岩土力学试验及参数取值.docx

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1、一、概述1、岩土力学试验及参数取值的意义“岩土力学试验”——对岩土体的力学性质进行观测和度量，得到岩土体的各种物理力学指标的试验工作。岩土体的力学性质：承受力的作用而发生变形的性能（变形性）；抵抗力的作用而保持其自身完整的抗破坏性能（抗破坏性）。“岩土力学参数取值”——为了建筑物承载力和变形相容的要求，必须对其岩土力学特性进行现场和室内试验工作，以获得合理的、可靠的用于建筑物变形问题和稳定性评价的力学参数。岩土力学参数取值：岩土体结构的差异性；岩土体特性构成岩土工程的特殊性和复杂性。2、岩土力学试验及

2、参数取值在岩土工程中的作用Terzaghi的有效应力原理建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上；Darcy定律（达西定律）建立在渗透试验基础上。反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律；摩尔—库仑定律、各种岩土体本构模型几乎都建立在试验分析的基础之上。高层建筑、水电枢纽、公路桥梁与隧洞的兴建是否经济、合理大部分取决于岩土的工程性质。渗透试验三轴剪切试验测定土体在三向应力作用下的抗剪强度参数——内摩擦角φ角和粘聚力C值。二、试验成果综合整理方法1目的：对各项分散的试验成果进行分析、归纳，使他们能更好的反映岩

3、石、岩体的物理力学性质，揭露其内在规律，提出试验最佳值或给定置信概率的试验参数标准值。2成果整理的步骤1）根据试验大纲的要求和地质描述资料，对全部试验资料进行逐项、逐类的检查、核对、分析试验成果的代表性、规律性和合理性。2）将试验结果按已划分的工程地质单元进行分类、归纳，编制单项试验成果表和各项试验成果汇总表。3）采用适当的成果整理方法，对各项试验成果进行综合整理，提出各项试验成果的最佳值或标准值。三、岩块力学试验岩块单轴压缩变形试验——测试岩块在单轴压缩荷载作用下，随着荷载的不断增加而产生的轴向变形

4、、横向变形以及破坏时的荷载和变形。以此可确定反映岩块强度特性——单轴抗压强度和变形特性——（弹性模量和泊松比）岩块强度——岩块受力时抵抗破坏的能力，由强度指标表征。岩块变形——岩块在各种外力作用下形状和大小的变化，即在外力作用下引起的变形。由变形指标来度量，如弹性模量(或变形模量)及泊松比等。单轴抗压强度试验——测定表征岩块强度的抗压强度；单轴压缩变形试验——表征岩块变形特征的变形参数；（弹性模量和泊松比）岩石的抗压强度——岩石抵抗单轴压力破坏的最大能力。即标准岩石试样在压力作用下破坏时的最大荷载与垂

5、直于加荷方向的截面积之比。软化系数——饱水试样的抗压强度与干燥试样的抗压强度之比。弹性模量——岩石轴向应力与纵向应变之比；泊松比——某个应力水平对应的横向应变与纵向应变之比。初始弹性模量Ec——应力应变曲线在零荷载时的切线的斜率；切线弹性模量Eq——应力应变曲线某点处(一般为抗压强度的50％处)的切线斜率；割线弹性模量E50——应力应变曲线零荷载点与某一应力水平交点连线的斜率，一般用抗压强度的50％的应力值。伺服控制刚性试验机：a、用岩石试件的变形（纵向、横向变形）控制加载速度；b、刚度大。（5MN/

6、mm)伺服系统有一个反馈信号系统：检查当前施加的荷载是否保持事先确定的变形速度，否则会自动地调整施加的荷载，以保持变形速度的恒定。注意：对于特别坚硬的岩石，除采用带有伺服系统的刚性试验机外，施加一定的围压是必要的，可以使破坏后的岩石变形得到有效控制。标准试件的选择原则：a、圆柱体试件具有轴对的特点，应力分布较均匀，优先选用；b、试件尺寸大于矿物颗粒10倍，考虑充分利用钻孔岩芯；c、试件高径比要充分考虑减少端部效应，在受力时不发生弯曲。试件含水状态：a、烘干状态将试件置于烘箱内，在105～1100C温度

7、下烘24h，取出放入干燥器内冷却至室温后称重。b、饱水状态自由水法饱和试件：将试件放入水槽，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试件高度的1/2和3/4处，6h后全部淹没试件。试件在水中自由吸水48h后，取出试件并沾去表面水分称重。扩容现象是岩石破坏的前兆。高与直径之比为1:1:圆柱体的抗压强度高于立方体的抗压强度高与直径之比为1.5:1:圆柱体的抗压强度低于长方体的强度，大约与2：1的长方体强度相同。试件在加载过程中，随着所受载荷的增加，微裂隙不断发展，然后沿最不利的方向破坏。加载速度

8、缓慢，则裂隙发育充分，反应出强度较低。加载速度较快，裂隙发育不充分，将出现人为的强度偏高。一般垂直层理方向的抗压强度大于平行层理方向的抗压强度。四、岩块三轴压缩强度试验地层中，岩体处在三向压缩应力状态。岩石在三向压缩应力作用下的强度和变形特性才是岩体力学性质的真实反映。岩体三向压缩强度——指在不同的三向压缩应力作用下，岩体抵抗外部荷载的极限能力。岩体的三向压缩强度并没有确定的值，只有在某种应力组合时，岩体发生破坏，得到该应力组合条件的极限应力值。按应力的