岩石力学ppt课件第2章 岩石的基本物理力学性质教学幻灯片.ppt

第二章 岩石的基本物理力学性质;岩石的强度性质 一、岩石的单轴抗压强度 二、岩石的三轴抗压强度 三、岩石的抗剪强度 四、岩石的抗拉强度 ;岩石的变形特性（弹，塑，粘） 一、岩石在单轴压缩作用下的变形特性 （1）普通试验机下的变形特性 （2）刚性试验机下的单向压缩的变形特性 二 岩石在三轴压应力下的变形特性 三、岩石的流变特性 ;一、岩石的孔隙性：;二、岩石的水理性质;（二）渗透性;(四) 软化系数;Date;(五) 耐崩解性;三、岩石的抗冻性;密度 比重;2、岩石的比重：岩石固体烘干重量（WS）与4℃时同体积纯水的重量比 VC——岩石实体部分(不包含孔隙）的体积； ——一个大气压下4℃时水的重度　;一 岩石的单轴抗压强度;Date;;4. 单轴抗压强度的主要影响因素;（1）试件 形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工 尺寸：宽度 大于矿物颗粒的10倍（Ф50的依据）， 长度 不宜太长或太短，高径比 h/d≥(2－2.5)较合理(受力均匀） （2）承压板 端部摩擦力 试验机 刚度 （3）加载速率 加载速率越大，表现强度越高(见图2－5)(机理研究热点） 我国规定加载速度为0.5－1.0MPa/s;返回;二 岩石的三轴抗压强度;Date;3.三轴压缩试验的破坏类型;具体破坏形式的多样化;4.岩石三向压缩强度的影响因素;（2）加载途径对岩石三向压缩强度影响;（3）孔隙水压力对岩石三向压缩强度的影响;三 岩石的抗剪强度; 直接剪切试验; 角模压剪试验;岩石的抗剪断σ－τ曲线（强度曲线） ;四 岩石的抗拉强度; 直接拉伸试验方法;巴西劈裂法（对称径向压裂法） 由巴西人Hondros提出;点荷载试验法;第三节 岩石的变形特性;2. 基本力学模型 ：;3. 基本元件;Date;η牛顿粘性系数；单位: 泊。1posie=0.1N·s/m2;一、岩石在单轴压应力作用下的变形特性;1. 直线或近似直线（弹性体） 2. 曲线向下弯曲（弹塑性体） 3. 初向上弯曲后直线（塑-弹性体） 4. 曲线似S型（塑-弹-塑性体） 5. 初小段直线后进入非弹性的曲线部分（弹-粘性体）;c.弹性常数的确定 ?弹性模量国际岩石力学学会（ISRM）建议三种方法 切线模量 ( ) 割线模量 ( ) 变形模量 ( ) ;2、岩石加、卸载特性;3、循环加卸载曲线;等荷载循环加、卸载时的应力-应变曲线;1）刚性试验机工作原理 压力机加压（贮存弹性能） 岩石试件达峰值强度（释放 应变能）导致试件崩溃。 AA′O2O1面积——峰值点后， 岩块产生微小位移所需的能。 ABO2O1——峰值点后， 普通机释放的能（贮存的能）。 ACO2O1面积——峰值点后， 刚体机释放的能（贮存的能）。 ;2）应力－应变全过程曲线形态 　分四个阶段：前3阶段同普通试验机，第4阶段为应变软化阶段 ;③ C点后有残余应变，反复加卸载时，随变形增加，塑性滞环的斜率降低。 ④ C点后，可能会出现压应力下的体积增大现象，称此为扩容现象.; 岩石的体积应变特性 ;获取全程试验曲线的处理方法; 采用液压伺服系统;（1） 岩石的屈服应力、抗压强度、峰值时的极限应变量、残余强度值显著增大； （2）随围压增大，岩石的力学性质发生转变：弹脆性→弹塑性→应变硬化（见下页）；; 1）围压为零或较低： —脆性状态　 2）围压50MPa：　　　　　 —塑性状态 3)围压68.5MPa —塑性流动 4）围压165MPa —应变硬化现象　;三、岩石的流变特性; ;2、长期强度的的确定方法;(1)立即松弛——变形保持恒定后，应力立即消失到零，这时松弛曲线与σ轴重合，如曲线ε6。 (2)完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，直到应力为零，如曲线ε5、 ε4 。 (3)不完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐松弛，但最终不能完全消失，而趋于某一定值，如曲线ε3、 ε2。 (4) 此外，还有一种极端情况：变形保持恒定后应力始终不变，即不松弛，松弛曲线平行于t轴，如曲线ε1。; 第四节 岩石的强度理论;材料破坏判别 ;①莫尔包络线向应力增大的方向开放，说明三向等压应力状态下岩石不破坏； ②受拉区闭合，说明受三向等拉应力时岩石破坏； ③单向抗拉区小于单向抗压区；;（2）破坏机理