岩石的基本物理力.ppt

2022/10/3侧压力的影响：围压越大，轴向压力越大岩石三向压缩强度的影响因素A、B、C三条虚线是三个不同的加载途径，加载途径对岩的最终三向压缩强度影响不大。加载途径对岩石三向压缩强度影响2022/10/3孔隙水压力使有效应力（围压）减小，强度降低孔隙水压力对岩石三向压缩强度的影响2022/10/3CBA2022/10/301试件尺寸与加载速率的影响02中低围压下，与岩石单轴抗压强度试验基本一致。高围压时，受径向限制，使得试件中微裂缝的影响逐渐减弱，尺寸影响不大。03加载速率的影响与岩石单轴抗压强度试验基本一致。随着加载速率的增加强度有所提高。043岩块的变形特征2022/10/31、变形阶段空隙压密阶段(OA)峰值前变形阶段峰值后变形阶段?oABCDE?(+)?(-)?L?V?d破坏后阶段(DE)全过程曲线??前过程曲线非稳定发展阶段(CD)D点:峰值强度微裂隙稳定发展阶段(BC)C点:屈服强度弹性变形阶段(AB)B点:弹性极限3.1单轴压缩条件下的岩块变形（一）连续加载2、峰值前岩块的变形特征2022/10/3（a）原生微裂隙压密阶段（OA级）特点：①曲线，应变率随应力增加而减小；②塑性变形（变形不可恢复）原因：微裂隙闭合（压密）（b）弹性变形阶段（AB段）特点：①曲线是直线；②弹性模量，E为常数（变形可恢复）；③没有裂缝扩展原因：岩石固体部分变形，B点开始屈服，B点对应的应力为屈服极限。（1）前过程阶段详述?oBCD?(+)?(-)A2022/10/31塑性变形阶段（BC）特点：①曲线，软化现象；②塑性变形，变形不可恢复；③应变速率不断增大。④裂缝形成。此时裂缝沿最大拉应力或最大剪应力的方向出现，轴向和侧向变形都在增加。原因：新裂纹产生，原生裂隙扩展。岩石越硬，BC段越短，脆性性质越显著。2脆性：应力超出屈服应力后，并不表现出明显的塑性变形的特性，而破坏，即为脆性破坏。3（2）前过程曲线类型及特征2022/10/3弹性型弹-塑性型塑-弹性型弹性-蠕变型塑-弹-塑性型1塑-弹-塑性型2（3）变形参数2022/10/3（a)变形模量（modulusofdeformation)是指单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比。应力-应变曲线为直线型，这时变形模量又称为弹性模量?Lo??2?50?1?i?1?50?2?io??L?i?i应力-应变曲线为“S”型初始模量(Ei)指曲线原点处切线斜率切线模量(Et)指曲线上任一点处切线的斜率，在此特指中部直线段的斜率割线模量(Es)指曲线上某特定点与原点连线的斜率，通常取σc／２处的点与原点连线的斜率泊松比(μ)（poisson`sratio）

是指在单轴压缩条件下，横向应变（εｄ）与轴向应变（εＬ）之比岩块的变形模量和泊松比受岩石矿物组成、结构构造、风化程度、空隙性、含水率、微结构面及其与荷载方向的关系等多种因素的影响，变化较大。2022/10/3在实际工作中，常采用σｃ／２处的εｄ与εＬ来计算岩块的泊松比。01020304常见岩石的变形模量和泊松比2022/10/3岩石名称变形模量（×104MPa）泊松比岩石名称变形模量（×104MPa）泊松比初始弹性初始弹性花岗岩2~65~100.2~0.3片麻岩1~81~100.22~0.35流纹岩2~85~100.1~0.25千枚岩、片岩0.2~51~80.2~0.4闪长岩7~107~150.1~0.3板岩2~52~80.2~0.3安山岩5~105~120.2~0.3页岩1~3.52~80.2~0.4辉长岩7~117~150.12~0.2砂岩0.5~81~100.2~0.3辉绿岩8~118~150.1~0.3砾岩0.5~82~80.2~0.3玄武岩6~106~120.1~0.35灰岩1~85~100.2~0.35石英岩6~206~200.1~0.25白云岩4~84~80.2~0.35大理岩1~91~90.2~0.352022/10/3加载速度加载速度越大，表现强度越高(如图)我国规定加载速度为0.5－1.0MPa/s环境含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，