岩石力学课件——第六章 岩石强度破坏准则.ppt

1、最大正应力强度理论 2、最大正应变强度理论 3、最大剪应力强度理论 4、库伦一纳维尔破坏准则 5、莫尔-库伦强度破坏准则 6、八面体应力强度理论 7、Drucker-Prager准则 8、 软弱面破裂准则 9、格里菲斯强度理论 10、Hoek-Brown岩石破坏经验准则 11、伦特堡（Lund Borg）岩石破坏经验准则 三、格里菲斯准则（Griffth 1921） 断裂力学21年提出，70年代岩石力学领域 （1）实验基础：玻璃材料中的微裂 　纹张拉扩展，连接，贯通，导致材 　料破坏。 （2）基本思想 ：在脆性材料的内 　部存在许多随机分布的裂纹，其中 　有一个方向的裂纹最有利于破裂， 　在外力作用下，首先在该方向裂 　纹的尖端张拉扩展。 ①数学式 　　（b） 坐标下 设 －应力圆圆心；　　　　　　－应力圆半径 又设 ，则Griffth强度准则第二式写成 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （a） 应力圆方程： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （b） （a）代入（b）得： 　　　　　　　　　　　　 （c） 　 （c）式是满足强度判据的极限莫尔应力圆的表达式 求切点：（c）式对 求导得 5、莫尔-库伦强度破坏准则(Mohr-coulomb criterion) 5、莫尔-库伦强度破坏准则(Mohr-coulomb criterion) 5、莫尔-库伦强度破坏准则(Mohr-coulomb criterion) 5、莫尔-库伦强度破坏准则(Mohr-coulomb criterion) 5、莫尔-库伦强度破坏准则(Mohr-coulomb criterion) 6、八面体应力强度理论 八面体应力强度理论属于剪应力强度理论，认为材料屈服或破坏是由于八面体上剪应力达到某一临界值引起的。 八面体应力强度理论认为当八面体上剪应力τOCT达到某一临界值时，材料便屈服或破坏。冯-米塞斯 (Von-Mises)认为，当八面体上的剪应力τOCT达到单向受力至屈服时八面体上极限剪应力τs，材料便屈服或破坏。单向受力至屈服时的应力条件为 6、八面体应力强度理论 由冯-米塞斯强度条件τOCT=τs，得 对于塑性材料，这个理论与试验结果很吻合。在塑性力学中，这个理论称之为冯-米塞斯破坏条件，一直被广泛应用。 6、八面体应力强度理论Von-Mises 7、Drucker-Prager准则 Drucker-Prager强度准则是Von-Mises准则的推广。Von-Mises准则认为，八面体剪应力或平面上的剪应力分量达到某一极限值时，材料开始屈服，在主应力空间，Mises准则是正圆柱面，但岩石具有内摩擦性，因此，Drucker-Prager强度准则在主应力空间是圆锥面，具体形式如下： Drucker-Prager强度准则计入了中间应力的作用，并考虑了静水压力对屈服过程的影响，能够反映剪切引起的膨胀（扩容）性质，在模拟岩石材料的弹塑性特征时，得到了广泛的应用，但是在进行数值计算时，H1、H2究竟选择何种形式，并无明确结论。 7、Drucker-Prager准则 8 软弱面破裂准则 片理 8 软弱面破裂准则 片麻岩 8 软弱面破裂准则 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 9、格里菲斯强度理论 两个关键点： 1.最容易破坏的裂隙方向； 2.最大应力集中点（危险点）。 在压应力条件下裂隙开列及扩展方向 带椭圆孔薄板的孔边应力集中问题 ③Griffth准则几何表示 Griffth准则图解 ②最有利破裂的方向角 （3）Griffth（张拉）准则 （a）在 坐标下 由此区可见，当 时， ，即压拉强度比为8。 * 第六章 岩石强度破裂准则 1、最大正应力强度理论（拉伸断裂准则） 最大正应力强度理论也称朗肯理论。该理论认为材料破坏取决于绝对值最大的正应力。因此，作用于岩石的三个正应力中，只要有一个主应力达到岩石的单轴抗压强度或岩石的单轴抗拉强度，岩石便被破坏。 破裂准则 只适用于岩石单向受力及脆性岩石在二