巖石力學性質(zhì)-強度特征(編輯修改稿)
2025-02-15 00:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 試驗破壞時的應力莫爾圓，用于繪制應力莫爾強度包絡線。如圖所示。 曲線型 直線型 石巖三軸抗壓強度 6) 三軸試驗巖石強度參數(shù)的確定 ? ： τ軸的截距稱為巖石的粘結力（或稱內(nèi)聚力），記為 C（ MPa），與 σ軸的夾角稱為巖石的內(nèi)摩擦角，記為 υ（度）。 ? ： ① 一種方法是將包絡線和 τ軸的截距定為 C，將包絡線與 τ軸相交點的包絡線外切線與 σ軸夾角定為內(nèi)摩擦角。 ② 另一種方法建議根據(jù)實際應力狀態(tài)在莫爾包絡線上找到相應點，在該點作包絡線外切線，外切線與 σ軸夾角為內(nèi)摩擦角，外切線及其延長線與 τ軸相交之截距即為 C。 實踐 中采用第一種方法的人數(shù)多。 石巖三軸抗壓強度 1）定義 ? 巖石在單軸拉伸荷載作用下達到破壞時所能承受的最大拉應力 稱為巖石的單軸抗拉強度 (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分 直接試驗 和 間接試驗 兩類。 巖石單軸抗拉強度 441 439 2)直接拉伸試驗加載和試件示意圖 巖石單軸抗拉強度 固定在材料試驗機的夾具內(nèi)，往往因夾具內(nèi)的應力過于集中，而引起試件兩端破裂，造成實驗失敗。但若夾持力不夠，試件就會從夾具中拉出。 ? 計算公式： 破壞時的最大軸向拉伸荷載 (Pt)除以試件 的橫截面積 (A)。即： σt=Pt/A 巖石單軸抗拉強度 2)直接拉伸試驗加載和試件示意圖－（續(xù)） 巖石單軸抗拉強度 缺點： 直接拉伸法在 試件準備方面要花費大量人力、物力和時間 3)間接拉伸試驗加載和試件示意圖 巴西試驗法（ Brazilian test），俗稱劈裂試驗法。 ? :為一巖石圓盤，加載方式如圖所示。實際上荷載是沿著一條弧線加上去的，但孤高不能超過圓盤直徑的 1/20。 巖石間接拉伸試驗 ? ： 圓盤在壓應力的作用下，沿圓盤直徑 yy的應力分布和 xx方向均為壓應力。而離開邊緣后，沿 yy方向仍為壓應力，但應力值比邊緣處顯著減少。并趨于均勻化； xx方向變成拉應力。并在沿 yy的很長一段距離上呈均勻分布狀態(tài)。 ?： 從圖可以看出，雖然拉應力的值比壓應力值低很多，但由于巖石的抗拉強度很低，所以試件還是由于 x方向的拉應力而導致試件沿直徑的劈裂破壞。破壞是從直徑中心開始，然后向兩端發(fā)展，反映了巖石的抗拉強度比抗壓強度要低得多的事實。 巖石間接拉伸試驗 (d)計算公式 巖石間接拉伸試驗 DtPx ??2??)441(2 22 2 yD DDtPy ???? ??從圖中可以看出，拉應力的值比壓應力值低很多，但由于巖石抗壓不抗拉的特點，破壞是從直徑中心開始，然后向兩端發(fā)展。 抗剪切強度 1)定義： ? 巖石在剪切荷載作用下達到破壞前所能承受的最大剪應
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