5岩石强度与破坏 课件 [兼容模式]

《5岩石强度与破坏 课件 [兼容模式]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、岩块的强度特征岩石力学概述RockMechanics岩石的抗压强度岩石的抗拉强度主讲教师：张广清岩石的抗剪强度联系电话：010-89733920强度准则第一节概述第一节概述脆性破坏：岩石在荷载作用下没在外载作用下，当岩石内部的应力达到或超过某一极限时，岩石就发有显著觉察的变形就突然破坏。生破坏*大多数坚硬岩石在一定条件下都表现出脆性破坏的性质。岩石破坏的形式主要有：*产生这种破坏的原因可能是岩石中裂隙发生和发展的结果。*拉伸破坏#脆性破坏例如，地下洞室开挖后，由于洞室周围的应力显著增大，洞*剪切破坏室岩可能产生许多裂隙，尤其是洞顶的

2、张裂隙，这些都是脆#延性破坏性破坏的结果。第一节概述第一节概述延性破坏：岩石在破坏之前变形岩体破坏的主要形式是弱面剪切破坏很大，且没有明显的破坏荷载，弱面剪切破坏：岩体中存在着许多软表现出显著的塑性变形，流动或弱结构面，细微裂隙等弱面，在荷载挤出，这种破坏称为延性或韧性作用下，弱面上的剪应力一旦超过弱破坏。塑性变形是岩石内结晶晶面的抗剪强度时，岩体将弱面剪切破格结位的结果。在一些软弱岩石坏，致使岩体产生滑移。中这种破坏较为明显。有些洞室的底部岩石隆起，两侧围岩向洞内膨胀都属延性破如节理岩体中的地下洞室顶部岩块崩塌，洞侧岩石的滑动，坏的例子。坚

3、硬岩石一般属于脆性破坏，但在两向或三向受以及岩坡沿软弱面的失稳等，都属于弱面剪切破坏。力较大的情况下，或者在高温的影响下，也可能延性破坏。1第一节概述第一节概述岩石强度：岩石的强度是指荷载作用下岩石的抵抗破坏的能力。为了研究岩石的强度特征，经常将岩石制备成试件在实验室进行试验，依据试样应力状态的不同分为：岩石单轴抗压强度试验，抗拉强度试验，抗剪强度试验等。试验时将岩样制备成规定的试件然后按相应的试验规程进行试验。岩石在破坏前后的应力--应变关系比金属材料复杂得多，岩试验测定的强度指标分又可为：单轴抗压强度，单轴抗拉石究竟属于脆性材料还是属于塑

4、性材料，这不仅取决于岩石强度，抗剪切强度等。性质，且受应力状态，地温，受荷时间等多种因素的影响。第二节岩石的抗压强度第二节岩石的抗压强度二、岩石抗压强度测定一、岩石抗压强度的定义及研究意义1.岩石抗压强度的定义1.计算方法RcP/A岩石的抗压强度是岩石试件在单轴压力下抵抗破坏的极限P—轴向破坏荷载式中：能力，极限强度在数值上等于破坏时的最大压应力。A—试件界面积2.测定岩石抗压强度的意义2.岩样标准A衡量岩块基本力学性质的重要指标圆柱形试件：φ4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)φB建立岩石破坏判据的重要指标长方体试件：边长L=4.8－

5、5.2cm,高H=（2－2.5)LC用来大致估算其他强度参数试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm;两端面垂直于轴线±0.25o第二节岩石的抗压强度三、岩石试样的破坏形式劈裂破坏剪切破坏延性破坏2第二节岩石的抗压强度第二节岩石的抗压强度四、岩石抗压强度的影响因素四、岩石抗压强度的影响因素—岩石自身性质的因素1.岩石自身性质的因素岩石种类抗压强度(MPa)岩石种类抗压强度(MPa)岩石自身的性质（矿物组成、颗粒大小及形状、粒间连接、粗玄岩196～343石英片岩69～178辉长岩177～294云母片岩59～127结构特征、微结构面、风化程

6、度）对其抗压强度起决定作用闪长岩177～294凝灰岩59～167玄武岩147～294千枚岩49～1962.试验条件方面的因素石英岩147～294片麻岩49～196花岗岩98～245石灰岩29～245①试样的的几何形状及加工精度；②加载速率；③端流纹斑岩98～245砂岩19.6～196面条件-端面效应；⑤层理结构-取心方式大理岩98～245泥灰岩12～983.环境的影响—温度和湿度的影响板岩98～196页岩9.8～98白云岩78～245煤4.9～492试验条件对岩石抗压强度的影响2试验条件对岩石抗压强度的影响①试样几何形状及加工精度的影响②加载

7、速率对抗压强度的影响：加载速度越大，表现强度多边形试样易引起应力集中，故易破坏；横截面形状对越高，我国规定加载速度为0.5-1.0MPa/s强度的影响：圆形>六多边形>四边形>三边形试件；加工精度影响应力分布形式，如弯矩。岩石具有尺寸效应寸应：试样寸样尺寸越越大，岩石强度越低越圆形试件的优点：不易产生应力集中，好加工；对圆柱试件的尺寸要求：大于矿物颗粒的10倍；高径比：h/d≥(2－3)较合理，尺寸效应其抗压强度影响的经验公式：cc10.2220.778(h/D)2试验条件对岩石抗压强度的影响2试验条件对岩石抗压强度的影响③端面条件：

8、主要是端面摩擦力层理结构强度各向异性限制试样的横向膨胀,改变端部应力状态3第二节岩石的抗压强度3环境对抗压强度的影响含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，对