必威体育精装版教学课件PPT岩石的工程地质特征.ppt

第二章岩石的工程地质特征 2.3 岩石的变形性质 （2）塑性段加卸载 Ⅱ 变量重复加、卸载应力—应变曲线 每次卸载后再重新加载时，其载荷量是变化的，一般采取逐级加大载荷的方法。如此重复加载、卸载实验，获得应力—应变关系曲线，如图b所示，可以看到如下特点：前一级卸载与后一级加载之间，出现回滞环，说明了卸载时弹性变形恢复的滞后现象。如果每级卸载后的下一级加载量有规律地递增，则各级峰值应力连线基本呈现一有规律的直线或曲线，并且其形态与前述逐级加载下的应力—应变曲线相似；与恒量重复加载、卸载一样，最初应力—应变曲线很弯曲，越后越近似直线；各级相邻两加载、卸载的应力—应变曲线，分别近似平行。 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 根据弹性理论，岩石的变形特征可用变形模量和泊松比两个基本参数表示。 （1）变形模量 指岩石在单向受压时，轴向应力（σd）与轴向应变（εL）之比。当压应力—应变为直线时，变形模量为常量，如图a所示，数值上等于直线的斜率。由于其变形为弹性变形，所以该模量又称为弹性模量。 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 （1）变形模量 当应力—应变为曲线关系时，变形模量为变量，即不同应力阶段上的模量不同。常用初始模量、切线模量和割线模量三种模量来表示，如图b所示。 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 （1）变形模量 初始模量（Ei）：是指曲线原点处的切线斜率，即 切线模量（Et）：是指曲线中段直线的斜率，即 割线模量（Es）：是指曲线上某特定点与原点连线的斜率。通常取相当于抗压强度50%,的应变点与原点连线的斜率，即 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 （1）变形模量 对于卸载点的应力高于弹性极限时，则卸载曲线从原来的加载曲线偏离出来，如下图所示。 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 （1）变形模量 返回 2.3 岩石的变形性质 3.岩石的变形参数 返回 (2）泊松比（μ） 是指岩石在单向受压时，横向应变（εd）与轴向应变（εL）之比，即 在实际工作中，常采用抗压强度的50%的应变点的横向应变与轴向应变来计算泊松比。常见岩石的变形模量和油松比参见下表。 2.3 岩石的变形性质 返回 (2）泊松比（μ） 3.岩石的变形参数 2.3 岩石的变形性质 返回 (2）泊松比（μ） 3.岩石的变形参数 实验研究表明，岩石的变形模量和泊松比往往具有各向异性的特征。当平行于微结构面加载时，变形模量最大；而垂直微结构面的变形模量最小。 两者的比值，沉积岩一般为1.08-2.05，变质岩一般为2.0左右。 2.3 岩石的变形性质 返回 二、岩石在三轴压缩条件下的变形性质 三、岩石的流变性 参见教材P66-P68此处略 2.4 岩石的强度性质 返回 岩石在外力作用下所表现的力学性质中，除了变形性质以外，还有一个重要的性质就是岩石的强度性质，它主要是反映岩石抵抗外力破坏的能力。 岩石在外力作用下，当达到或超过某一极限值时，便发生破坏。通常把岩石抵抗外力破坏的能力称为岩石的强度。由于岩石的强度不仅因岩石的种类不同而有差异，即使同一类岩石甚至同一层的岩石，由于其形成过程的外力作用、矿物的组成成分含量等的不同，其强度也是不同的。 所以，一般根据所研究工程体的具体情况而进行实验室压力试验确定。 一、概述 2.4 岩石的强度性质 返回 岩石在外力作用下发生破坏时，按外力的性质不同可将岩石的强度分为抗压强度、抗拉强度和抗剪强度三类。 1、单轴抗压强度 单轴抗压强度是指岩石单向受压时，能够承受的最大压应力，即 二、岩石强度的种类 2.4 岩石的强度性质 返回 2、岩石的抗拉强度 二、岩石强度的种类 岩石单向受拉时，能承受的最大拉应力，称为岩石的抗拉强度。虽然在工程实践中，通常不允许拉应力出现，但拉断破坏仍是工程岩体及自然界岩体主要的破坏方式之一。而且岩石抵抗拉应力的能力最低，因此，抗拉强度是一个非常重要的岩石力学指标。 测定岩石抗拉强度的方法有直接拉伸法和间接拉伸法两种。由于直接拉伸法的试件制备困难且实验技术复杂，目前多采用间接拉伸法，其中又以劈裂法和点载荷实验最常用。 2.4 岩石的强度性质 返回 2、岩石的抗拉强度 二、岩石强度的种类 劈裂法是把圆柱体或立方体试件横置于专门的抗拉夹具内，然后以一定加载速率加压，直至试件破坏，如图所示。 2.4 岩石的强度性质 返回 2、岩石的抗拉强度 二、岩石强度的种类 岩石的抗拉强度按下式进行