巖石物理力學(xué)性質(zhì)ppt課件(參考版)
2025-05-06 22:23本頁面
【正文】 (3) 如果繼續(xù)增大圍壓，巖石的強(qiáng)度將接近無限大。 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度特征 (1) 巖石的三軸抗壓強(qiáng)度會隨著圍壓的提高而明顯增大 。 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 。 (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)象將會完全消失 。這說明了巖石的變形和破壞的性質(zhì)會隨著應(yīng)力狀態(tài)的變化而變化。 (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。 ? 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。 ? 加荷速率 速率大，強(qiáng)度大。水對巖石的軟化作用對工程極為不利，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。 ? 風(fēng)化作用 風(fēng)化對巖石強(qiáng)度影響大，巖石的風(fēng)化程度越高，其強(qiáng)度越低。 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。 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。 ? 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。 （ 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 : ? 潤滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部） ? 加長試件 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。 體積應(yīng)變 根據(jù)以上的試驗(yàn)測量結(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 。 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)。 巖石的力學(xué)性質(zhì) 2022/5/31 取樣要求： 完整巖塊，不含節(jié)理裂隙 2022/5/31 ? 強(qiáng)度指標(biāo)的影響因素 ?試件尺寸 ?試件形狀 ?試件三維比例 ?加載速率 ?濕度 巖石的力學(xué)性質(zhì) 2022/5/31 ： 指巖石試件在無側(cè)限的條件下，受軸向壓力作用破壞時(shí)單位面積上承受的荷載。 巖石的物理性質(zhì) 2022/5/31 ? 巖石的強(qiáng)度 ?巖石在各種荷載作用下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。 cdc sa ??? ?軟化系數(shù) csa?—— 巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度； cd?—— 巖石干燥狀態(tài)下的單軸抗壓強(qiáng)度。 巖石的物理性質(zhì) 2022/5/31 滲透系數(shù)的試驗(yàn)確定方法 (1) 常規(guī)滲透試驗(yàn) pAQLK w??Q—— 單位時(shí)間內(nèi)通過試樣的水量（ m3）； L—— 試件長度 (m)； p—— 試件兩端的壓力差 (kPa)； A—— 試件的斷面面積 (m2)。 假設(shè)巖石的中滲流滿足達(dá)西定律 AdxdhKq x ?qx—— 沿 x方向水的流量； h—— 水頭的高度； A—— 垂直于 x方向的截面面積； K—— 巖石的滲透系數(shù)。 ? ? sssasa mmm ??? （ %） sam —— 為真空抽氣飽和或煮沸后試件的質(zhì)量 巖石的飽水率 巖石的物理性質(zhì) 巖石的飽水系數(shù) saaw wwk /?（ %） 巖石吸水率與飽水率的比值 2022/5/31 (3) 巖石的透水性 巖石的滲透性是指巖石能被水穿過的性能。 ? ? ssa mmm ?? 0? （ %） 0m—— 烘干巖樣浸水 48小時(shí)后的總質(zhì)量 巖石的吸水率 巖石的物理性質(zhì) 表征巖石吸水性的指標(biāo)有： 吸水率、飽合吸水率和飽水系數(shù) 。 sw mm??（ %） 5 巖石的水理性 巖石的物理性質(zhì) 2022/5/31 （ 2 ） 巖石的吸水性 巖石在一定條件下吸收水分的性能稱巖石的吸水性，它取決于巖石孔隙的數(shù)量、大小、開閉程度和分布情況。 孔隙比與孔隙率的關(guān)系： nne?? 1Gn d /1 ???或采用此式計(jì)算 巖石的物理性質(zhì) 2022/5/31 巖 石 容 重 (KN／ m3) 比 重 孔隙率 (％ ) 花崗巖 粗玄巖 流紋巖 安山巖 輝長巖 玄武巖 砂 巖 頁 巖 石灰?guī)r 白云巖 片麻巖 大理巖 石英巖 板 巖 2627 2426 2223 3031 2829 2026 2024 2226 2526 2930 2627 2627 46 1015 525 1030 520 15 部分巖石的容重、比重、孔隙率 2022/5/31 巖石的水理性質(zhì) （ 1）巖石的含水率 wmsm—— 試件孔隙中水的質(zhì)量； —— 試件的固體質(zhì)量。 巖石的物理性質(zhì) 2022/5/31 4 巖石的孔隙性 (1) 巖石的孔隙比
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