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正文內(nèi)容

巖石力學(xué)性質(zhì)-強(qiáng)度特征(編輯修改稿)

2025-02-15 00:34 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 試驗(yàn)破壞時(shí)的應(yīng)力莫爾圓,用于繪制應(yīng)力莫爾強(qiáng)度包絡(luò)線。如圖所示。 曲線型 直線型 石巖三軸抗壓強(qiáng)度 6) 三軸試驗(yàn)巖石強(qiáng)度參數(shù)的確定 ? : τ軸的截距稱(chēng)為巖石的粘結(jié)力(或稱(chēng)內(nèi)聚力),記為 C( MPa),與 σ軸的夾角稱(chēng)為巖石的內(nèi)摩擦角,記為 υ(度)。 ? : ① 一種方法是將包絡(luò)線和 τ軸的截距定為 C,將包絡(luò)線與 τ軸相交點(diǎn)的包絡(luò)線外切線與 σ軸夾角定為內(nèi)摩擦角。 ② 另一種方法建議根據(jù)實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)在莫爾包絡(luò)線上找到相應(yīng)點(diǎn),在該點(diǎn)作包絡(luò)線外切線,外切線與 σ軸夾角為內(nèi)摩擦角,外切線及其延長(zhǎng)線與 τ軸相交之截距即為 C。 實(shí)踐 中采用第一種方法的人數(shù)多。 石巖三軸抗壓強(qiáng)度 1)定義 ? 巖石在單軸拉伸荷載作用下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大拉應(yīng)力 稱(chēng)為巖石的單軸抗拉強(qiáng)度 (Tensile strength) 。 ? 試件在拉伸荷載作用下的破壞通常是沿其橫截面的斷裂破壞。 ? 巖石的拉伸破壞試驗(yàn)分 直接試驗(yàn) 和 間接試驗(yàn) 兩類(lèi)。 巖石單軸抗拉強(qiáng)度 441 439 2)直接拉伸試驗(yàn)加載和試件示意圖 巖石單軸抗拉強(qiáng)度 固定在材料試驗(yàn)機(jī)的夾具內(nèi),往往因夾具內(nèi)的應(yīng)力過(guò)于集中,而引起試件兩端破裂,造成實(shí)驗(yàn)失敗。但若夾持力不夠,試件就會(huì)從夾具中拉出。 ? 計(jì)算公式: 破壞時(shí)的最大軸向拉伸荷載 (Pt)除以試件 的橫截面積 (A)。即: σt=Pt/A 巖石單軸抗拉強(qiáng)度 2)直接拉伸試驗(yàn)加載和試件示意圖-(續(xù)) 巖石單軸抗拉強(qiáng)度 缺點(diǎn): 直接拉伸法在 試件準(zhǔn)備方面要花費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間 3)間接拉伸試驗(yàn)加載和試件示意圖 巴西試驗(yàn)法( Brazilian test),俗稱(chēng)劈裂試驗(yàn)法。 ? :為一巖石圓盤(pán),加載方式如圖所示。實(shí)際上荷載是沿著一條弧線加上去的,但孤高不能超過(guò)圓盤(pán)直徑的 1/20。 巖石間接拉伸試驗(yàn) ? : 圓盤(pán)在壓應(yīng)力的作用下,沿圓盤(pán)直徑 yy的應(yīng)力分布和 xx方向均為壓應(yīng)力。而離開(kāi)邊緣后,沿 yy方向仍為壓應(yīng)力,但應(yīng)力值比邊緣處顯著減少。并趨于均勻化; xx方向變成拉應(yīng)力。并在沿 yy的很長(zhǎng)一段距離上呈均勻分布狀態(tài)。 ?: 從圖可以看出,雖然拉應(yīng)力的值比壓應(yīng)力值低很多,但由于巖石的抗拉強(qiáng)度很低,所以試件還是由于 x方向的拉應(yīng)力而導(dǎo)致試件沿直徑的劈裂破壞。破壞是從直徑中心開(kāi)始,然后向兩端發(fā)展,反映了巖石的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要低得多的事實(shí)。 巖石間接拉伸試驗(yàn) (d)計(jì)算公式 巖石間接拉伸試驗(yàn) DtPx ??2??)441(2 22 2 yD DDtPy ???? ??從圖中可以看出,拉應(yīng)力的值比壓應(yīng)力值低很多,但由于巖石抗壓不抗拉的特點(diǎn),破壞是從直徑中心開(kāi)始,然后向兩端發(fā)展。 抗剪切強(qiáng)度 1)定義: ? 巖石在剪切荷載作用下達(dá)到破壞前所能承受的最大剪應(yīng)
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