第二章变形体的变形规律课程.ppt

2.1 岩石的物理力学性质 2.2 建筑物变形规律及影响因素 2.3 大坝变形规律及影响因素 2.4 抽水引起的地表变形规律及影响因素; 变形是自然界的普遍现象，是指变形体在各种荷载作用下，形状、大小及位置在时空域中的变化。 变形体的变形： 与变形体自身特征及外部载荷情况密切相关； 不同的变形体、不同的载荷所产生的变形在大小、性质、分布等方面均有很大的差别。 工业与民用建筑物变形，大坝变形，抽水地表变形 矿区开采沉陷;2.1.1 岩石的物理性质 2.1.2 岩石的力学性质 ;一、岩石的质量指标 （1）岩石的密度 ;（2）岩石的比重 岩石比重取决于：组成岩石的矿物比重及其在岩石中的相对含量，而与岩石的空隙性和吸水性无关。 岩石的比重一般为：2.5～3.3。 ;二、岩石的体积指标 （1）岩石的空隙性 岩石的空隙性：岩石中孔隙性和裂隙等的统称。 岩石中空隙的发育程度用空隙率表示。岩石的空隙率n是指岩石的空隙体积Vv与岩石总体积V之比，以百分率表示，即： 岩石空隙性对岩石的性质有显著影响。 一般说来，空隙率大的岩体，整体性较差，岩石的质量密度较小，强度较低，而透水性较好，风化速度较快，反之亦然。 ;煤矿中常见岩石的空隙率见下表: ;（2）岩石的碎胀性及碎胀系数 从岩体中采掘或崩落下来的碎石，其整个体积大于它在岩体内的体积。这种体积增大的性质，叫做岩石的碎胀性。 通常用碎胀系数Kp来表示，即 式中， V’为岩石破碎成块后处于松散状态下的体积；V为岩石在完整情况下的体积。 岩石的碎胀系数恒大于1，其值取决于岩石的性质以及破碎后的岩块形状和大小等因素。 一般是致密而坚硬的岩石，其碎胀系数愈大。 ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;2.2.1 建筑物变形的特征 2.2.2 建筑物变形的影响因素;*;建筑物变形的特征： 建筑物的沉降、倾斜、位移、裂缝、挠曲等。 表示建筑物变形量的常用的指标有: 移动指标：下沉W 、水平移动U ； 变形指标：倾斜 i 、曲率 K、水平变形 ε;一、移动指标 （1）下沉 式中，H1为点1计算时刻的高程；H01为点1初始高程。 （2）水平移动 式中，L1为点1到控制点R的计算时刻的长度；L01为点1到控制点R的初始长度。;二、变形指标 （1）倾斜 倾斜为两点的下沉差与变形前两点的水平距离之比。 ;（2）曲率 地表曲率是两相邻线段的倾斜差与两线段变形前平均水平长度的比值，它反映了观测线断面上的弯曲程度. 地表曲率也可以用其倒数，即曲率半径表示： ;（3）水平变形 地表水平变形是由于相邻两点的水平移动量不等而引起的线段变形，为线段相邻两点水平移动之差与两点变形前水平距离之比值。沿AB边的水平变形为： 正值表示拉伸变形，负值表示压缩变形。 ; 建筑物的变形按其类型可分为： 静态变形：通常是指变形观测的结果只表现在某一时期内的变形值，也就是说，它只是时间函数，例如建筑物施工结束后随时间的变形； 动态变形：是指在外力的影响下而产生的变形，它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化，其观测结果是表示建筑物在某个时刻的瞬时变形. 例如，建筑物施工到不同楼层条件下的变形。 ;建筑物的变形按其速度可分为三种： 长周期变形：例如建筑物的阶段性沉陷或阶段性倾斜值 短周期变形：日照引起 瞬时变形：风振、地震、机械振动引起 ;建筑物的变形按其特点又可分为： 可塑变形：指外力解除后，可以恢复的变形，如电视塔、烟囱等高层建筑物受温度影响而产生的变形就是可塑变形； 不可塑变形：在外力解除后，不可恢复的变形，如建筑物的自重使土壤和基础压实，使建筑产生沉陷就属不可塑变形。 ;影响建筑物变形的因素： （1）建筑物地基：地基组成、物理力学性质、均匀度、水文地质条件等 （2）建筑物所处环境：周围载荷、大气温度、如风力大小、振动强弱等。 （3）建筑物结构、大小：荷载大小、结构类型、高度及其动荷载等。 （4）建筑物设计施工缺陷：设计、施工或者使用期间一些工作做得不合理，如施工中砂浆不饱满、地基处理不当。 （5）建筑时间的影响：混泥土材料的徐变等 ;2.3.1 大坝变形的特征 2.3.2 大坝变形的影响因素 2.3.3 大坝沉陷的一般规律 2.3.4 大坝水平移动规律;*; 大坝变形是坝体和基础状态的综合反映，也是判别大坝运行时结构是否正常、可靠、安