巖石的物理力學(xué)性質(zhì)上巖石力學(xué)(編輯修改稿)
2025-02-09 22:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 剪切面與水平面所成的角度。 將 (2 17) 和 (2 18) 式分別除以剪切面面積即得： )s i n( cos ??? fAP?? （ 2 19 ） )c os( s i n afAPf?? ?? （ 2 20 ） 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 2. 楔形剪切試驗(yàn) Mar , 2022 32 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 楔形剪切試驗(yàn)結(jié)果 Mar , 2022 33 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 3. 三軸壓縮試驗(yàn) Mar , 2022 34 常 見 巖 石 的 剪 切 強(qiáng) 度 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 巖石名稱 內(nèi)摩擦角（ 176。 ） 內(nèi)聚力 （ MPa） 巖石名稱 內(nèi)摩擦角（ 176。 ） 內(nèi)聚力 （ MPa） 輝長巖 50~55 10~50 花崗巖 45~60 14~50 輝綠巖 55~60 25~60 流紋巖 45~60 10~50 玄武巖 48~55 20~60 閃長巖 53~55 10~50 石英巖 50~60 20~60 安山巖 45~50 10~40 大理巖 35~50 15~30 片麻巖 30~50 3~5 頁巖 15~30 3~20 灰?guī)r 35~50 10~50 砂巖 35~50 8~40 白云巖 35~50 20~50 礫巖 35~50 8~50 千枚巖、片巖 26~65 1~20 板巖 45~60 2~20 Mar , 2022 35 巖石的 抗拉強(qiáng)度 就是巖石試件在單軸拉力作用下抵抗破壞的極限能力，它在數(shù)值上等于破壞時(shí)的最大拉應(yīng)力值。 APRrt? （ 2 21 ） 式中， tR 一一巖石抗拉強(qiáng)度， k P a ； rP —— 試件破壞時(shí)的最大拉力， kN ； A —— 試件中部的橫截面面積， m 2 。 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 直接拉伸法 關(guān)鍵技術(shù) ①試件和夾具之間的連接 ②加力 P與試件同心 tensile strength 巖石抗拉強(qiáng)度 Mar , 2022 36 豎向直徑水平方向拉應(yīng)力的平均值為 DlPx??2? （ 2 22 ） 式中， P —— 作用荷載， N ； D —— 圓柱體試樣的直徑， mm ； l —— 圓柱體試樣的長度， mm 。 水平方向直徑最大的壓應(yīng)力值為 ( 在圓柱形的中心處 ) ： DlPy??6? （ 2 23 ） 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 間接方法 （巴西法） 劈裂法 Mar , 2022 37 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) （梁的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)） 抗拉強(qiáng)度 ① 巖石是各向同性的線彈性材料 ② 滿足平面假設(shè)的對(duì)稱面內(nèi)彎曲 適用條件： M ——作用在試件上的最大彎矩 C ——梁邊緣到中性軸的距離 I ——梁截面繞中性軸的慣性矩 抗彎法 Mar , 2022 38 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 試件：任何形狀，尺寸大致 5cm，不做任何加工。 試驗(yàn)：在直接帶到現(xiàn)場的點(diǎn)荷載儀上，加載劈裂破壞。 計(jì)算： 式中： P —— 試件破壞時(shí)的極限荷載 D —— 加載點(diǎn)試件的厚度 統(tǒng)計(jì)公式： 要求 :（由于離散性大），每組 15個(gè)，取均值，即 建議：用 φ 5cm的鉆孔巖芯為試件。 點(diǎn)荷載試驗(yàn)法 Mar , 2022 39 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 巖石名稱 抗拉強(qiáng)度（ MPa） 巖石名稱 抗拉強(qiáng)度（ MPa） 巖石名稱 抗拉強(qiáng)度（ MPa） 輝長巖 15~36 花崗巖 7~25 頁巖 2~10 輝綠巖 15~35 流紋巖 15~30 砂巖 4~25 玄武巖 10~30 閃長巖 10~25 礫巖 2~15 石英巖 10~30 安山巖 10~20 灰?guī)r 5~20 大理巖 7~20 片麻巖 5~20 千枚巖、片巖 1~10 白云巖 15~25 板巖 7~15 常見巖石的抗拉強(qiáng)度 Mar , 2022 40 巖 塊 的 幾 種 強(qiáng) 度 與 抗 壓 強(qiáng) 度 比 值 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 巖石名稱 與抗壓強(qiáng)度的比值 抗拉強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 煤 ~ ~ 頁巖 ~ ~ ~ 砂質(zhì)頁巖 ~ ~ ~ 砂巖 ~ ~ ~ 石灰?guī)r ~ ~ 大理巖 ~ 花崗巖 ~ 石英巖 ~ Mar , 2022 41 巖石破壞有兩種基本類型： 1. 脆性破壞 (格里菲斯強(qiáng)度理論 )，它的特點(diǎn)是巖石達(dá)到破壞時(shí)不產(chǎn)生明顯的變形，巖石的脆性破壞是由于應(yīng)力條件下巖石中裂隙的產(chǎn)生和發(fā)展的結(jié)果； 2. 塑性破壞 (莫爾 — 庫侖強(qiáng)度理論 )，破壞時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的塑性變形而不呈現(xiàn)明顯的破壞面。塑性破壞通常是在塑性流動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的，這是由于組成物質(zhì)顆粒間相互滑移所致。 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則 Mar , 2022 42 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) ? 最大正應(yīng)力理論 ? ?? ?? ?0223222221 ???? RRR ???? 最大正應(yīng)變理論 ≤ max? ERu ??? 最大剪應(yīng)力理論 ≤ max? u?0])[(])[(])[( 221222232231 ??????? RRR ??????? 八面體剪應(yīng)力理論 ≤ oct? S?? ? ? ? ? ? 21323222131 ??????? ??????o c tMar , 2022 43 強(qiáng)度理論的研究歷史 ? Coulomb (1773) – 把土及巖石看成摩擦材料。 ? Tresca (1864) – 作了一系列的擠壓實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)金屬材料在屈服時(shí)，可以看到有很細(xì)的痕紋；而這些痕紋的方向接近于最大剪應(yīng)力方向。 ???? ??? 2 31m a x??? t a nnf c ??第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 6π6π ,0c o s2 ????? σθJ ?? ?Mar , 2022 44 ? Mises (1913) – Mises指出 Tresca試驗(yàn)結(jié)果在 π平面上得到六個(gè)點(diǎn)，六個(gè)點(diǎn)之間的連線是直線？曲線？還是圓？Mises采用了圓形，并為金屬材料試驗(yàn)所證實(shí)。 ? Drucker and Prager (1952) – Drucker和 Prager首先把不考慮 σ2影響的 Coulomb屈服準(zhǔn)則與不考慮靜水壓力 p影響的 Mises屈服準(zhǔn)則聯(lián)系在一起，提出了廣義的 Mises模型，后被稱為 DP模型。 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) CJ ??????? ])()()[(61 2132322212 ??????π平面 Mar , 2022 45 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) Mises amp。 Tresca這兩種屈服條件都主要適用于金屬材料，對(duì)于巖土類介質(zhì)材料一般不能很好適用，因?yàn)閹r土類材料的屈服與體積變形或靜水應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。 Mar , 2022 46 第 2章 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 破壞機(jī)理
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