岩石变形与强度.ppt

2其它剪切试验4.3点荷载试验点荷载强度指标：P——试件破坏的极限荷载；D——荷载作用点之间的距离。1当D≤55mm时2当D＞55mm时3——直径为50mm的标准试件的点荷载强度指标值（MPa）;4——其它非标准试件的点荷载强度指标值（MPa）；6——试件直径（mm）。5——修正系数；标准试件——直径为50mm的岩芯利用点载荷试验可近似确定岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度：点载荷试验结果的离散性较大，通常一组试件需做15块。01024.4弹性波传播速度测试岩石波速测定仪纵波——Vp横波（剪切波）——Vs动弹性模量动泊桑比矿物成分01结晶程度和颗粒大小02胶结情况03生成条件04风化作用05密度06水的作用075.1岩石本身方面的因素085影响岩石力学性质的主要因素试验方法上的因素试件形状和尺寸加载速率温度01岩石破坏时所需满足的条件叫强度准则，或称为破坏条件。02对于简单的应力状态，通过试验很容易确定其破坏的条件；对于复杂应力状态由于存在无穷多受力组合，确定其破坏条件并不容易。03在主应力空间，用一个统一的数学函数来表示强度准则，可以写成如下的形式。04它是一个空间曲面。6岩石的强度准则6.1经验性强度准则6.1.1莫尔准则（Mohr’sHypothesis,1900）该准则假定岩石内某一点的破坏主要决定于它的最大主应力和最小主应力，与中间主应力无关。岩石的破坏属于压剪破坏。莫尔强度准则的普遍形式。选择的曲线应该是单调曲线。曲线应对称于σ轴，表示岩石破坏是共轭的。在确定包络线的形状时，应满足下列要求：大理岩花岗岩凝灰岩绿色凝灰岩日本河津凝灰岩日本秋芳大理岩日本稻田花岗岩秋芳大理岩河津凝灰岩稻田花岗岩在单向压缩荷载作用下试件的破坏形态柱状劈裂破坏圆锥形破坏01岩石的破坏过程02OA段——孔隙裂隙压密阶段03AB段——线弹性变形阶段04BC段——非稳定破裂开始阶段05CD段——非稳定破裂发展阶段，或称累进性破裂阶段。06DE段——破裂后阶段07E点以后段——破裂滑动阶段岩石的体积应变B点之前，的增长速度大于的增长速度，呈增加趋势，即体积缩小；B点之后，的增长速度小于的增长速度，从最大值开始减小，即体积开始膨胀；2.5岩石破坏过程中的体积变形扩容（剪胀）——受压时岩石体积增大的现象，一般都认为这是岩石内部微裂隙开始出现或迅速扩展的标志，它是岩石材料的特有属性。01扩容发生的原因：是由于随着压应力的增大，岩石内部开始出现微裂纹以及微裂纹张开、贯通的结果。023岩石的三轴压缩试验三轴压缩试验的目的01加载方式：①真三轴加载；②假三轴加载。02真三轴加载03假三轴加载043.1常围压下的岩石三轴压缩试验1试验装置与应力状态试件内的应力状态为三轴室三轴室将标准试件及上下球形座和垫块用热塑套裹紧，安装上引申计或在试件表面贴上应变片；01打开三轴室，将准备好的试件置于三轴室内的底座上，并将测量导线接到三轴室外；02关闭三轴室，并将螺栓旋紧，将三轴室整体推入压力机上下压板之间；03先稍微施加一点轴压，然后施加围压到设定值保持不变，最后按设定的加载速度施加轴压进行试验，直到试件破坏。042试验过程3试验曲线绘制4部分岩石的实验结果大理岩的应力与应变关系曲线花岗岩的应力与应变关系曲线玄武岩石英闪长岩随着围压的增大，岩石在破坏以前的总应变量也随之增大，而且主要是塑性变形的变形量增大。当围压增大到一定范围以后，岩石变形就成为典型的塑性流动。这说明了岩石的变形和破坏的性质会随着应力状态的变化而变化。02围压较小时，岩石试件在变形不大的情况下就产生破坏，类似于单轴压缩情况。015三轴压缩下岩石的变形特点不论围压等于零，或是大于零，在岩石的应力与应变关系曲线的初始阶段都表现为近似直线关系，说明了当主应力差的数值在一定范围内，岩石的变形特征还是符合弹性阶段特征，而当主应力差超出了某一范围时，岩石变形才合乎塑性变形的特征。01当围压较小时，岩石的体积变形与单向压缩条件下的变形规律相似，即，先缩后胀；扩容现象将随着围压的增大而逐渐减弱，当围压超过了某个值以后，扩容现象将会完全消失。这是由于围压限制了试件的横向膨胀。02(5)随着围压的提高，岩石将由脆性材料逐渐变为延性材料，并象金属材料一样，表现出