。巖體和辦學性質(zhì)是天然巖塊和其結(jié)構(gòu)弱面力學性質(zhì)的綜合反應，總變形中必然包括結(jié)構(gòu)體的壓縮變形和形狀變形以及結(jié)構(gòu)面的壓密變形和剪切滑移變形，有的結(jié)構(gòu)體還由于剪切過程中的磨擦作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動。根據(jù)試驗研究，巖體受力后產(chǎn)生變形和破壞的過程可分為四個階段，其應力應變曲線如下圖 6 所示： 巖體的強度特征及強度試驗：巖體強度主要取決于軟弱結(jié)構(gòu)面的強度，因此可認為巖體是一種不能承受拉力的工程材料，在工程設計中稱為無拉力準則。結(jié)構(gòu)面雖然不能抗拉，但仍能傳遞一定的剪應力，即具有一定的抗剪強度。試驗證實，大部分巖體的強度曲線的受壓區(qū)仍符合“庫侖－摩爾”準則，總是處于巖石強度曲線與弱面強度曲線之間。由于弱面的存在，巖體的強度顯著的低于巖塊的強度，并使巖體更易于變形和失穩(wěn)。 礦山巖體內(nèi)應力的重新分布 巖體中的自重應力與構(gòu)造應力 原巖體：沒有受到人類工程活動影響的巖體。 原巖應力場：天 然存在與原巖內(nèi)而與人為原因無關的應力場。主要有因自重引起的自重應力和地質(zhì)構(gòu)造運動而引起的構(gòu)造應力，其次在不均勻沉積的交替區(qū)域，有可能形成局部應力集中。 原巖應力場的第一種假說：原巖體中任何地方的水平應力約等于垂直應力的 25－ 40%。（較適用于較淺的原巖應力場） 原巖應力場的第二種假說：在巖體深處的原巖垂直應力與其上覆巖層的重量成正比，而水平應力大致與垂直應力相等。（適用于深度較大時）。此假說又稱靜水應力狀態(tài)假說，主要是由于長期地質(zhì)作用和巖石的蠕變特性，使深部的巖體達到靜水應力狀態(tài)。 構(gòu)造應力是一個復雜的問題 ，目前還無法用數(shù)學力學的方法進行計算，但它有以下特點： 一般以水平壓應力為主 分布很不均勻 具有明顯的方向性 根據(jù)測定，構(gòu)造應力普遍存在著：最大水平應力 最小水平應力 垂直應力 的規(guī)律。水平構(gòu)造應力可能比自重造成的水平應力大幾倍到幾十倍，因此在淺部開采時構(gòu)造應力顯得比自重應力更為重要。 構(gòu)造應力在堅硬巖層中出現(xiàn)一般比較普遍。 巷道周圍的支承壓力分布。 在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應力增高部分稱為支承壓力。支承壓力是礦山壓力的重要 組成部分。 根據(jù)計算分析，可近似地認為，一般巷道兩側(cè)的應力集中系數(shù)為 2－ 3倍，當巷道為圓形時，集中系數(shù)最小且應力分布最均勻，當巷道的高 /寬
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1