巖體的力學(xué)性能及分類-在線瀏覽
2025-06-16 06:25本頁面
【正文】 ?????? 霍克－布朗經(jīng)驗(yàn)判據(jù) ?????? )( 131 smcbc ???式中 :? c—— 完整巖石單軸抗壓強(qiáng)度； mb—— 霍克－布朗常數(shù)； s， α —— 取決于巖體特征的常數(shù)，對(duì)于完整巖石， s=1, α =。 45 巖體的變形 特性 一、巖體的單軸和三軸壓縮變形特性 現(xiàn)場(chǎng)巖體的單軸和三軸壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力－應(yīng)變?nèi)^程曲線 典型的巖體應(yīng)力－應(yīng)變?nèi)^程曲線 oBA??DC???? 4個(gè)階段： （ 1）裂隙壓密階段（ OA）： 曲線上凹 （ 2）彈性變形階段（ AB） :呈直線 （ 3）塑性變形階段（ BC）： 曲線下凹 （ 4）破壞后階段（ CD）： 殘余強(qiáng)度 σ D 峰值強(qiáng)度 σ C 巖體變形曲線的基本形式 （ 1）直線型：堅(jiān)硬、完整無裂隙巖體 直線型 下凹型 上凹型 S型 （ 2）下凹型：節(jié)理裂隙發(fā)育，泥質(zhì)充填，巖性軟弱 （ 3）上凹型：堅(jiān)硬但裂隙發(fā)育，多呈張開而無充填物 其它形式可看成是這三種形式的組合，如 S型。 在屈服點(diǎn)以下， 變形曲線與壓縮變形相似。當(dāng)應(yīng)力增加到一定程度，沒被剪壞部位以瞬間破壞的方式出現(xiàn)，并伴有一次大的應(yīng)力降，然后可能產(chǎn)生穩(wěn)定滑移。 ?1E2E3El3l1l2l(a)垂直層面加力 1?1E2E3El3l1l2l(b)平行層面加力 3?2?變形機(jī)制不同： 構(gòu)成巖體變形各向異性的兩個(gè)基本要素： （ 1）物質(zhì)成分和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方向性 （ 2）結(jié)構(gòu)面的方向性 （ 1）垂直層面的壓縮變形量主要是由巖塊和結(jié)構(gòu)面（軟弱夾層）壓密匯集而成；層狀巖體不僅開裂層面壓縮變形量大，而且在成巖過程中，由于沉積規(guī)律的變化，層面出現(xiàn)在礦物連結(jié)力弱、致密度低的部位，這是垂直層面方向壓縮變形量大的另一個(gè)原因。 四、原位巖體變形參數(shù)測(cè)定 常用的靜力法有：承壓板試驗(yàn)（千斤頂荷載試驗(yàn)）、徑向荷載試驗(yàn)、水壓法等。 巖體現(xiàn)場(chǎng)變形試驗(yàn)方法：靜力法、動(dòng)力法（彈性波測(cè)量法） 表面承壓板試驗(yàn) (1)試驗(yàn)裝置 由四部分組成：墊板（承壓板）、加荷裝置（千斤頂或壓力枕）、傳力裝置（傳力支柱、傳力柱墊板）、變形測(cè)量裝置（測(cè)微計(jì)） 采用何種加荷方式，可根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)和工程要求而定。 （ 2）加荷方式 設(shè)墊板總變形（位移）量為 W0,其中彈性變形量為 We,塑性變形量為 Wp,則巖體的變形指標(biāo)： 式中： p— 受荷面單位面積上的壓力 ； b— 承壓板直徑或邊長 。 巖體變形模量： 巖體彈性模量 ： 020)1(WpbE ????ee WpbE ?? )1( 2??鉆孔承壓板法 表面承壓板法測(cè)得的巖體變形模量偏低，這是由于工程巖體表面附近巖體大多發(fā)生了不同程度的松動(dòng)。測(cè)定結(jié)果表明 ： 孔底承壓板法測(cè)得的原位巖體變形參數(shù)比表面承壓板試驗(yàn)測(cè)定值高很多，甚至高達(dá) 10余倍。根據(jù)彈性波波速算出動(dòng)彈性模量 Ed和動(dòng)泊松比 μ d。 一般而言： Ed Ee , μ d μ 。 46 巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及其分類 巖體分類 是對(duì)影響巖體穩(wěn)定性和影響工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)的各種因素建立一些評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)工程轄區(qū)巖體進(jìn)行評(píng)價(jià)，劃分出不同的的級(jí)別或類別。 按分類目的，可分為 綜合性和專題性兩種 ；按其所涉及的因素多少，可分為 單因素分類法和多因素分類法 兩種。主要表現(xiàn)在巖石的強(qiáng)度和變形性質(zhì)方面。巖體完整性取決于不連續(xù)面的組數(shù)和密度。這些定量指標(biāo)是表征巖體工程性質(zhì)的重要參數(shù)。包括結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、粗糙度和充填情況。 一、工程巖體分類的參考影響因素 巖體及結(jié)構(gòu)面的風(fēng)化程度 。 地下水的影響 。 地應(yīng)力 。 二、幾種有代表性的工程巖體分類方法 式中： Rc——巖石單軸抗壓強(qiáng)度， Mpa f ≥20 為 1級(jí)，最堅(jiān)固； f ≤ 為第 10級(jí)，最軟弱。 缺點(diǎn)：未考慮巖體的完整性、巖體結(jié)構(gòu)特征對(duì)穩(wěn)定性影響，故不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)巖體的穩(wěn)定性。 f 值越大 ， 巖體越穩(wěn)定 。 2)(prpmv VVK ?Kv ~ ~ ~ 完整程度 完整 較完整 較破碎 破碎 極破碎 按巖芯質(zhì)量指標(biāo)（ RQD）分類 蒂爾（ Deer,1968)提出根據(jù)鉆探時(shí)巖芯完好程度來判斷巖體的質(zhì)量，對(duì)巖體分類。 %100?? ? L lR Q D iRQD（％） 0～ 25 25~50 50~75 75~90 90～ 100 等級(jí) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 分類 很差 差 較好 良好 很好 以彈性波速度分類 賓尼奧夫斯基 節(jié)理巖體地質(zhì)力學(xué)分類（ RMR分級(jí)系統(tǒng) ） 賓尼奧夫斯基（ Bieniawski， 1976)提出的分類指標(biāo)RMR(Rock Mass Rating)， 由下列 6種指標(biāo)組成： （ 1）巖塊強(qiáng)度 (R1) （ 2） RQD值 (R2) （ 3）節(jié)理間距 (R3) （ 4）節(jié)理?xiàng)l件 (R4) （ 5）地下水 (R5) （ 6）節(jié)理方向?qū)こ痰挠绊懙男拚齾?shù)（ R6） 即： 654321 RRRRRRR M R ??????（ 1）對(duì)應(yīng)巖石強(qiáng)度的巖體評(píng)分值 R1 點(diǎn)荷載指標(biāo)（ Mpa） 巖石單軸抗壓強(qiáng)度Rc(M
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1