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岩石力学 第二章 岩石的基本物理力学性质 本章内容 岩石的基本物理性质； 岩石的强度特性； 岩石的变形特性； 岩石的强度理论。 基本要求 掌握岩石的基本物理性质，理解岩石的变形性质； 掌握岩石的强度特性； 掌握莫尔强度理论、库伦—莫尔强度理论； 了解格里菲斯理论； 第二章 岩石的基本物理力学性质 第一节 基本物理性质 第二节 岩石的强度特性 第三节 岩石的变形特性 第四节 岩石的强度理论 基本物理性质 一、岩石的孔隙性 二、岩石的水理性 三、岩石的抗冻性 四、岩石的质量指标 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 (五) 耐崩解性 试验时，将烘干的试块，约500g，分成10份，放入带有筛孔(2mm)的圆筒内，使圆筒在水槽中以20r／min速度连续转10分钟，然后将留在圆筒内的石块取出烘干称重。如此反复进行两次，按下式计算耐崩解性指数： 三、岩石的抗冻性 一 岩石的单轴抗压强度 3.单向压缩试件的常见破坏形态 （1）单斜面剪切破坏：最常见的破坏方式 （2）圆锥形破坏 原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端部效应）， 在工程中也会出现。 （3）柱状劈裂破坏 岩石单向压缩破坏的真实反映（消除了端部效应） 产生的是张拉破坏（∵岩石的抗拉强度远小于抗压强度） 4. 单轴抗压强度的主要影响因素 岩石自身的因素： 矿物成分、结晶程度、颗粒大小及胶结情况、 风化程度、含水情况和周围环境（温度、湿度） 层理和裂隙的特性和方向等； （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 二 岩石的三轴抗压强度 指在三向压缩荷载作用下岩石所能承受的最大压应力。 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 （1）侧压力的影响 围压越大，轴向压力越大 （2）加载途径对岩石三向压缩强度影响 A、B、C三条虚线是三个不同的加载途径，加载途径对岩石的最终三轴压缩强度影响不大（？）。 （3）孔隙水压力对岩石三向压缩强度的影响 孔隙水压力使有效应力（围压）减小 强度降低 三 岩石的抗剪强度 1. 定义 在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力 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 定义：在单轴拉力作用下岩石试件抵抗破坏的极限能力，在数值上等于破坏时的最大拉应力。 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 ： 1、弹性模型 2、理想塑性 3、粘性模型 η —粘性系数（poise；poise=0.1N·S/m2） 一、岩石在单轴压应力作用下的变形特性 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 ( ) 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