第三节 岩块的强度性质.ppt

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1、第三节岩块的强度性质岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力。根据受力状态不同，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。一、单轴抗压强度σc1、定义在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa）。2、研究意义（1）衡量岩块基本力学性质的重要指标。（2）岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标。（3）用来估算其他强度参数。σt=3~30%σc3、测定方法抗压强度试验Pc——破坏荷载；A——式样横截面积。岩样：直径d=5—7cm（试样的直径与岩样中最大颗粒直径的比值大于

2、10即可）高h=(2—3)d或立方体：5×5×10cm3破坏类型：a.对顶锥破坏b.劈裂破坏——试样在轴向应力作用下，由泊松效应引起的一种拉断效应。c.剪切破坏——也比较常见，特别是有试样中存在有与σ1斜交的微结构面的情况下，经常都是沿软弱面发生剪切破坏。当岩块内存在有与σ1成一定角度的微弱结构面时。d.塑性流动——主要是塑性材料的破坏形式，如低碳钢，在岩体很少见，只存在当含水量较大，软弱时才呈现这种破坏。4、常见岩石的抗压强度岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）辉长

3、岩180~300辉绿岩200~350页岩10~100花岗岩100~250玄武岩150~300砂岩20~200流纹岩180~300石英岩150~350砾岩10~150闪长岩100~250大理岩100~250板岩60~200安山岩100~250片麻岩50~200千枚岩、片岩10~100白云岩80~250灰岩20~200二、单轴抗拉强度σt1、定义单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉强度。2、研究意义（1）衡量岩体力学性质的重要指标（2）用来建立岩石强度判据，确定强度包络线（3）选择建筑石材不可缺少的参

4、数3、测定方法（1）直接拉伸法利用特制的夹具和粘合剂（如，环氧树脂）将试件夹在试验机上拉伸，直至破坏。Pt——破坏荷载（KN）；A—垂直于加荷方向岩样的平均横截面积（m2）（2）间接法a.劈裂法试样规格：园柱体D=5cml=（0.5—1）D若边长为a的立方体:b.点荷载法：（赖奇米尤休1962年提出）是采用圆盘形的试样，把试样平放在试验机上，并通过一对相向的球形装置，于园盘的中轴处施加点荷载。试样尺寸：D=5cm；t=2—3cm抗拉强度可按：——赖奇米尤休公式Pt园盘直径常见岩石的抗拉强度岩石名称抗拉强度（M

5、Pa）岩石名称抗拉强度（MPa）岩石名称抗拉强度（MPa）辉长岩15~36花岗岩7~25页岩2~10辉绿岩15~35流纹岩15~30砂岩4~25玄武岩10~30闪长岩10~25砾岩2~15石英岩10~30安山岩10~20灰岩5~20大理岩7~20片麻岩5~20千枚岩、片岩1~10白云岩15~25板岩7~155、抗拉强度与抗压强度的比较岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。相对而言，空隙对岩块抗压强度的影响就小得多，因此，岩块的抗拉强度一般远小于其抗压强度。通常把抗

6、压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，用以表征岩石的脆性程度。岩块的几种强度与抗压强度比值岩石名称与抗压强度的比值抗拉强度抗剪强度抗弯强度煤0.009~0.060.25~0.5页岩0.06~0.3250.25~0.480.22~0.51砂质页岩0.09~0.180.33~0.5450.1~0.24砂岩0.02~0.170.06~0.440.06~0.19石灰岩0.01~0.0670.08~0.100.15大理岩0.08~0.2260.272花岗岩0.02~0.080.080.09石英岩0.06~0.110.176

7、三、剪切强度1、定义在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切强度。工程上需要测定的抗剪强度大致分为以下三种：a.岩石实体的抗剪强度b.岩体软弱面的抗剪强度c.岩石胶结面的抗剪强度抗剪断试验抗切试验抗剪(摩擦)试验2、抗剪强度类型（1）抗剪断强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。（图（a））（2）抗切强度：指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。（图（c））（3）摩擦（抗剪）强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破

8、坏时的最大剪应力（图（b））。3、研究意义反映岩块的力学性质的重要指标。用来估算岩体力学参数及建立强度判据。4、抗剪强度的测试方法抗剪强度的测定目前分为：（1）直剪试验据其受荷情况及试件特征，岩石的抗剪强度又分为三种情况。(如前述)（2）变角板剪切试验σ—剪断面上的正应力；P—压力机所加荷载；A—剪切面的面积；α—放置试件的倾角,不能过大或过小；f—摩擦系数。四、三轴压缩强度1、定义试件在三向压应力