岩块的物理力学性质.ppt

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1、第二章岩块的物理力学性质§2.1概述§2.2岩石的物理性质§2.3岩石的水理性质§2.4岩石的热学性质§2.5岩石的变形性质（次重点）§2.6岩块的强度性质（重点）（§2.2岩石的物理性质一、岩石的密度二、岩石的空隙性岩石由固体、液体和气体三相组成。msmwo水气V0VWVSVV固岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。一、岩石的密度（单位体积内的岩石质量）1、颗粒密度(ρs)：ρs=ms/Vs2、块体密度(ρ)：岩块单位体积的质量。按含水量的多少可分为：天然密度：ρ=m/V干密度：ρd=ms/V饱和密度

2、:ρsat=msat/Vmsmwo水气V0VWVSVV固二、岩石的空隙性：孔隙+裂隙总空隙率(n)总开空隙率(no)大开空隙率(nb)小开空隙率(na)闭空隙率(nc)岩石的空隙(裂隙、孔隙)闭空隙开空隙大开空隙小开空隙空隙比空隙率颗粒体积空隙性对岩块及岩体力学性质影响1、n愈大，岩块的强度愈小、塑性变形和渗透性愈大；2、空隙易造成岩石风化，工程地质性质恶化；3、对可溶性岩石，空隙使岩溶发育。岩石在水溶液作用下表现出来的性质。1.吸水性2.软化性3.抗冻性4.透水性§2.3岩石的水理性质一、岩石的吸水性岩石在一定试验

3、条件下吸收水分的能力。1.吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示大开空隙率2.饱和吸水率Wp：高压(15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示总开空隙率Wa/Wp3.饱水系数反映岩石中大、小开空隙的相对比例关系。饱水系数大,大开空隙越多,岩石愈易被冻坏，抗冻性差几种岩石的吸水性指标值二、岩石的软化性软化系数(KR)：岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值岩石浸水饱和后强度降低的性质岩石

4、中含有较多亲水性和可溶性矿物，含大开空隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。（软化性与岩石矿物成分及空隙性有关）KR＞0.75，岩石软化性弱，抗冻性和抗风化能力强；KR＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差。三、岩石的抗冻性岩石抵抗冻融破坏的能力抗冻系数(Rd)：岩石试件经反复冻融后的干抗压强度(σcd2)与冻融前干抗压强度(σcd1)之比，用百分数表示Rd＞75％，Km＜2％时，抗冻性高；Wa＜5％、KR＞0.75和Rd＜0.8时，抗冻性高。质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1-ms2)与试

5、验前干质量(ms1)之比，以百分数表示四、岩石的透水性在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质。水在岩石中的流动，服从线性渗流规律——达西定律，即K：cm/sm/d渗透流速渗透系数水力梯度§2.4岩石的热学性质（自学）复习总结1、岩石的物理性质1)岩石的密度2)岩石的空隙性2、岩石的水理性质1).吸水性：吸水率(Wa)、饱和吸水率(Wp)、饱水系数2).软化性：软化系数(KR)3).抗冻性：抗冻系数(Rd)、质量损失率(Km)4).透水性：渗透系数(K)颗粒密度(ρs)块体密度(ρ、ρd、ρsat)空隙比

6、(e)空隙率(nn0nanbnc)岩块的变形与强度性质应力、应变应力状态、摩尔应力圆几个基本概念zyxzzxzyxyxzyzyxxy任意状态主应力状态强度、刚度变形弹性变形、塑性变形弹性、塑性破坏脆性破坏、塑性破坏脆性、塑性粘性、延性岩块的变形与强度性质§2.5岩块的变形性质加荷方式单轴加荷三轴加荷单轴压缩单轴拉伸连续加荷循环加荷逐级一次循环加荷反复循环加卸荷加剪力tptptp岩块的变形与强度性质一、单轴压缩条件下的岩块变形（一）连续加载1、变形阶段空隙压密阶段(OA)峰值前变形阶段峰值后变

7、形阶段oABCDE(+)(-)LVd岩块的变形与强度性质破坏后阶段(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:弹性极限岩块的变形与强度性质2、峰值前岩块的变形特征（1）前过程曲线类型及特征弹性型弹-塑性型塑-弹性型塑-弹-塑性型1塑-弹-塑性型2弹性-蠕变型岩块的变形与强度性质（2）变形参数1)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

8、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岩块的变形与强度性质2)泊松比(μ)（poisso