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第三节岩石强度特性
工程师对材料提出两个问题
1最大承载力——许用应力[σ]？
2最大允许变形－－许用应变[ε]？
本节讨论[σ]问题
强度：材料受力时抵抗破坏能力。
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单向抗压强度
单向抗拉强度
强度
剪切强度
真三轴
三轴压缩
假三轴
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一岩石单轴抗压强度
1.定义:指岩石试件在无侧限条件下，受
轴向压力作用破坏时单位面积上承受荷载。
RcP/A
式中:P——无侧限条件下轴向破坏荷载
A——试件界面积
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2.试件办法:
（1）试件原则:
圆柱形试件:φ4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)φ
长方体试件:边长L=4.8－5.2cm,高H=（2－2.5)L
试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm;
两端面垂直于轴线±0.25o
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3.单向压缩试件破坏形态
破坏形态是表现破坏机理主要特性；
其主要影响原因:①应力状态②试验条件
破坏形态有两类:
（1）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）
（2）柱状劈裂破坏
张拉破坏（岩石抗拉强度远小于抗压强度）
是岩石单向压缩破坏真实反应（消除了端部效应）
消除试件端部约束办法
润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部）
加长试件
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4.影响单轴抗压强度主要原因
(1)承压板端部摩擦力及其刚度(加垫块依据)
(2)试件形状和尺寸
形状:圆形试件不易产生应力集中，好加工
尺寸:不小于矿物颗粒10倍；φ50依据
高径比:研究表明；h/d≥(2－3)较合理
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（3）加载速度
加载速度越大，表现强度越高(见图2－5)
我国要求加载速度为0.5－1.0MPa/s
（4）环境
含水量:含水量越大强度越低；岩石越软越
明显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是
饱和强度2－3倍。见表2－2
温度度:180℃下列部明显:不小于180℃，
湿度越高强度越小。
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二岩石抗拉强度
1.定义:岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破
坏时单位面积上所受拉力。
由于试件不易加工，除研究直接拉伸夹具外，研究
了大量间接试验办法。
2.直接拉伸法
抗拉强度RtPt/A
①试件和夹具之间连接
关键技术
②加力P与试件同心
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3.间接办法
（1）抗弯法（梁三点弯曲试验）
抗拉强度tMC/I
t——三点弯曲梁内最大拉应力；梁发生破坏时
就是tRt
M——作用在试件上最大弯矩
C——梁边沿到中性轴距离
I——梁截面绕中性轴惯性矩
①岩石是各向同性线弹性材料
合用条件：
②满足平面假设对称面内弯曲
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（2）劈裂法（巴西法）,对称径向压裂法
由巴西人Hondros提出
试件:实心圆柱φ50mm；δ25mm
试验:径向压缩破坏（张开）
计算公式:由弹性力学Boursinesq公式
t2p/
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