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该成果应用电阻应变仪、镜式引伸仪、岩石三轴剪力仪三种不同的仪器对石灰岩、岩和片麻岩进行变形的测试,通过试件力学及变形参数的测试,取得应、抗压强度、弹性模量、泊松比等数值。在进行大量力学试验后对岩石较细的划分:(1)直线型-弹脆性;(2)下凹曲线型-弹塑性;(3-塑弹性;(4)S型-塑弹塑性。从新划分四类岩石应力应变关系,上曲线在低应力时出现的上凹曲线段,是岩石微裂隙孔隙在压力作用下形曲线的S型曲线在高应力时出现的下凹 曲线段,则是由于岩石在高压力产生微型破坏的的结果, 这将对工程建设对岩石评价具有实际意义。问题,除粘土岩外,其他强度都比较高,产生变形的可能性小,如果选品进行测定,其实用意义会更大些。 2100433B
成果登记号 |
19840137[00777] |
项目名称 |
某几种岩石变形过程的实验室测定 |
第一完成单位 |
地矿部水文地质工程地质研究所 |
主要完成人 |
杨俊英、杜立芳、王立民、段保谦 |
主题词 |
岩石;变形;三轴试验;抗压强变试验;围岩变型 |
1,石英 成分二氧化硅,形态 柱状块状晶簇 物理性质 颜色无色或乳白色 无条痕 玻璃油脂光泽 硬度7 解理为贝壳状断口 比重约2.6 方解石 成分碳酸钙,形态 菱面体、粒状、块状 物理性质 颜色 无色...
甘汞电极。由于复合电极使用比较广泛,以下主要讨论复合电极。实验室使用的复合电极主要有全封闭型和非封闭型两种,全封闭型比较少,主要是以国外企业生产为主。复合电极使用前首先检查玻璃球泡是否有裂痕、破碎,如...
GB19489-2008 实验室 生物安全通用要求GB50346-2011生物安全实验室建设技术规范生物安全手册
几种常见岩石的辨别和描述(图文)
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岩石的变形
岩石并不是理想的弹性体,岩石变形特性的物理量也不是一个常数。通常所提供的弹性模量和泊松比,只是在一定条件下的平均值。
岩石受力作用会产生变形,在弹性变形范围内用弹性模量和泊松比两个指标表示。弹性模量是应力与应变之比,以“帕斯卡”为单位,用符号Pa表示。相同受力条件下,岩石的弹性模量越大,变形越小。即弹性模量越大,岩石抵抗变形的能力越强。泊松比是横向应变与纵向应变的比。泊松比越大,表示岩石受力作用后的横向变形越大。
岩石的强度
岩石的强度是岩石抵抗外力破坏的能力,也以“帕斯卡”为单位,用符号Pa表示。岩石受力作用破坏,表现为压碎、拉断和剪切等,故有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等。
抗拉强度。抗拉强度是岩石抵抗拉伸破坏的能力,在数值上等于岩石单向拉伸破坏时的最大张应力。岩石的抗拉强度远小于抗压强度,故当岩层受到挤压形成褶皱时,常在弯曲变形较大的部位受拉破坏,产生张性裂隙。
抗压强度。抗压强度是岩石在单向压力作用下抵抗压碎破坏的能力,是岩石最基本最常用的力学指标。在数值上等于岩石受压达到破坏时的极限应力。抗压强度主要与岩石的结构、构造、风化程度和含水情况等有关,也受岩石的矿物成分和生成条件的影响。
抗剪强度。抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力,在数值上等于岩石受剪破坏时的极限剪应力。在一定压应力下岩石剪断时,剪破面上的最大剪应力,称为抗剪断强度,其值一般都比较高。抗剪强度是沿岩石裂隙或软弱面等发生剪切滑动时的指标,其强度远远低于抗剪断强度。
三项强度中,岩石的抗压强度最高,抗剪强度居中,抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的10%~40%,抗拉强度仅是抗压强度的2%~16%.岩石越坚硬,其值相差越大,软弱岩石的差别较小。
通常是将岩块置于单轴压缩条件下进行试验,以获得它的变形性质。图1是粉砂岩的试验结果,其中AB和A′B′为20小时内的蠕变曲线。用普通压力机,只能得到岩样破坏以前的应力-应变(或变形)关系曲线,用近年研制成的“刚性压力机”还可得到破坏后的资料。利用这些试验结果,可以研究岩样的应力-应变全过程,阐明破坏机理和变形特性。
天然岩体常处于三向应力状态,因此也常在室内用三轴试验来研究周围压力对岩石变形的影响。试验表明,在围压较低的情况下,岩石往往呈脆性破坏,变形较小。围压超过一定程度以后,岩石表现出塑性流动性质,变形较大。
一般岩块由于包含的裂隙少,在同样受力条件下,所得变形远较裂隙岩块的变形小。对于工程设计,一般应用野外岩体试验所得的变形参量。
现场岩体的变形主要受岩体中包含的各种地质界面即结构面的控制,另外岩体中的应力也对变形有重要影响。当岩体承载时,变形的大部分表现为结构面的闭合和沿结构面的滑动,坚硬岩块本身的变形仅占次要地位。因此岩体的应力-应变关系曲线也远较岩块复杂。据研究,在现场加载条件下,典型的岩体应力-变形曲线(即σ-W曲线)如图2所示。图中I线为应力和变形呈线性关系;Ⅱ线表明加载的前一阶段为裂隙闭合阶段,后一阶段可视为线性关系;Ⅲ线说明在压力作用下,岩体逐渐屈服;Ⅳ线与Ⅱ线相似;Ⅴ线与Ⅲ线相似;Ⅵ线表示在较小的应力作用下,岩体出现负变形,是其中封闭应力释放的结果。
岩体的卸载变形主要表现在开挖地下洞室时围岩的回弹和松动。在岩体中挖洞时,由于原来岩体的受力状态发生变化,巷道周围的岩体即围岩会产生回弹区(围岩应力释放所涉及的范围)和松动区(围岩松动所涉及的范围)(图3)。当其他条件相同时,地下工程的侧墙往往会形成塑性楔体,首先向内变形或破坏,进而危及整个围岩的稳定性。岩体在卸载作用下的变形规律目前仍研究得不够深透。对于地下工程,常在现场布置仪器观测围岩变形与时间的关系。