課程名稱井巷工程2(編輯修改稿)
2025-02-16 12:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ⑴ 應(yīng)力應(yīng)變曲線 I— OA階段 裂隙壓密閉合階段 Ⅱ — AB階段 線彈性階段 Ⅲ — BC段 破裂發(fā)展階段 或稱 變形屈服階段 Ⅳ 一 CD段 軟化階段 （ 1） 靜荷載下巖石變形特征 * 一般巖石在室溫和大氣壓條件下的單向壓縮試驗(yàn)曲線（ 圖 11） a、 Ⅰ —OA段： σ～ ε曲線斜率逐漸增大；稱為 “ 裂隙壓密閉合階段 ” （變彈模）。 b、 Ⅱ —AB段： σ～ ε曲線近似直線；稱為 “ 線彈性階段 ” 。 c、 Ⅲ —BC段： σ～ ε曲線的斜率逐漸縮小；稱為 “ 破裂發(fā)展階段 ” ，達(dá)到極限 C。 d、 Ⅳ —CD段 ：剛性試驗(yàn)機(jī)時(shí)可見 σ～ ε曲線上 應(yīng)力隨應(yīng)變而下降直至 D，這說明了什么？ *CD曲線的存在 ——說明巖石在達(dá)到極限強(qiáng)度后，仍然具有相當(dāng)?shù)某休d能力。 εσ△△lim?E ⑵ 體積應(yīng)變 — 巖石的體積改變量 ΔV與原體積 V的比值 ,也稱體積改變率。 VVv??? 一般巖石具有在彈性階段體積變小和塑性階段體積增大的特點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)在 屈服應(yīng)力 B附近。 巖石在塑性階段體積增大的性質(zhì)稱為 擴(kuò)容現(xiàn)象 ,對于研究巷道變形和圍巖對支護(hù)造成的壓力等問題有重要意義。 ⑵ 應(yīng)力 體積應(yīng)變曲線 OB階段，體積應(yīng)變減小 BC階段，塑性擴(kuò)容 CD段，碎脹階段 εV （ 3）三種破壞形式 ? 脆性破壞： ——永久變形或全變形小于 3%者為脆性破壞。具有這種特性的巖石稱為脆性巖石； ? 塑性破壞： ——永久變形或全變形大于 5%者塑性破壞。具有這種特性的巖石稱為塑性巖石； ? 過度狀態(tài)： ——永久變形或全變形在 3%到 5%之間。 (4) 有圍壓作用時(shí)的巖石變形特性 ? 破壞前的應(yīng)變增加； ? 脆性 ?塑性，出現(xiàn)硬化現(xiàn)象； ? 變形模量和泊松比有一定程度提高。 圖 不同圍壓下的大理巖應(yīng)力應(yīng)變曲線 （二）動載荷下巖石變形特征 * 動荷載 —外荷載不是常數(shù)，而是時(shí)間的函數(shù)。 如沖擊鑿巖和爆破落巖等，如 圖 1－ 2所示為鑿巖機(jī)活塞沖擊釬尾時(shí)，作用力隨時(shí)間變化的實(shí)測曲線。 從圖可見，作用力在幾十微秒內(nèi)零驟增到數(shù)萬牛頓，再經(jīng)數(shù)百微秒重新下降到零。 ΔL— 質(zhì)點(diǎn)擾動位移， CP— 質(zhì)點(diǎn)擾動的傳播速度（波速）， Δt— 波的傳播時(shí)間， CPΔt— 在 Δt— 時(shí)間內(nèi)變形范圍。 F ⑵ 巖石在動荷載作用下的變形特征 ΔL * 動荷載下巖石變形特征： a 在動荷載作用下，巖石變形不是整體的均勻變形； b 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動速度也不是整體一致的。 “ 變形和速度 ” 都有一個(gè)傳播的過程。 *表 1－ 3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。 表面波 (勒夫波 ) ：沿介質(zhì)邊界傳播 c； 體積波： 在介質(zhì)內(nèi)部傳播，分為橫波和縱波 橫波： 介質(zhì)振動方向和波的傳播方向垂直，產(chǎn)生剪切變形 b； 縱波 ：質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向一致，產(chǎn)生壓縮、拉伸變形 a； 瑞利波： 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡為橢圓的波，為地震波的主要形式 d ⑶ 波的反射和透射 波阻抗 ρcp —介質(zhì)密度與縱波速度的乘積，它表示介質(zhì)對應(yīng)力波傳播的阻尼作用。 *表 1－ 3列出了幾種材料的密度、縱波波速及波阻抗值。 巖石強(qiáng)度 —在外荷載作用下巖石抵抗破壞的能力（ 靜、動荷載作用 ）。 *瞬時(shí)強(qiáng)度 —巖石在動荷載作用下的強(qiáng)度，又叫動荷載強(qiáng)度 *長時(shí)強(qiáng)度 —巖石在靜荷載作用下的強(qiáng)度的強(qiáng)度，又叫做靜荷載強(qiáng)度 表 1－ 5列出了幾種巖石的動靜荷載強(qiáng)度值 巖石的強(qiáng)度特征 （一） 靜荷載 下巖石的強(qiáng)度特征 （ 1）靜荷載下巖石大多表現(xiàn)為 脆性破壞 。 （ 2）同一種巖石的強(qiáng)度并非常數(shù)。 （ 3）不同受力狀態(tài)下巖石的各種強(qiáng)度極限相差懸殊。 a、從荷載性質(zhì)來看： 單向抗壓強(qiáng)度 單向抗剪強(qiáng)度 單向抗彎強(qiáng)度 單向抗拉強(qiáng)度； b、從應(yīng)力狀態(tài)來看： 三向抗壓強(qiáng)度 雙向抗壓強(qiáng)度 單向抗壓強(qiáng)度； *部分巖石強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果列于 表 1－ 4 381~51?CtRR151~21?CR?3Ct RR ???單向抗壓強(qiáng)度 RC、單向抗剪強(qiáng)度 τ、單向抗拉強(qiáng)度 Rt之間有下列關(guān)系： （一） 靜荷載 下巖石的強(qiáng)度特征 （二）動荷載下巖石的強(qiáng)度特征 動載：隨著時(shí)間變化。 （ 1）外部動荷載解除，質(zhì)點(diǎn)由運(yùn)動恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)需要一個(gè)持續(xù)過程，而非立即恢復(fù)到位。 （ 2）巖石的動荷載強(qiáng)度（瞬時(shí)強(qiáng)度）大于靜荷載強(qiáng)度（長時(shí)強(qiáng)度）。 （ 3）分析圍巖穩(wěn)定性時(shí)，靜載強(qiáng)度； 分析開
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