第一章 岩石的物理力学性质.ppt

3.结构面的力学处理 极细微的弱面 影响已经包含在对岩块的力学实验结果 中 较小的弱面 影响已经包含在对岩体的力学实验结果中 较大的弱面 其影响需要单独考虑 4.关于弱面试验研究 通常进行弱面的直接剪切试验（分为一般压剪试验和刚性压剪实验两种）来研究弱面的抗剪切性能。 二、结构面（弱面）变形性质 通常研究弱面的压缩变形和剪切变形性质。 1.压缩变形性质 主要是了解结构面在压力作用下的变形（闭合量）规律。目前该规律的研究只有古德曼获得的结论。 2. 剪切变形性质 了解弱面在剪切力作用下的变形规律。在一定的正压力条件下进行试验。 A 闭合节理剪应力——剪位移曲线 充填节理剪应力——剪位移曲线 在特定正压力下的顺节理剪切试验曲线 顺节理剪切时的剪涨 向 右 剪 向 左 剪 剪涨 剪缩 三、结构面（弱面）的强度 1.壁面抗压强度 ISRM建议：用回弹仪（施密特锤）测试节理壁面的抗压强度。 Mpa 标准测试方向：锤垂直向下落 2.节理粗糙度系数（JRC） 影响节理（弱面）抗剪强度的指标 ，由压剪试验与壁面抗压强度试验数据反算求得。 关于基本摩擦角 将节理试件至于水平放置的平板上，然后逐渐抬起平板一端，试件上盘介于滑动的临界状态时，平板与水平面间的角度α就是基本摩擦角。 3.充填节理强度准则 、 为节理充填物的内聚力与内摩擦角。 判断充填节理（弱面）的破坏与否，用法同岩石强度准则。 4.啮合齿状节理强度准则 佩顿双线性准则 莱旦尼与阿彻姆包特准则 5.巴顿强度准则 非充填节理的强度准则，无论是A型还是B型节理均适用。 四、结构面对岩体的影响 1.岩体与岩块的差异 岩块含岩石材料及微小节理；岩体尺寸大于岩块有较大的多组节理；岩体的力学性质是岩块及弱面（结构面、节理）力学性质的综合反映。 由于岩体中含有较大的多组节理，其力学性质与岩块相比：弹性模量小，峰值强度低，残余强度低；同样载荷作用下的变形大，泊松比大，通常表现为各向异性。 对于极端坚固、完整的岩体，由于包含的节理少、节理发育程度低，其强度近似等于岩块强度。 对于节理极端发育的岩体，其强度远小于相应岩块的强度（大于弱面强度）。 2.岩体与岩块的尺寸界定 岩体与岩块的尺寸界限由尺度（寸）效应试验来决定。不同的岩石，其尺度（寸）效应是不同的。 岩体的强度由其体积尺寸的变化引起的变化很小；岩块的强度基本上随体积尺寸的变化而变化。 取一系列不同横截面积的同种岩石试件（高径比保持一致），进行强度试验（比如抗压强度）可得到强度——横截面积关系曲线，从该曲线上可判断出岩块与岩体的尺寸界限。 1.铁矿石 2.石灰岩 3.闪长岩 4.煤 几种岩石的尺度效应试验结果 大部分岩石在 大于0.5～1.0m时，性状即稳定 3.关于岩体试验 原则上与岩块试验无异，不同的是：试体大，加载设备大，试验成本高。 多数在现场进行原位试验，常见的有：单轴压缩试验、三轴压缩试验、压剪试验。 4. 岩石力学计算指标的选取与修正 岩体指标近似等于岩块指标时，取岩块指标； 岩体指标远小于岩块指标时，取岩体指标。 5. 岩体的强度准则与强度特征 岩体的强度准则 节理发育的岩体由无拉力准则判断破坏与否 一般岩体在受压区符合库伦准则,但其强度低于岩块强度而高于弱面强度。 岩 体 强 度 范 围 弱面、岩体、岩块的强度比较 弱面对岩石破坏的影响 单一弱面（节理）的影响 单轴压缩时 岩块强度 弱面强度 岩块强度 弱面强度 三轴压缩 岩块强度 弱面强度 岩块强度 弱面强度 岩块强度 弱面强度 多弱面存在时 由于岩体内弱面的产状不同、强度特性不同、不同方向上传过的组数不同，弱面的存在在降低岩体强度的同时，还造成岩体力学性质的各向异性。 单轴抗压强度的定义，写上公示，并解释各个字母的含义 * 解释高径比，把教材上的图加上 * 解释高径比，把教材上的图加上 * 解释高径比，把教材上的图加上 * 解释高径比，把教材上的图加上 * 一、一般概念 1.时间效应：它包括两个方面的内容，一是加载速 率效应，二是流变效应。 加载速率 快，则弹性模量提高，峰值强度增大，极限应变量减小。(快速加载至破裂时的应力——瞬时强度） 慢，则弹性模量降低，峰值强度减小，极限应变量增大。 极慢，则产生流变现象（应力应变随时间而变的现象）。（经过较长时间加载至破裂时的最低应力——长时强度） 流变效应 蠕变，应力不变，随着时间的延长应变增加的现象。 松弛，应变不变，随着时间的延长应力减小的现象。 弹性后效，加（