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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。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。
包括单向和三向条件下的变形曲线特性、弹性和塑性变形、流变(应力-应变-时间关系)和扩容。岩石流变主要包括蠕变和松弛。在应力不等时岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在应变不变时岩石中的应力随时间减少的现象称为松弛。岩石扩容是指在偏应力作用下,当应力达到某一定值时岩石的体积随偏应力的增大而增大的现象。研究岩石变形在室内常用单轴或三轴压缩方法、流变试验和动力试验等,多数试验往往结合强度研究进行。为了测定岩石应力达到峰值后的应力与应变关系,必须应用伺服控制刚性压力机。野外试验有承压板法、水压法、钻孔膨胀计法和动力法等。根据室内外试验可获得应力与应变关系和应力-应变-时间关系以及相应的变形参数,如弹性模量、变形模量、泊松比、弹性抗力系数、流变常数等。
一般认为,在外力除去以后,岩石恢复到受力前的体积和形状的变形叫岩石的弹性变形,不能恢复的叫塑性变形(又称永久变形或残余变形)。岩石的总变形应视为弹性变形和塑性变形之和。试验表明,大多数岩石在加载过程中,应力-应变呈非线性关系,在卸载(即使是荷重很小的卸载)过程中,也会出现不可逆的塑性变形。
搬走它的压缩他的,他的特警,他的颜值,他的变形的性质,还是非常广泛的,并且任何信任,然后给他带来一种更好的帮助。
可参考《水利水电工程地质勘察规范》附录“岩土物理力学性质参数取值”,参考其中的要求来做: 岩体的物理力学性质参数取值应符合下列规定: 1、对均质岩体的密度、单轴抗压强度、点荷载强度、波速等物理...
材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。弹性变形受力物体的全部变形中在除去应力后能迅速回复的那部分变形。弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷...
在应力作用下,岩石中的微观和宏观结构的滑移、位错、形变都遵循随时间而变化的规律,因此岩石是一种流变体。岩石流变主要包括两个内容,即蠕变和松弛。在恒定的应力作用下,岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在恒定的应变条件下,岩石中的应力随时间而减少的现象称为松弛。在外力超过一定的强度(即长期强度)以后,岩体会丧失稳定性,因此工程上必须研究建筑物的长期稳定性。目前,国内外很重视对岩石的流变研究。
岩石扩容是指在偏应力作用下,当应力达到某一定值时,岩石的体积不但不缩小反而增大的一种力学现象。例如在地震前,震中附近地壳表面的岩体发生膨胀,就是一种扩容现象。另外,在膨胀岩中开挖地下工程时,围岩向内移动和产生破坏就是由于岩石的吸水膨胀和在偏应力作用下产生扩容的综合作用造成的。近年来,扩容已成为岩石力学研究的主要课题。
包括单向和三向条件下的变形曲线特性、弹性和塑性变形、流变(应力-应变-时间关系)和扩容。岩石流变主要包括蠕变和松弛。在应力不等时岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在应变不变时岩石中的应力随时间减少的现象称为松弛。岩石扩容是指在偏应力作用下,当应力达到某一定值时岩石的体积随偏应力的增大而增大的现象。研究岩石变形在室内常用单轴或三轴压缩方法、流变试验和动力试验等,多数试验往往结合强度研究进行。为了测定岩石应力达到峰值后的应力与应变关系,必须应用伺服控制刚性压力机。野外试验有承压板法、水压法、钻孔膨胀计法和动力法等。根据室内外试验可获得应力与应变关系和应力-应变-时间关系以及相应的变形参数,如弹性模量、变形模量、泊松比、弹性抗力系数、流变常数等。
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)。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。
一般认为,在外力除去以后,岩石恢复到受力前的体积和形状的变形叫岩石的弹性变形,不能恢复的叫塑性变形(又称永久变形或残余变形)。岩石的总变形应视为弹性变形和塑性变形之和。试验表明,大多数岩石在加载过程中,应力-应变呈非线性关系,在卸载(即使是荷重很小的卸载)过程中,也会出现不可逆的塑性变形。
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。
岩石变形除有时间效应外,湿度、温度等对岩石的变形也有影响。湿度的影响一方面表现在随含水量的增加,强度降低,变形加大,更重要的是某些含亲水性矿物的岩石遇水后会产生膨胀变形和膨胀压力,给工程带来危害。温度的影响主要表现在高温条件下,岩石可产生很大的塑性变形。此外,应力施加速率、载荷性质(如动载荷或静载荷)等也对岩石的变形有影响。
可在室内和野外进行试验和监测。室内试验一般用单向压缩或三向压缩的方法进行。往往与岩石强度试验一起进行。野外试验有多种方法,如承压板法、水压法、 钻孔膨胀计法等。 各种方法的实质都是:在不同条件下,向岩石加载,然后测定相应的变形和变形随时间的变化,即可获得应力-应变关系或应力-应变-时间关系曲线以及相应的变形参量。无论在室内或野外,还可以用动力法,即通过测定地震波或声波在岩石中的传播速度来换算弹性常数。对于各向异性岩体和破碎岩体可用声波法探测其结构。
对于工程岩体,通常在建筑物地基、地下工程围岩以及边坡内埋置各类仪器,对岩石的变形进行长期观测和监控。对于地壳岩体可用遥感和大地测量的方法,研究其变形规律。
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。
陈宗基:地下巷道长期稳定性的力学问题,《岩石力学与工程学报》,Vol.1, No.1, 1982。
米勒主编,李世平等译:《岩石力学》,煤炭工业出版社,北京,1981。(L.Müller, ed., Rock Mechanics),Springer-Verlag,Wien,1974.)
岩石的变形力学性质(42页,内容丰富)
岩石的变形力学性质(42页,内容丰富)——本资料为岩石的变形力学性质,共42页。简介:弹性(elasticity): 物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形,而去除外力(卸载)后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质称为弹性。弹性体按其应力-应变关系又可分为两种类型...
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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。
岩石变形模量指强度极限范围内的岩石应力应变之比。是岩石物理力学性质之一。在作反复加卸载试验时。岩石的总变形包括弹性变形和永久变形两个部分 。2100433B
外力撒除后岩石的外形和尺寸不能完全恢复而产生残留变形,这种情况称为塑性变形或不可逆变形。
如果破坏前发生大量的弹性变形,则这种破坏形式称为塑性破坏,呈塑性破坏的岩石称为塑性岩石:如果先经历弹性变形,然后塑性变形,最终导致破坏,则岩石的这种破坏形式称为塑脆性破坏,呈塑脆性破坏的岩石称为塑脆性岩石。2100433B