大连理工大学岩石力学课件张金利老师必威体育精装版---2.岩石的基本物理力学性质剖析.ppt

（3）单轴压缩应力状态下 σ1＞0，σ3 = 0, 满足σ1+3σ3 ＞0 破裂条件为： 危险裂纹方位角： β= ±π/6 * （4）双向压缩应力状态下 σ1＞0,σ3 ＞ 0，满足σ1+3σ3 ＞0 破裂条件为： 危险裂纹方位角： 0 ＜ β＜ π/4 * 3、修正的格里菲斯强度判据 1962年，克林脱克等人认为，当达到某一临界值时，裂纹便闭合，在裂纹表面产生法向应力和摩擦力，于是对格里菲斯理论进行了修正。 修正的格里菲斯准则为： 式中f为裂纹面的滑动摩擦系数。 * 六、岩石的屈服准则 屈服准则是判断某一点的应力是否进入塑性状态的判断准则。 1、屈列斯卡（Tresca）准则 屈列斯卡准则在金属材料中应用很广。该准则是Tresca于1864年提出的。他认为：当最大剪应力达到某一数值时，材料开始屈服，进入塑性状态。其表达式为 式中：K为与岩石性质有关的常数。可由单向应力状态试验求得。 * 在一般情况下，即σ1，σ2，σ3大小无法确定排序，则下 列表示的最大剪应力的六个条件中任何一个成立时，岩石 就开始屈服，即 上述条件称为Tresca条件。表示主空间内与坐标轴等倾的正六角柱体。 对于二维应力状态（ σ2＝0）有 Tresca准则不考虑中间主应力的影响。 * 2、Mises屈服准则 当岩石某点应力状态对应畸变能达到某一数值时，岩石开 始屈服，进入塑性状态。其表达式为 二维应力状态，畸变能条件为 * Mises准则中的K可由简单拉压试验确定。 * 七、Drucker-Prager屈服准则 1952年Drucker-Prager提出的屈服准则。在Mohr-Coulomb准则和Mises准则基础上的扩展和推广而得: 式中： α、K为仅与岩石内摩擦角φ和粘聚力c有关的试验常数。 应力第一不变量； 应力偏量第二不变量 * 评价：Drucker-Prager屈服准则考虑了中主应力与静水压力（平均应力σm）的影响，克服了Mohr-Coulomb准则的主要弱点，可解释岩土材料在静水压力下也能屈服和破坏的现象。 该准则已在国内外岩土力学与工程的数值计算分析中获得广泛的应用。 * 小结： 岩石的基本物理性质： 密度与重度、比重、空隙性、水理性（吸水性、软化性、膨胀性、崩解性、抗冻性）、透水性、碎胀性； 岩石力学性质： 1、岩石在单轴与三轴状态下的变形特性； 2、弹性模量（初始模量、切线模量、割线模量、E50）； 3、变形模量； 4、泊松比 * 小结：岩石力学性质 岩石变形特性： 1、弹性模量-初始模量、切线模量、割线模量、E50 2、变形模量； 3、泊松比; 岩石强度特性： 1、岩石的破坏形式； 2、抗压、抗拉、直剪/斜剪、三轴剪切、三向抗压强度 * 小结：岩石力学性质 岩石变形特性： 1、弹性模量-初始模量、切线模量、割线模量、E50 2、变形模量； 3、泊松比; 岩石强度特性： 1、岩石的破坏形式； 2、抗压、抗拉、直剪/斜剪、三轴剪切、三向抗压强度 * 小结：岩石的扩容与流变性 岩石的扩容： 扩容-岩石在荷载作用下，其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。 体积应变-单位体积的改变，称为体积应变，简称体应变。 体积应变曲线的三个阶段 * 岩石的流变性： 流变性-指岩石应力应变关系随时间而变化的性质（时效性、粘性） 蠕变，松弛，弹性后效； 稳定蠕变、非稳定蠕变、长期强度 * 岩石的蠕变曲线因恒定荷载大小 的不同可分为二种类型-趋于稳 定的蠕变a与趋于非稳定的蠕变b 岩石的蠕变曲线可分为四个阶段 -瞬时应变、初始蠕变阶段(一次蠕变)、等速蠕变阶段(二次蠕变) 、加速蠕变阶段(三次蠕变) * * 岩石流变的组合模型 （1）弹塑性介质模型-虎克体与圣维南体串联(H-St·V) (即弹簧与摩擦片组合) 当:σ＜σs ， σ=σs , σ保持不变， ε持续增大，→∞。 * （2）马克斯威尔模型（Maxwell）