§2-3岩石的强度特性.ppt

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1、第二章岩石的基本物理力学性质1本章内容：§2-1岩石的基本物理性质§2-2岩石的变形特性§2-3岩石的强度特性§2-4岩石的流变性（时效性、粘性）§2-5影响岩石力学性质的因素§2-6岩石的强度理论2§2-3岩石的强度特性概念：（1）屈服：岩石受荷载作用后，随着荷载的增大，由弹性状态过渡到塑性状态，这种过渡称为屈服。（2）破坏：把材料进入无限塑性增大时称为破坏。（3）岩石的强度：是指岩石抵抗破坏的能力。岩石在外力作用下，当应力达到某一极限值时便发生破坏，这个极限值就是岩石的强度。3影响岩石强度的因素试件尺寸：随试件尺寸的增加而

2、减小试件形状：正方体、截面六面体、圆柱体强度不同高径比例：2-3，2-2.5加载速率湿度自身因素4一、岩石的单轴抗压强度σC端部效应Uniaxialcompressivestrength5为了消除端部效应，国际岩石力学学会推荐采用高径比（h/d)为2.5～3.0的试件做抗压试验。根据h/d＝1的试件的抗压强度计算h/d>1的岩块的抗压强度：式中：σc——h/d=1的试件抗压强度；σc1——h/d>1的试件抗压强度。6式中：Is—点荷载强度指标，对于风化严重，难以加工成试件的岩石，或需要在现场快速测定岩石抗压强度，可根据点荷载试验计

3、算岩石的抗压强度：7破坏形态8二、岩石的单轴抗拉强度σt1、直接拉伸试验92、间接拉伸试验圆饼试件：A劈裂法（巴西试验法）1011方形试件：式中：σt-岩石抗拉强度，MPa;P—破坏时的荷载，N;d—试件直径；mm；t—试件厚度，mm；a，h—方形试件边长和厚度，mm。12不规则试件（加压方向应满足h/a≤1.5）：式中：P—破坏时的荷载，N;a—加压方向的尺寸；h—厚度；V—不规则试件的体积。由于岩石中的微裂隙，在间接拉伸试验中，外力都是压力，必然使部分微裂隙闭合，产生摩擦力，从而使测得的抗拉强度值比直接拉伸法测得的大。13B点

4、荷载试验法经验公式：式中：P—破坏时的荷载，N；D—试件直径；cm。试件直径1.27～3.05cm岩石的抗拉强度远远小于其抗压强度，一般情况下，1415三、岩石的剪切强度τf1、剪切面上无压应力的剪切试验16试件尺寸：直径或边长不小于50mm，高度应等于直径或边长。改变P，即可测得多组σ、τ，作出σ～τ曲线。2、剪切面上有压应力的剪切试验17183、斜剪试验忽略端部摩擦力，根据力的平衡原理，作用于剪切面上的法向力N和切向力Q可按下式计算：N=PcosαQ=Psinα剪切面上的法向应力σ和剪应力τ为：19204三轴压缩剪切试验抗剪强

5、度曲线：τ=c+σtgφ21四、岩石的三向抗压强度σ1c岩石在三轴压缩下的极限应力σ1c为三轴抗压强度，它随围压增大而升高。22五、岩石的破坏形式就其破坏本质而言，岩石破坏有以下三种类型：1、拉破坏2、剪切破坏3、塑性流动破坏23小结1、岩石的水理性质◇岩石的吸水性◇岩石的软化性◇岩石的膨胀性◇岩石的崩解性◇岩石的抗冻性◇岩石的透水性◇岩石的碎胀性2、岩石的变形性质◇岩石应力应变曲线◇弹性模量：初始、切线、割线、E5024小结3、岩石三轴变形特征◇真三轴和假三轴◇围压越大变形越小4、岩石的强度特征◇尺寸效应、形状、湿度等5、各种强

6、度的测定◇单轴抗压、抗拉、抗剪、点荷载实验。25