岩石力学基本性质.pptVIP

一点的应力状态主应力弹性力学可以证明：对于给定的一个单元体，总能够找到这样一种取向：单元体表面上的剪应力分量都为零，即三个正交截面上没有剪应力作用而只有正应力作用，这种情况下的正应力称为该点的主应力，分别以?1、?2、?3表示。应力椭球且约定：?1＞?2＞?3，其中：?1、?2、?3分别代表最大、中间和最小主应力。当?1、?2、?3中有两个主应力为零，而另一个不为零时，称为单轴应力状态；01当?1、?2、?3中有两个主应力不为零，而另一个为零时，称为双轴应力状态；02当?1、?2、?3中三个主应力均不为零时，称为三轴应力状态。特殊地，当?1=?2=?3时，称为均压状态。03而?1－?3=??，称为差异应力，它是引起物体发生形变的力。04主方向主应力作用的方向主平面三个分别包含其中两个主应力的正交截面。主平面(B)主方向(A)应力莫尔圆应力莫尔圆的物理意义是：当?=0?时，??=?1，??=0；当?=90?时，??=?2，??=0；当?=45?或135?时，??=最大值，为(?1-?2)/2；当?1=?2，?=0时，为均压无剪应力；在三维状态中，当?1=?2=?3时，为静水压力。应力场及其表示方法应力场－某个地质体（物体）内部各点的瞬时应力状态在三维空间上的组成的总体，称为应力场。一般地，用地质体（物体）内各点的主应力?1、?2、?3，或最大或最小剪应力?的大小和方位来表示其应力场的状态和特征。02应力场的表示方法：01依次沿相邻的各点的主应力或剪应力方向连接得到的轨迹线称为应力轨迹线，由它们绘制而成的应力轨迹图能够客观地形象地定性表示某个地质体（物体）内的应力分布状态；而主应力或剪应力的应力等值线图能定量地表示某个地质体（物体）内各点的应力分布及其变化特点。因此，这两种图件是常用的有效的应力状态表示方法之一。AB二维应力轨迹图A挤压状态；B剪切状态应力场的扰动均匀应力场非均匀应力场由于岩块或地块内部的局部不均匀性和不连续性等，可造成应力场的局部变化．即称为应力场的扰动．变形岩石的应变分析基础变形和位移010203041，变形处于地壳和岩石圈中的任何地质体，受到力作用而会发生变形。变形—是指地质体（物体）初始形状、方位或位置发生了改变。位移是指地质体（物体）及其内部各质点初始位置的改变，是通过物体内各质点的初始位置和终止位置的变化来表达的。质点的初始位置和终止位置的连线叫位移矢量。这条线只代表位移的最终结果，而不代表位移的实际路径。2，位移020304050601四种方式:3，位移方式平移——体变——旋转——形变——平移：变形前后质点位置的平行移动旋转：变形前后物质线方位的改变岩石力学基本性质岩石破裂过程数值试验主讲人：谭志宏第一部分岩石的变形特性第二部分岩石的基本强度主要内容岩石的变形特性近几年来，人们在岩体工程的现场测量中，所获得的数据大多都是岩体的变形值。因此，为了能够更好、更全面地利用这些数据为工程服务，需要全面地掌握岩石的变形规律及特征，并在此基础上综合结构面的力学特性，分析岩体结构的稳定性。随着对变形特性研究的深入，甚至有人提出了用变形表示的强度判据代替以往常用的用应力表示的强度判据。单向压缩应力作用下的变形特性三向压缩应力作用下的变形特性单向压缩应力作用下的变形特性DE段：宏观破坏阶段。岩石的宏观破裂面已经形成。04过了C点（峰值载荷）后，岩石便进入了岩石破坏的后期阶段。这个阶段岩石力学行为可分为两种情况。第一种情况，弹性模量和强度逐渐下降，即岩石表现出渐进劣化的行为（CD实线段）。第二种情况，弹性模量和强度突然下降，即岩石表现出显著的脆性破坏行为（CD虚线段）。05OA段：裂隙压密阶段。主要特点是在加载初期，随着载荷的增长，应力-应变曲线向上弯曲，仿佛岩石随应力增加（作功）而硬化。01BC段：临近宏观破坏阶段。应力-应变曲线逐渐偏离线性向下弯曲，曲线斜率逐渐减小。03AB段：线弹性阶段（线性变形阶段）。基本特点是，随着载荷的增加，其变形基本上按比例增长。这个阶段曲线基本保持线性规律，曲线斜率为常数。02反复循环加载曲岩石在反复加-卸载情况下应力应变实验曲线当进行加-卸载试验时，人们发现岩石的应力-应变曲线将成为一个环，通常将它称作塑性滞环。它的形成说明，在加-卸载过程中，裂隙的扩展和裂隙面之间的摩擦将不断消耗能量。由加-卸载曲线可知，整个加-卸载过程对岩石的变形特性影响并不大。尤