岩体力学02-岩石的基本物理力学性质教程.ppt

* * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ * ［过程化、结构化和面向对象的程序设计］ 抗剪试验又称摩擦试验 已有破裂面 3、意义： 反映岩块的力学性质的重要指标 用来估算岩体力学参数及建立强度判据 4、抗剪断强度的测试方法（限制性剪切试验或压剪试验） （直剪试验、变角板剪切试验 、三轴剪切试验等） 压剪试验表明，剪切面上所受的正应力越大，试件剪断时剪切面所承受的剪应力也越大。这是因为，剪切破坏时一要克服岩石的粘结力（内聚力），二是克服剪切面上的摩擦力，正应力越大，摩擦力越大。 1）直剪试验在直剪仪上进行，按库仑定律求岩块的剪切强度参数C、φ值。 2）变角板剪切试验是将立方体试件，置于变角板剪切夹具中加压直至试件沿预定的剪切面破坏。 设定破坏面上的正应力和剪应力： 同一试样制备至少5个试件，进行不同放置角度?的试验。 试件放置角度一般取45?、50?、55?、60?、65?、70 ?。 f——滚轴摩擦系数 同一岩石制备多个试件作不同正应力下的剪切试验，获得不同的试件剪断时的剪应力?和正应力?数据对。将这些数据投到以剪应力?为纵坐标、正应力?为横坐标的直角坐标系中（对于三轴试验则是在该坐标系中作试件破坏时的莫尔应力圆）。将各数据点连成一曲线（三轴试验是作各莫尔圆的公切线），即得到抗剪强度曲线（莫尔强度包络线）。若是直线，其方程即为库仑定律，其方程为： ?f=??tan?+c 直线在纵轴上的截距称为岩石的粘结力（内聚力）c（MPa）； 与横轴间的夹角称为岩石的内摩擦角?（?）。 直线型反映抗剪强度?f与剪切面的正应力成正比关系，c和?是常数。所以岩石的抗剪强度一般用c和?来表示，称为抗剪强度指标。 3）三轴剪切试验 根据一组试件（4个以上）试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的σ3以及单轴抗拉强度σt，在σ-τ坐标系中可绘制出岩块的强度包络线。 除顶点外，包络线上所有点的切线与σ轴的夹角及其在τ轴上的截距分别代表相应破坏面的内摩擦角（φ）和内聚力（C）。 抗剪强度指标与抗压强度、抗拉强度、三轴抗压强度的关系： 5、抗切强度S0的测试方法（非限制性剪切试验或剪断试验）单面剪切、双面剪切、冲击剪切和扭转剪切试验等 变形的定义：材料在荷载作用下发生形状和尺寸的改变。 随着荷载的不断增加，或在恒定荷载作用下随着时间的增长，材料的变形逐渐增加，最终材料发生破坏。 按应力—应变—时间的关系，可将材料的变形划分为弹性、塑性和粘性等三种变形： 一、材料的变形性质 弹性 塑性 粘性 岩石受力变形情况往往是上述性质的复合。 §2.4 岩石的变形特性 二、单轴压缩条件下的岩块变形 （一）连续加载 1、变形阶段划分（5个阶段） 空隙压密阶段（OA） 峰值前变形阶段 峰值后变形阶段 ? o A B C D E ?（+） ?（-） ?L ?V ?d 破坏后阶段（DE） 全过程曲线??前过程曲线 非稳定发展阶段（CD） D点的应力—峰值强度σc 微裂隙稳定发展阶段（BC） C点的应力—屈服强度 弹性变形阶段（AB） B点的应力—弹性极限 对一定形状的岩石试件，用材料试验机按一定的时间间隔施加单向压力，测量加压过程中各级应力及相应的轴向和横向应变值，并计算出体积应变值。以应力为纵坐标，以各种应变为横坐标，绘制出各种应力