中礦巖石力學-第二章(編輯修改稿)
2025-06-03 22:19 本頁面
【文章內容簡介】 線） c?? ??? t a n tanφ－ 巖石抗剪切內摩擦系數(shù) c － 巖石的粘聚力 返回 ?做一組（大于 5次）不同 α 的試驗，記錄所得的 σ,τ 值；由該組值作曲線 ,近似直線得方程 ?改變夾具傾角 α ： 30度 ～ 70度 2022/6/4 32 四 巖石的抗拉強度 1. 定義 ： 在單軸拉力作用下巖石試件抵抗破壞的極限能力，在數(shù)值上等于破壞時的最大拉應力。 直接拉伸法 間接拉伸法 2. 拉伸試驗方法 拉伸試驗方法 巴西劈裂法 點 荷 載 法 計算公式不同 （不易成功） 2022/6/4 33 直接拉伸試驗方法 應力集中 兩端破壞（強度 ) 夾持力，聯(lián)結力不足 從中拔出 應力集中 兩者變形 ？ 高強度水泥 高強度樹脂 兩者膠結力 變形是否協(xié)調 APR t /?2022/6/4 34 巴西劈裂法 （ 對稱徑向壓裂法） 由巴西人 Hondros提出 實驗思想：徑向壓縮導致劈裂 , 注意： 接觸并非單線接觸，有一定接觸面積（弧高 ≤ 1/20D） 試件：實心圓柱 Φ 50mm。δ25mm 換圖蔡 拉伸破壞 研究熱點： 平臺加載 加載速度 DtPt ?? /2?xy ?? 3? σt:試件中心的最大 拉應力，即 Rt D: 試件的直徑 t: 試件的厚度 δ 試驗要求 : ①沿平行于軸線的一條邊緣線均勻加載 ②破壞面必須通過試件直徑 2022/6/4 35 點荷載試驗法 是上世紀發(fā)展起來的一種簡便的現(xiàn)場試驗方法。 試件： 任何形狀（優(yōu)點），尺寸大致 50mm， 不做任何加工 。 試驗： 直接放到現(xiàn)場的點荷載儀上，加載劈裂破壞。 2/ yPI ?IR t ?計算 ： I —— 點荷載強度指標 P —— 試件破壞時的極限荷載 y —— 加載點試件的厚度 統(tǒng)計公式 ： ??? 15 1 i it IR要求 :由于離散性大，每組 15個，取均值 建議：用 Ф50mm的鉆孔巖芯為試件。 返回 36 2022/6/4 第三節(jié) 巖石的變形特性 彈性 ： 物體受外力作用瞬間即產生全部變形， 卸載后 立即恢復原有形狀和尺寸的性質 塑性 ： 物體受力后產生變形，在 卸載后 變形不能完全恢復的性質 粘性 ： 物體受力后變形不能瞬時完成，且應變速率隨應力增加而增加的性質，又稱為流變性 （ 蠕變，松弛，彈性后效 ） 。 屈服極限 ： ?? E?η ：粘性系數(shù) dtd???? ? ??? .2022/6/4 37 2. 基本力學模型 ： 彈性模型 理想塑性 粘性模型 η — 粘性系數(shù)（ poise； poise=S/m2） ?? E???????持續(xù)增長??????00 0tdtd ?????? ???變形與時間無關 卸載后是否有殘余變形 變形與時間有關 無 有 變形特性 ( σ0 ：屈服應力 ) 2022/6/4 38 3. 基本元件 2022/6/4 39 2022/6/4 40 η牛頓粘性系數(shù)；單位 : 泊。 1posie=s/m2 返回 2022/6/4 41 一 、 巖石在單軸壓應力作用下的變形特性 典型的巖石應力 應變曲線 （ 一 ） 普通試驗機下的變形特性 特點： ① σ1－ ε1 曲線 ， 應變率隨應力增加而減??； ② 塑性變形 （ 變形不可恢復 ） 原因：微裂隙閉合 （ 壓密 ） : 1） 原生微裂隙壓密階段 （ OA） 特點： ① σ1－ ε1 曲線是直線； ② 彈性模量 ， E為常數(shù) （ 變形可恢復 ） 原因：巖石 固體部分 變形 ， B點開始屈服 ， B點對應的 σB應力為屈服極限 ， 超過 B點卸載有塑性變形 。 2）彈性變形階段（ AB） 3）彈塑性 （ 非線性 ） 變形階段（ BC） 特點： ① σ1－ ε1 曲線 ； ② 有塑性變形產生，變形不可恢復； ③ 應變速率 不斷增大。 原因 ： 新裂紋產生，原生裂隙擴展。 1??脆性 ： 應力超出屈服應力后，并不呈現(xiàn)出明顯的塑性變形而破壞，即為脆性破壞 。 巖石越硬， BC段越短，脆性行為越明顯。 注意：半程壓縮曲線 2022/6/4 42 1. 直線或近似直線（彈性體） 2. 曲線向下彎曲（彈塑性體） 3. 初向上彎曲后直線（塑 彈性體） 4. 曲線似 S型（塑 彈 塑性體） 5. 初小段直線后進入非彈性的曲線部分（彈 粘性體） 應變曲線可分成五類 : 2022/6/4 43 彈性模量國際巖石力學學會 （ ISRM） 建議三種方法 切線模量 ( ) 割線模量 ( ) 變形模量 ( ) cddEt????21????????csE????21????????peE ?? ???02022/6/4 44 巖石加、卸載特性 2022/6/4 45 循環(huán)加卸載曲線 特點： ①多次反復加、卸載，變形曲線與單調加載曲線上升總趨勢保持一致（巖石的 “ 變形
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