【導(dǎo)讀】著提供反力的作用。在這些構(gòu)筑物與土體的接觸面處均存在側(cè)向壓力的作用，這種側(cè)向。狀態(tài)，可分為三種土壓力，即靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力，如圖15-9-1所示。在實(shí)際工程中，大部分情況下的土壓力值均介于上述三種極限狀態(tài)下的土壓力值之間。大超過產(chǎn)生主動(dòng)土壓力所需要的位移量。靜止土壓力可根據(jù)半無限彈性體的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。在土體表面下任意深度z處取一。式中K0—靜止土壓力系數(shù)，其值可用室內(nèi)或原位試驗(yàn)確定；朗肯土壓力理論是朗肯(.)于1857年提出的。個(gè)平面上的剪應(yīng)力為零)，作用在該平面上的法向應(yīng)力即為主應(yīng)力。朗肯根據(jù)墻后土體處。于極限平衡狀態(tài)，應(yīng)用極限平衡條件，推導(dǎo)出了主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)并繪出主動(dòng)土壓力分布。則作用在擋土墻上的主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)位。的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度呈梯形分布。土壓力系數(shù)應(yīng)采用各點(diǎn)對(duì)應(yīng)土層的土壓力系數(shù)值。擋土墻后土體為均勻各向同性無粘性土(c=0)；

　　

【正文】 提出了表示點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)與巖石抗拉強(qiáng)度之間的近似的關(guān)系式，其式如下： Rt==／ D2 (15l19) 由于點(diǎn)荷載試驗(yàn)的結(jié)果離散性較大。因此要求每組試驗(yàn)必須達(dá)到一定的數(shù)量，通常進(jìn)行15 個(gè)試件的試驗(yàn)，最終按其平均值求得其強(qiáng)度指數(shù)并推算出巖石的抗拉強(qiáng)度。最近，由于許多 巖體工程分類中都采用了荷載強(qiáng)度指數(shù)作為一個(gè)定量的指標(biāo)。因此有人建議采用直徑為 5cm的鉆孔巖芯作為標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行試驗(yàn)，使點(diǎn)荷載試驗(yàn)的結(jié)果更趨合理，且具有較強(qiáng)的可比性。 【例題 16】利用點(diǎn)荷載試驗(yàn)可以求得巖石的 ( )。 A. 抗壓強(qiáng)度 B. 抗拉強(qiáng)度 C. 抗剪強(qiáng)度 D. 三向壓縮強(qiáng)度答案： B 【例題 17】某巖石試件經(jīng)點(diǎn)荷載試驗(yàn)測得其強(qiáng)度指數(shù) I= Mpa ，則其抗拉強(qiáng)度為( )。 A. Mpa B. Mpa C. Mpa D. Mpa 答案： B 【例題 18】當(dāng)利用點(diǎn)荷載試驗(yàn)確定巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，由于點(diǎn)荷載試驗(yàn)的結(jié)果離散性較大，通常進(jìn)行 15個(gè)試件的試驗(yàn)，最終按其 ( )求得其強(qiáng)度指數(shù)并推算出巖石的抗拉強(qiáng)度。 A. 平均值 B. 標(biāo)準(zhǔn)值 C. 最小平均值 D. 最大平均值 答案： A (三 )巖石的抗剪強(qiáng)度 巖石的剪切強(qiáng)度是指巖石在一定的應(yīng)力條件下 (主要指壓應(yīng)力 )所能抵抗的最大剪應(yīng)力，通常用 表示。 巖石的剪切強(qiáng)度有三種：抗剪斷強(qiáng)度、抗切強(qiáng)度和弱面抗剪強(qiáng)度 (包括摩擦試驗(yàn) )。這三種強(qiáng)度試驗(yàn)的受力條件不同，其示意圖見圖 15l11。 室內(nèi) 的巖石剪切強(qiáng)度測定，最常用的是測定巖石的抗剪斷強(qiáng)度。一般用楔形剪切儀，其主要裝置如圖 l12所示。 把巖石試件置于楔形剪切儀中，并放在壓力機(jī)上進(jìn)行加壓試驗(yàn)，則作用于剪切平面上的法向壓力 N 與切向力 Q可按下式計(jì)算： 試件剪切面積 F 除上式，即可得到受剪面上的法向應(yīng)力 和剪應(yīng)力 (試件受剪破壞時(shí)，即為巖石的抗剪斷強(qiáng)度 )： 一般采用 角度為 30176。 ～ 70176。( 以采用較大的角度為好 )，分別按上式求出相應(yīng)的 及 值，就可以在 坐標(biāo)紙上作出它們的關(guān)系曲線，如圖 l13(a)所示。巖石的抗剪斷強(qiáng)度關(guān)系曲線是一條弧形曲線，一般把它簡化為直線形式 (見圖 l13(b))。這樣，巖石的抗剪斷強(qiáng)度 與壓應(yīng)力 之間 【例題 19】下列各項(xiàng)中不屬于巖石的剪切強(qiáng)度的是 ( )。 A. 抗剪斷強(qiáng)度 B. 抗切強(qiáng)度 C. 弱面抗剪強(qiáng)度 D. 抗拉強(qiáng)度 答案： D (四 )巖石在三向壓縮應(yīng)力作用下的強(qiáng)度 地層 中的巖石絕大多數(shù)都處在三向壓縮應(yīng)力的作用下，因此，從某種意義上來說巖石在三向壓縮應(yīng)力作用下的強(qiáng)度特性是巖石本性的反映，由此而顯得更為重要。 三向壓縮應(yīng)力作用下的強(qiáng)度是指在不同的側(cè)壓力作用下的三向壓縮強(qiáng)度。由于三向應(yīng)力狀態(tài)由許多不同的應(yīng)力組合而成，因此，巖石的三向壓縮強(qiáng)度通常用一個(gè)函數(shù)式表示，其通式為： 其中， 為最大主應(yīng)力，而 分別為中間主應(yīng)力和最小主應(yīng)力。從公式 (15l23)可知，巖石的三向壓縮應(yīng)力的強(qiáng)度可用兩種不同的表達(dá)式。兩種不同的表達(dá)式是等價(jià)的。由于巖石三向壓縮強(qiáng)度是根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果而建立，從目前的研究成果來說，很難用一個(gè)具體的顯式函數(shù)形式給予精確的描述。此外，由試驗(yàn)的結(jié)果可知，隨著所施加的圍壓的增大，其相應(yīng)的極限最大主應(yīng)力也將隨之增大。因此，從總體上來說，它是一個(gè)單調(diào)函數(shù)。 1 三向壓縮試驗(yàn)方法簡介 三向壓縮應(yīng)力試驗(yàn)根據(jù)施加側(cè)向壓力的不同，可分成真三軸試驗(yàn) 假三軸試驗(yàn) 二者的區(qū)別在于側(cè)壓的不同。前者兩個(gè)水平方向施加的壓力不等，而后者相等。由于真三軸試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的特殊要求，使這試驗(yàn)要花費(fèi)很大的人力、物力和財(cái)力。而假三軸試驗(yàn)要比真三軸試驗(yàn)容易得多，成為巖石力學(xué)中最常用的試驗(yàn)方法之一。圖 15114 是假三軸試驗(yàn)機(jī)施加三向壓力的裝置示意圖，圍壓是通過液體施加在試件上。通常假三軸試驗(yàn)先施加按一定要求設(shè)定的圍壓值，并保持不變，隨后施加豎向荷載直至破壞。而真三軸試驗(yàn)卻要求能夠分別施加三個(gè)方向上的大小不同的荷載。 2 三向壓 縮試驗(yàn)的破壞類型 表 1513例示了假三軸試驗(yàn)在不同圍壓作用下的破壞類型。巖石試件在低圍壓作用下 (表中情況 l， 2)，其破壞形式主要表現(xiàn)為劈裂破壞。這一破壞形式與單軸壓縮破壞很接近，說明圍壓對(duì)其破壞形態(tài)影響并非很大。當(dāng)在中等圍壓的作用下，試件主要表現(xiàn)為斜面剪切破壞。其剪切破壞角與最大應(yīng)力的夾角通常約為 45176。 為巖石的內(nèi)摩擦角 )。而當(dāng)在高圍壓作用下，試件則會(huì)出現(xiàn)塑性流動(dòng)破壞，試件不出現(xiàn)宏觀上的破壞斷裂面而呈腰鼓形。由此可見，圍壓的增大改變了巖石試件在三向壓縮應(yīng)力作用下的破壞形態(tài)。若從變形特性的角度分析，圍壓的增大使試件從脆性破壞向塑性流動(dòng)過渡。 3 巖石三向壓縮強(qiáng)度的影響因素 巖石在三向壓縮應(yīng)力作用下的影響因素，除了類似于前節(jié)所敘述的單軸強(qiáng)度的影響因素包括尺寸、加載速率等因素 )以外，還有如下所說的，其特有的影響因素。 1)側(cè)向壓力的影響 圖 15115顯示了側(cè)向壓力對(duì)三軸強(qiáng)度的影響規(guī)律。從圖中可見，大理巖隨著側(cè)向壓力 (亦稱圍壓 )的增大，其最大主應(yīng)力也將隨之增大。 且顯示出增大應(yīng)力的變化率隨圍壓的增大而減小的變化規(guī)律。若用莫爾極限應(yīng)力圓的包絡(luò)線來描述的話，則這包絡(luò)線的斜率具有前陡后緩的特性。當(dāng)然，對(duì)不同的巖性來說，這一特性并不是完全一致的，但是隨圍壓的增大而最大主應(yīng)力也變大，這一特性則是一個(gè)普遍的規(guī)律。 2)加荷途徑對(duì)巖石三向壓縮強(qiáng)度的影響 三向壓縮試驗(yàn)可以有三種不同的加壓途徑，即如圖 15116中 A， B， C三條虛線所示。根據(jù)大量的試驗(yàn)結(jié)果可知，三種不同的加載途徑對(duì)巖石的三向壓縮強(qiáng)度影響并不大。圖15116 例示了花崗巖的試驗(yàn)結(jié)果，無論用哪種加載途徑，其最終的破壞 應(yīng)力都很接近描述三向壓縮強(qiáng)度的破壞應(yīng)力包絡(luò)線。 3)孔隙壓力對(duì)巖石三向壓縮強(qiáng)度的影響 對(duì)于一些具有較大孔隙的巖石來說，孔隙水壓力將對(duì)巖石的強(qiáng)度給予很大的影響。這一影響可用 “ 有效應(yīng)力 ” 的原理給予解釋。由于巖石中存在著孔隙水壓力，而使得真正作用在巖石上的圍壓值減少了，因而降低了與其相對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力值 (峰值應(yīng)力 )。若用莫爾極限應(yīng)力圓來表示的話，由于孔隙壓力的存在使應(yīng)力圓向左側(cè)移動(dòng)，即向強(qiáng)度包絡(luò)線方向平移，因此降低了巖石的極限應(yīng)力。 【例題 25】對(duì)于假三軸試驗(yàn)，圍壓的增大改變了巖石試件在三向壓縮應(yīng)力作用下的破壞形態(tài)。若從變形特性的角度分析，圍壓的增大使試件從 ( )向 ( )過渡。 A. 脆性破壞；塑性流動(dòng) B. 塑性流動(dòng)；脆性破壞 C. 斜面剪切；塑性流動(dòng) D. 斜面剪切；脆性破壞 答案： A 【例題 26】由于巖石當(dāng)中孔隙水壓力的存在，對(duì)巖石極 限應(yīng)力的影響為 ( )。 A. 降低了巖石的極限應(yīng)力 B. 提高了巖石的極限應(yīng)力 C. 對(duì)巖石的極限應(yīng)力無影響 D. 以上三種均有可能產(chǎn)生 答案： A 【例題 27】對(duì)于三軸試驗(yàn)，當(dāng)圍壓增大時(shí)，主應(yīng)力將作何變化 ( )。 A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 以上三種均有可能產(chǎn)生 答案： A