岩石力学课件.ppt

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1、第二章岩石的基本物理力学性质本章内容岩石的基本物理性质；岩石的强度特性；岩石的变形特性；岩石的强度理论。基本要求掌握岩石的基本物理性质，理解岩石的变形性质；掌握岩石的强度特性；掌握莫尔强度理论、库伦—莫尔强度理论；了解格里菲斯理论；2021/9/301岩石力学第二章岩石的基本物理力学性质第一节基本物理性质第二节岩石的强度特性第三节岩石的变形特性第四节岩石的强度理论主要内容2021/9/302岩石力学基本物理性质一、岩石的孔隙性二、岩石的水理性三、岩石的抗冻性四、岩石的质量指标返回岩石含：固相、液

2、相、气相（孔隙）。三相比例不同，物理性质指标也有所不同。联系2021/9/303岩石力学岩石的强度性质一、岩石的单轴抗压强度二、岩石的三轴抗压强度三、岩石的抗剪强度四、岩石的抗拉强度返回岩石强度:岩石材料受力破坏时所能承受的最大荷载应力本节讨论[σ]问题工程师对材料提出两个问题1.最大承载力——许用应力[σ]？2.最大允许变形——许用应变[ε]？试验方法2021/9/304岩石力学岩石的变形特性（弹，塑，粘）一、岩石在单轴压缩作用下的变形特性（1）普通试验机下的变形特性（2）刚性试验机下的单向压

3、缩的变形特性二岩石在三轴压应力下的变形特性三、岩石的流变特性返回2021/9/305岩石力学一、岩石的孔隙性：（一）孔隙比VV—孔隙体积(m3)Vs—岩石固体的体积(m3)（二）孔隙率V=VV+Vs返回——反映孔隙发育程度的指标V—包含孔隙在内的岩石体积(m3)2021/9/306岩石力学二、岩石的水理性质（一）含水性1、含水量：岩石孔隙中含水量(WW)与岩石烘干重量(Ws)比值的百分率w=Ww/Ws×100％2、吸水率：干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石烘干重量之比吸水率是

4、一个间接反映岩石内孔隙多少的指标W0－烘干岩样浸水48h后的湿重(kN)含水性膨胀性软化性渗透性耐崩解性Ws：在105-110°C温度下烘干24小时的重量(kN)2021/9/307岩石力学（二）渗透性渗透性：在一定的水压作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力，可用渗透系数来衡量。渗透系数是介质对某种特定流体的渗透能力，取决于岩体物理特性和结构特征，如孔隙和裂隙大小，开闭程度以及连通情况等大多渗透性可用达西（Darcy）定律描述：——水头变化率；qx——沿x方向水的流量，m3/s；h——水头高度，

5、m；A——垂直x方向的截面面积，m2；k——渗透系数，m/s。2021/9/308岩石力学(四)软化系数Rcw——饱和单轴抗压强度；Rc——干燥单轴抗压强度；η（η≤1）越小，表示岩石受水的影响越大(见表2-2）。轴向自由膨胀（%）H——试件高度径向自由膨胀（%）D——直径（三）岩石的膨胀性自由膨胀率：无约束条件下，浸水后膨胀变形与原尺寸之比2021/9/309岩石力学2021/9/3010岩石力学(五)耐崩解性试验时，将烘干的试块，约500g，分成10份，放入带有筛孔(2mm)的圆筒内，使圆筒

6、在水槽中以20r／min速度连续转10分钟，然后将留在圆筒内的石块取出烘干称重。如此反复进行两次，按下式计算耐崩解性指数：残留在筒内的试件烘干质量mR试验前的试件烘干质量(mS)耐崩解性指数是通过对岩石试件进行烘干，浸水循环试验所得的指标。返回2021/9/3011岩石力学三、岩石的抗冻性抗冻性:岩石抵抗冻（胀）融破坏的性能，通常用抗冻系数表示。返回岩石的抗冻系数是指岩样在±25℃的温度区间内，反复降温、冻结、升温、融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度之比：Cf—岩石

7、的抗冻系数；Rcf—岩石冻融后的抗压强度(kPa)2021/9/3012岩石力学密度比重1、岩石的密度：单位体积内岩石的质量。四、岩石的质量指标（1）天然密度：自然状态下，单位体积质量M——岩石总质量，kg；V——总体积，m3。（2）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量（108℃烘24h）Ms——岩石烘干后的质量，kg。2021/9/3013岩石力学2、岩石的比重：岩石固体烘干重量（WS）与4℃时同体积纯水的重量比VC——岩石实体部分(不包含孔隙）的体积；——一个大气压下4℃时水的重度

8、返回（3）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单位体积质量（水中浸48小时）VV——孔隙体积ρW:一个大气压下4℃时水的密度(kg/m3)测定方法及适用条件：量积法、水中称重法、蜡封法。2021/9/3014岩石力学一岩石的单轴抗压强度1.定义：指岩石试件在单轴压力作用下（无围压，只受轴向压力）所能承受的最大压应力，也即是岩石在达到破坏时承受的最大轴向荷载P除以试件的横截面积A。2.试验方法：圆柱形试件：Ф4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)Ф长方体试件：边长L=4.8－5.2cm,高H=（2