巖石力學(xué)性質(zhì)-強度特征-資料下載頁
2025-01-19 00:34本頁面
【正文】 試驗機受拉產(chǎn)生的彈性變形以應(yīng)變能的形式存在機器中 。當(dāng)施加的壓縮應(yīng)力超過巖石抗壓強度后，試件破壞。試驗機架迅速回彈，以便返回其原始位置，并 將其內(nèi)部貯存的應(yīng)變能釋放到巖石試件上，從而引起巖石試件的急劇破裂和崩解。 ? 試驗結(jié)果表明，巖石超過其峰值強度后就完全破壞了，沒有任何承載能力了。與事實矛盾。 ? 事實上，巖石超過其峰值強度后，發(fā)生了破壞，內(nèi)部出現(xiàn)破裂，其 承載能力因而下降，但并沒有降到零，而是仍然具有一定的強度。 ? 特別是在具有 限制應(yīng)力的條件下 ，情況更是如此。巖石開挖工程的圍巖一般都處在周圍巖石的限制中，因而破壞時不可能發(fā)生突然崩解現(xiàn)象。 ? 從另一方面看，地下巖石在漫長的地質(zhì)年代中受到過各種力場的作用， 經(jīng)歷過多次破壞 ，因而我們在巖石工程中面對的就是已經(jīng)發(fā)生過破壞的巖石（巖體）。 ? 研究巖石超過其峰值強度破壞后的強度特征對巖石工程本身 具有重要意義 。 普通柔性實驗機獲得結(jié)果與 工程的矛盾： 提高試驗機剛度，降低巖石試件剛度，增加伺服控制系統(tǒng)。試驗系統(tǒng)組成：鋼架構(gòu)件、液壓柱、巖石試件。 ? ：鋼架構(gòu)件的剛度系數(shù) Ks=EA/L . ? 增加鋼架構(gòu)件的截面積 A，減小其長度 L。因此在許多剛性試驗機上使用了幾個粗矮鋼柱以加強剛度。 ? ：液壓柱剛度系數(shù) Kf=kA/H. ? 應(yīng)增加液壓柱的截面積 A，減小其長度 H；同時要增大液壓油的體積模量 K。為此，在少數(shù)剛性試驗機的液壓系統(tǒng)中用水銀代替普通液壓油。 ? ：減小試件截面積，增加其長度。 ? ， 控制巖石變形速度恒定。 試驗改進途徑 破壞后強度 ?采用 剛性實驗機 ，就能獲得巖石在受壓過程中的全應(yīng)力 應(yīng)變曲線，獲得巖石在超過峰值強度破壞后的變形和強度特征。 ?只有實驗機的剛度大大高于巖石試件的剛度，試驗機的變形很小，試件破壞時才是穩(wěn)定的。 ?全應(yīng)力 應(yīng)變曲線還有另外三個用途： ? 預(yù)測巖爆 ? 預(yù)測蠕變破壞 ? 預(yù)測循環(huán)加載條件下的巖石破壞 預(yù)測巖爆 如圖，以峰值強度點 C為界，可以分為 A、 B兩個部分。左半部分 OCE（面積 A）代表達到峰值強度時， 積累在試件內(nèi)部的應(yīng)變能 。右半部 CED（面積 B）代表試件從破裂到 破壞整個過程消耗的能量 。 ? BA，發(fā)生巖爆 ? BA，不會產(chǎn)生巖爆 預(yù)測蠕變破壞 如圖， HI為蠕變終止軌跡線，在試件加載到一定應(yīng)力水平后，保持應(yīng)力恒定，試件將發(fā)生蠕變。 ?σ Hσ σG，試件發(fā)生蠕變，應(yīng)變發(fā)展到一定程度，蠕變停止 ?σ= σG ，試件發(fā)生蠕變破壞 ?應(yīng)力水平越高，從蠕變到破壞的時間越短 不同應(yīng)力水平下蠕變終止點的連線，通過大量試驗獲得。 預(yù)測循環(huán)加載條件下的巖石破壞 ?巖土工程中經(jīng)常遇到循環(huán)加載的情況，如反復(fù)的爆破作用就是對圍巖施加的循環(huán)荷載而且是動荷載 ?由巖石的非線性，其加載和卸載路徑不重合，每次加卸載都形成一個遲滯回路，留下一段永久變形 ?高應(yīng)力水平下循環(huán)加載，巖石破壞時間較短 ?低應(yīng)力水平則較長 根據(jù)受力水平，循環(huán)荷載大小，周期預(yù)測巖石破壞
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