巖石物理力學(xué)性質(zhì)ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 22:23本頁面
【正文】 = ? 斜面剪切試驗(yàn) = H D 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 ? 試驗(yàn)設(shè)備與儀器 ? 測(cè)試內(nèi)容 1. 軸向荷載 ； 2. 軸向變形； 3. 徑向變形； 4. 軸向應(yīng)變 ； 5. 橫向應(yīng)變 。 普通壓力機(jī)或萬能材料試驗(yàn)機(jī)，最好采用電液伺服控制的剛性試驗(yàn)機(jī)。 ? 巖石力學(xué)的符號(hào)規(guī)定 壓 —— + 拉 —— 2 巖石的單軸壓縮試驗(yàn) 2022/5/31 —— 試件的軸向應(yīng)力； P—— 試件的軸向荷載； D, H—— 試件的直徑和高度。 體積應(yīng)變 根據(jù)以上的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，可以繪制巖石的軸向應(yīng)力 ~軸向應(yīng)變關(guān)系曲線、軸向應(yīng)力 ~橫向應(yīng)變關(guān)系曲線、軸向應(yīng)變 ~橫向應(yīng)變關(guān)系曲線以及軸向應(yīng)力 ~體積應(yīng)變的關(guān)系曲線等 。 2 巖石的單軸壓縮試驗(yàn) 2022/5/31 破壞形態(tài)有兩類： （ 1）圓錐形破壞 原因：壓板兩端存在摩擦力，箍作用（又稱端部效應(yīng)），在工程中也會(huì)出現(xiàn)。 （ 2）柱狀劈裂破壞 張拉破壞（巖石的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度） 是巖石單向壓縮破壞的真實(shí)反映（消除了端部效應(yīng)） ? 消除試件端部約束的方法 : ? 潤(rùn)滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部） ? 加長(zhǎng)試件 破壞形態(tài)是表現(xiàn)破壞機(jī)理的重要特征； 其主要影響因素：①應(yīng)力狀態(tài) ②試驗(yàn)條件 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 ? 單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素 不同巖石類型、不同結(jié)構(gòu)、不同部位，其巖石抗壓強(qiáng)度有較大差別。影響巖石抗壓強(qiáng)度的因素較多，主要有： ? 礦物成分。 ? 結(jié)晶巖石中的石英礦物含量較多，其巖石強(qiáng)度就大； ? 云母礦物越多，其巖石強(qiáng)度越低； ? 淺色礦物多，強(qiáng)度大；深色礦物多，強(qiáng)度低。 ? 沉積巖石中的碎屑顆粒成分，石英顆粒的強(qiáng)度大于長(zhǎng)石顆粒(膠結(jié)物相同時(shí) )。 2022/5/31 ? 結(jié)晶程度和顆粒大小 結(jié)晶巖石強(qiáng)度大于非結(jié)晶巖石；細(xì)粒結(jié)晶大于粗粒結(jié)晶強(qiáng)度。 ? 膠結(jié)程度 對(duì)沉積巖來說，膠結(jié)情況和膠結(jié)物對(duì)強(qiáng)度影響較大。 硅質(zhì)膠結(jié)＞石灰質(zhì) (鈣質(zhì) ) ＞泥質(zhì)；同類沉積巖，地質(zhì)年代早＞晚。 ? 物理性質(zhì) 孔隙率大，強(qiáng)度低；密度大，強(qiáng)度高。 ? 風(fēng)化作用 風(fēng)化對(duì)巖石強(qiáng)度影響大，巖石的風(fēng)化程度越高，其強(qiáng)度越低。 2022/5/31 ? 水的作用 水對(duì)巖石強(qiáng)度有顯著的影響。水對(duì)巖石的軟化作用對(duì)工程極為不利，特別是水利工程，水庫蓄水后，水侵入巖石的孔隙和裂隙，削弱了巖石顆粒間的連接，使強(qiáng)度降低。 ? 試件尺寸和形狀 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。 ? 加荷速率 速率大，強(qiáng)度大。 2022/5/31 ? 在巖體工程中，巖體一般處在三向應(yīng)力狀態(tài)下，引用單向受力條件的巖石試驗(yàn)來研究巖石變形、強(qiáng)度特征是不夠的，必須用三軸試驗(yàn)研究巖石在三向受力條件下的變形及破壞規(guī)律。 ? 巖石在三向壓縮荷載作用下，達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大壓應(yīng)力。 ? 按應(yīng)力的組合方式，三軸試驗(yàn)可分為兩種 ： 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度 ????????的影響目的是研究中間應(yīng)力，三軸不等應(yīng)力試驗(yàn)的影響巖石變形和強(qiáng)度及破壞）對(duì)＝目的是研究圍壓（，＝常規(guī)三軸試驗(yàn)232132321?????????2022/5/31 加載方式 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度 2022/5/31 2022/5/31 常圍壓下的巖石三軸壓縮試驗(yàn) 試件內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)為 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度 2022/5/31 試驗(yàn)裝置 2022/5/31 三軸室 2022/5/31 三向受壓時(shí)巖石的變形 大理巖的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線 返回 2022/5/31 玄武巖 2022/5/31 石英閃長(zhǎng)巖 2022/5/31 三向壓應(yīng)力作用下巖石的變形特性： (1) 圍壓接近零時(shí)，大理巖試件在變形不大的情況下就產(chǎn)生破壞，這種破壞稱為 脆性破壞 ，表現(xiàn)了通常所見到的巖石脆性特征。 (2) 隨著圍壓的增大，巖石在破壞以前的總應(yīng)變量也隨之增大，而且主要是塑性變形的變形量增大。當(dāng)圍壓增大到一定范圍以后，巖石變形就成為典型的塑性流動(dòng)。這說明了巖石的變形和破壞的性質(zhì)會(huì)隨著應(yīng)力狀態(tài)的變化而變化。 2022/5/31 (3)不論圍壓等于零 ， 或是大于零 ， 在巖石的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線的初始階段都表現(xiàn)為近似直線關(guān)系 ， 說明了當(dāng)主應(yīng)力差的數(shù)值在一定范圍內(nèi) ， 巖石的變形特征還是符合彈性階段特征 ， 而當(dāng)主應(yīng)力差超出了某一范圍時(shí) ， 巖石變形才合乎塑性變形的特征 。 (4)當(dāng)圍壓較小時(shí) ， 巖石的體積變形與單向壓縮條件下的變形規(guī)律相似 ， 即 ， 先縮后脹；擴(kuò)容現(xiàn)象將隨著圍壓的增大而逐漸減弱 ， 當(dāng)圍壓超過了某個(gè)值以后 ， 擴(kuò)容現(xiàn)象將會(huì)完全消失 。 這是由于圍壓限制了試件的橫向膨脹 。 2022/5/31 (5) 隨著圍壓的提高 ， 巖石將由脆性材料逐漸變?yōu)檠有圆牧?，并象金屬材料一樣 ， 表現(xiàn)出明顯的塑性流動(dòng)特征 。 因此 ，不能簡(jiǎn)單地說巖石屬于脆性材料 。 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度特征 (1) 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著圍壓的提高而明顯增大 。 (2) 當(dāng)圍壓增大到一定程度以后，在應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線上已沒有明顯的峰值 。 (3) 如果繼續(xù)增大圍壓，巖石的強(qiáng)度將接近無限大。 2022/5/31 三軸試驗(yàn)結(jié)果的整理 莫爾圓與包絡(luò)線 強(qiáng)度曲線 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31 2022/5/31
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