岩石力学第三章岩体结构及力学性质.ppt

宾尼奥夫斯基（Bieniawski，1976)在大量实测统计的基础上，发现Q值与RMR值之间具有如下条件关系：2、Q分类法Q分类法同样考虑6个方面的因素，考虑的地质因素较全面，而且把定性分析与定量评价结合起来了，软硬岩均适用，在处理极软弱的岩层中推荐采用此分类法。（3）我国工程岩体分级标准《工程岩体分级标准》GB50218-94岩体基本质量指标BQⅠ类：＞550分，岩体完整；Ⅱ类：451-550分，岩体较完整；Ⅲ类：351-450分，岩体较破碎；Ⅳ类：251-350分，岩体破碎；Ⅴ类：＜250分，岩体极破碎；分类发展趋势（1）定性与定量结合；（2）多因素综合指标；（3）分类与地质勘探结合；（4）新理论与新方法结应用；（5）分类结果与参数估算建立定量关系。3.4结构面的强度结构面对岩体强度的主要影响是：岩体容易沿着结构面发生剪切破坏，产生滑移。因此，对结构面，一般不做压缩和拉伸强度试验，而做直接剪切试验。使用不同的试样，施加不同的正应力si，可以得出不同的结构面抗剪强度ti。于是可计算出结构面的抗剪强度Cj和fj。大多数结构面，两表面之间相互还有一定粘结力。因此，试验所得结果，C值一般不为零。因此，这种试验也称抗剪断试验。抗剪断试验以后，如果对这同一组试样再做一次直剪试验（抗摩擦试验），则可以发现，所得的C值等于零，但φ值则大体相等。当结构面表面具有起伏不平的特点的时候，试验结果就会有变化了。设结构面表面不平，以角度i的规则齿状突起。在直剪试验中，在推力T的作用下，上半试样就会沿齿向上爬(剪胀、爬坡)。于是，作用在锯齿上的正应力si和剪应力ti，可分别由下式计算：将此式与没有齿状突起的结构面的试验结果相比较，可知，对于具有角度为i的齿的结构面，齿的效应是使结构面的内摩擦角提高，提高的幅度就等于角度i。以上结果是正应力较小时候的情形。当正应力较大时，则显然，齿将被剪掉。此时的结果类似于没有结构面的岩石试验：摩擦角没有提高，但出现凝聚力C′（称似凝聚力）。此时的强度方程：总结：1结构面抗剪强度2.结构面抗摩擦强度（1）结构面平直：（2）结构面粗糙：规则起伏锯齿正应力较小时:（i也称爬坡角）正应力较大时（锯齿被剪断）：不规则起伏锯齿（省去）粗糙度系数JRC；巴顿：粗糙度系数可分10级(标准粗糙度剖面)3.5结构面的力学效应当岩体中存在结构面时，强度是否会受到影响？岩体受力：完整岩石破坏——沿结构面破坏（1）单节理的力学效应结构面外法线与最大主应力的夹角（节理的方向角）1、节理面的破坏条件岩块和节理面同时起作用岩体强度取决于岩石强度，而与节理面的存在无关或节理先破坏，岩体强度小于岩块强度或几点讨论（2）多节理的力学效应（叠加）两组以上的节理同样处理，分三种情况：A仅有一组节理符合条件时，沿该节理破坏；B两组节理符合时，考察大小，沿应力圆直径小的节理发生破坏；C如果都不符合，则岩体强度取决于岩石强度，不受节理存在的影响。总结：摩尔圆：“圆上一点，体上一面。方向相同，夹角两倍”。因此，岩体是否会沿结构面破坏，取决于结构面所代表的点，是否在结构面的强度曲线之上。由摩尔圆和结构面强度曲线间的关系可知：(a)当结构面的角度在b1和b2之间时，结构面所代表的点位于结构面强度曲线之上。因此，岩体将沿结构面破坏；(b)当结构面的角度小于b1或大于b2时，结构面所代表的点位于结构面强度曲线之外。因此，岩体将不会沿结构面破坏。因此，岩体是否沿结构面破坏的判断方法是：当b1＜b＜b2时结构面破坏；b2＜b或b＜b1结构面不破坏3.6岩体的强度

3.6.1岩体的强度特征岩体的强度取决于结构面的强度和岩石的强度。（1）岩体的抗剪强度包络线介于结构面强度包络线和岩石强度包络线之间。（2）岩体强度的各向异性岩体强度受加载方向与结构面夹角θ的控制，因此，表现出岩体强度的各向异性。（3）特征A.随岩体尺寸的增大，强度降低。B.随着侧向应力的增大，节理面对岩体强度减弱。C.应力与岩层节理方向之间的夹角对岩体强度有明显影响。D.水对岩体稳定性有影响：软弱夹层存在时强度降低；裂隙静水压，