岩体的力学性质.pptVIP

各类岩体的剪切强度参数表Φ：岩体≈岩块；C：岩体岩块。结构面的存在主要降低了岩体的连结能力，进而降低C。2、岩体的剪切强度特征岩体的剪切强度具上限和下限的值域，强度包络线是有上限（岩体的剪断强度）和下限（结构面的抗剪强度）的曲线族。σ较低时，强度变化范围较大，随σ增大，范围逐渐变小。σ高到一定程度时，包络线变为一条曲线，岩体强度将不受结构面影响而趋于各向同性体。沿结构面剪切(重剪破坏)时，岩体剪切强度最低，=结构面的抗剪强度。横切结构面剪切(剪断破坏)时，岩体剪切强度最高。沿复合剪切面剪切(复合破坏)时，强度介于两者之间。坚硬岩石的强度曲线软弱岩石的强度曲线????二、裂隙岩体的压缩强度岩体的压缩强度分：单轴抗压强度和三轴压缩强度。生产实际中，常用原位单轴压缩和三轴压缩试验确定。单轴压缩三轴压缩单结构面理论单结构面理论岩体的强度(σ1－σ3)随结构面倾角β变化而变化。当β→φj或β→90°时，岩体不可能沿结构面破坏，而只能产生剪断岩体破坏。只有当β1≤β≤β2时，岩体才能沿结构面破坏。单结构面理论当β＝45°＋φj／2时，岩体强度取最低值σ3=0单结构面理论含多组结构面，且假定各组结构面性质相同时，分步运用单结构面理论确定岩体强度包线及岩体强度。随结构面组数增加，岩体强度趋于各向同性，被大大削弱，多沿复合结构面破坏。含四组以上结构面岩体强度可按各向同性考虑。当σ3接近于σmc时，可视为各向同性体。三、裂隙岩体强度的经验估算M、S、A、B、T：与岩性及结构面情况有关的常数，据岩体性质查表确定（P99表4-5）。Hoek-Brown的经验方程岩体中弹性波的传播规律岩体中弹性波速度的测定岩体的动力变形与强度参数岩体的动力学性质：岩体在动荷载作用下所表现出来的性质，包括岩体中弹性波的传播规律及岩体动力变形与强度性质。4.3岩体的动力学性质一、岩体中弹性波的传播规律弹性波在介质中的传播速度仅与介质密度ρ及其动力变形参数Ed，μd有关。因此可以通过测定岩体中的弹性波速来确定岩体的动力变形参数。岩体受到振动、冲击或爆破应力波塑性波和冲击波弹性波面波体波纵波(P波)横波(S波)瑞利波(R波)勒夫波(Q波)压缩波剪切波岩性不同，弹性波速度不同，岩体愈致密坚硬，波速愈大，反之，则愈小。01沿结构面传播的速度大于垂直结构面传播的速度。02压应力作用下，波速随应力增加而增加，波幅衰减少；反之，拉应力作用下，则波速降低，衰减增大。03岩体中含水量的增加，弹性波速增加。04岩体处于正温时，波速随温度增高而降低，处于负温时则相反。05影响弹性波在岩体中的传播速度的因素二、岩体中弹性波速度的测定地震法声波法选择代表性测线，布置测点和安装声波仪发生正弦脉冲，向岩体内发射声波记录纵、横波在岩体中传播的时间logo常见岩石的纵、横波速度值常见岩体不同结构面发育情况下的纵波速度值三、岩体的动力变形与强度参数动力变形参数动力变形参数：动弹性模量和动泊松比及动剪切模量。可通过声波测试确定。优点：不扰动被测岩体的天然结构和应力状态；测定方法简便，省时省力；能在岩体中各个部位广泛进行。计算公式：土木工程专业课程——《岩体力学》土木工程专业课程——《岩体力学》第四章岩体的力学性质***第四章岩体的力学性质§4.1岩体的变形性质§4.2岩体的强度性质§4.3岩体的动力学性质（自学）§4.4岩体的水力学性质（自学）4.1岩体的变形性质一、岩体变形试验及其变形参数确定二、岩体变形参数估算三、岩体变形曲线类型及其特征四、影响岩体变形性质的因素在受力条件改变时岩体的变形是岩块变形+结构变形的总和，结构变形包括结构面闭合、充填物压密及结构体转动和滑动等。岩块+结构面→岩体岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形一般情况下，岩体的结构变形起控制作用。一、岩体变形试验及其变形参数确定承压板法狭缝法钻孔变形法水压洞室法单(双)轴压缩试验法声波法地震波法原位岩体变形试验静力法动力法静力法基本原理：在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变形关系曲线，计算出岩体的变形参数。动力法基本原理：用人工方法对岩体发射(或激发)弹性波(声波或地震波)，并测定其在岩体中的传播速度，然后根据波动理论求岩体的变形参数。1、承压板法刚性承压板法柔性