巖石力學性質-強度特征-閱讀頁
2025-02-03 00:34本頁面
【正文】 1)定義： ? 巖石在剪切荷載作用下達到破壞前所能承受的最大剪應力稱為巖石的抗剪切強度（ Shear Strength）。 ? 非限制性剪切試驗在剪切面上 只有剪應力 存在，沒有正應力存在；限制性剪切試驗在剪切面上除了 存在剪應力外，還存在正應力 。 抗剪切強度 3）非限制性剪切強度記為 So計算公式 ? （ a）單面剪切試驗 So=Fc/A ? （ b）沖擊剪切試驗 So=Fc/2πra r為沖擊孔半徑（ m）； a為試件厚度 ? （ c）雙面剪切試驗 So=Fc/2A ? （ d）扭轉剪切試驗 So=16M c /πD3 式中： Mc— 試件被剪斷前達到的最大扭矩 （ N?m） D— 試件直徑（ m） 抗剪切強度 4）四種典型的限制性剪切強度試驗 ? （剪切盒）壓剪試驗（單面剪） ? ? ? （變角剪切試驗） 抗剪切強度 5）角模壓剪試驗及受力分析示意圖 ? 在壓力 P的作用下，剪切面上可分解為沿剪切面的剪力Psinα/A和垂直剪切面的正應力 Pcosα/A，如圖所示。 ? 原因： 剪切破壞一要克服內聚力，二要克服摩擦力，正應力越大，摩擦力也越大。將所有點連接起來就 獲得了莫爾強度包絡線 ，如圖所示。能使破壞面保持滑動所需的較小剪應力就是破壞面的殘余強度。所以只要有正應力存在，巖石剪切破壞面仍具有抗剪切的能力。在試驗過程中試件受壓，試驗機框架受拉，如下圖所示。當施加的壓縮應力超過巖石抗壓強度后，試件破壞。 ? 試驗結果表明，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。 ? 事實上，巖石超過其峰值強度后，發(fā)生了破壞，內部出現(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。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。 ? 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 。試驗系統(tǒng)組成：鋼架構件、液壓柱、巖石試件。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。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。 ? ， 控制巖石變形速度恒定。 ?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。左半部分 OCE（面積 A）代表達到峰值強度時， 積累在試件內部的應變能 。 ? BA，發(fā)生巖爆 ? BA，不會產(chǎn)生巖爆 預測蠕變破壞 如圖， HI為蠕變終止軌跡線，在試件加載到一定應力水平后，保持應力恒定，試件將發(fā)生蠕變。 預測循環(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 ?高應力水平下循環(huán)加載，巖石破壞時間較短 ?低應力水平則較長 根據(jù)受力水平，循環(huán)荷載大小，周期預測巖石破壞
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