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岩石破碎比能耗是指破碎单位体积岩石所消耗的能量,用规定的方法来破碎不同岩石,所测得的破碎比能耗可用来衡量岩石的坚固性,其中凿碎比能可作为岩石可钻性指标,爆破1m3矿岩所消耗的炸药量可作为岩石爆破性指标。用规定的方法和能量来破碎岩石,可测定岩石的粉碎程度,也可用来度量岩石的坚固性,如前苏联矿业研究院用捣碎法和砸碎法测定岩石坚固性和邦德功指数等 。
岩石物理力学性质是指岩石对物理条件及力作用的反应。岩石的物理力学性质是研究一切矿山工程稳定的重要依据。岩石的物理性质主要有容重、非均匀性、非连续性。渗透性、吸水性、热胀性、声学性、导电性、光学性及磁性等。岩石的力学性质主要有可变形性、弹性、塑性、流变性、变形模量、弹性模量、粘性系数、泊桑比、粘结力、内摩擦角、单向抗压强度、三向抗压强度、单向抗拉强度、抗剪强度、摩擦强度、残余强度及流变强度等。岩石物理力学性质通过岩石试件室内物理力学实验来确定,或现场岩石物理力学测试测定 。
岩石强度弱化系数是指饱水状态下岩石的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比。岩石在浸水后强度降低的情况取决于岩石中亲水矿物和易溶矿物的含量及孔隙和裂隙的发育程度。岩石强度弱化系数是岩体工程地质分类的重要指标之一,可按系数值划分岩石抗水、抗风化能力的强弱 。
辉绿岩密度2.7-2.9,抗压是160-180;抗拉是4.5-5.4MPa,弹性模量6.9-7.9.泊松比0.16-0.10。具体参见工程地质手册第四版,第三篇第一章第六节即P169的岩石力学经验数据...
岩石普氏系数“紧固系数”及“极限压碎强度”两个指标采用的是“天然抗压强度”还是“饱和抗压强度”?
我的理解是用天然湿度的值,你现场开挖也是在天然湿度条件下进行的,再说普氏分级表里容重不也是天然湿度值吗? 其实就算你用了饱和值,误差也不至于有多大,要是软化系数真的很大的岩石,一般勘察时也只能...
答:岩石是无法有固定的或者规律的孔隙率,怎么会有松散系数呢?只可现场签证。
岩石强度测试方法是指测定岩石物理力学性质的试验方法。通常在现场取回岩芯或岩块,按照有关标准,在室内加工成规则试件,借助适当的加载设备在规定的加载速率下测定试件破坏时某截面上的极限应力。以同种岩石的一组试件的平均强度作为该种岩石的强度。为获得准确的岩石强度指标和便于资料交流,对各种强度测试都有统一的要求,如对试件、加载、数据记录和数据处理或计算都有一定的规定 。
研究采矿工程中开挖活动所影响的岩石内的一切力学现象的科学。它是当代采矿工程的重要理论基础之一,目的是指导矿山建设和生产,防止或消除矿山压力及滑坡对生产和安全的危害,改善爆破设计,选择岩石破碎方案及矿体自然崩落的规律。
矿山岩石力学研究的对象是自然岩体,即为多组不连续面所切割、具有各向异性及非均质性的天然地质介质。在裂隙及孔隙含水含气的情况下,这种地质介质是一种复杂的两相或三相介质。矿山岩石力学研究所涉及的空间范围为:矿床的开采深度自地表或海底下数公里;矿区的大小为数百平方米至数十平方公里;它所涉及的时间为数十年至数百年(即矿区的服务年限) 。2100433B
模糊数学在数字测井解释岩石强度中的应用
目前岩石相对硬度分六个等级,在实际工作中,可不考虑某一岩石的抗压强度的准确性,只需求出它隶属于某一级硬度的可靠程度即可,为此提出模糊模式识别方法解决这类问题:首先确定与岩石抗压强度相关的3个数字测井参数——强度指数、杨氏模量、密度参与计算,然后分配相应权重,构建与硬度级别相对应的6个模糊子集,最后建立判别岩石硬度分级的6个隶属函数作为模糊模式识别岩石硬度等级。判别原则:将任一深度的强度指数、杨氏模量、密度3个数据加权求和,将其值作为判别对象依次代入6个模糊模式得到6个计算值,按照最大隶属原则,确定其相对的硬度级别,该值越接近1,则其隶属于那个硬度级别的程度就越大。
岩石强度理论分类及在岩土工程中的应用
介绍了目前岩石强度理论的分类方法及使用条件和范围,举例分析了岩石强度理论在露天矿边坡稳定性分析中的具体应用,为露天矿的安全生产提供了科学依据。
岩石强度包括抗压、抗拉、抗剪(断)强度及岩石破坏、断裂的机理和强度准则。室内用压力机、直剪仪、扭转仪及三轴仪,现场做直剪试验和三轴试验,以确定强度参数(凝聚力和内摩擦角)。强度准则大多采用库伦-纳维准则。这个准则假定对破坏面起作用的正应力会增加岩石的抗剪强度,其增加量与正(压)应力的大小成正比。其次采用莫尔准则,也可采用格里菲思准则和修正的格里菲思准则。
岩石在外力作用下达到破坏时的极限应力,岩石力学性质的主要属性之一。它是通过实验室内或现场的试验求得的。在岩石力学中,岩石一词是岩块和岩体的总称。岩块是指由地质构造因素割裂而成的不连续块体,是岩体的组成单元。实验室试验用的岩样就是岩块。岩体是指包括地质结构的地质体的一部分。虽然岩块和岩体具有相同的地质历史环境,经历过同样的地质构造作用,但它们的性质是有区别的。反映在强度方面,岩块的强度主要取决于构成岩石的矿物和颗粒之间的联结力和微裂隙的影响;而对岩体强度起控制作用的则是岩体中的结构面和构造特征。
岩石强度理论是岩石力学和岩土工程分析的重要基础。本书介绍岩石在单轴、双轴和多轴条件下的强度性质,系统总结各种岩石强度理论,并阐述岩石统一强度理论、三参数统一强度理论和非线性统一强度理论。统一强度理论是基础理论创新的重大成果,是对沃伊特-铁木辛柯百年难题的破解,具有重大的理论意义和工程实践意义。
岩石材料可分为脆性和韧性两类。岩石材料在常温常压下一般属于脆性材料。目前常用的强度准则为库仑-纳维准则、莫尔准则和格里菲思准则。
这个准则假定对破坏面起作用的法向应力会增加材料的抗剪强度,其增加量与法向应力的大小成正比。 就二向情况而论(图8),若σ和τ是作用在破坏面上的法向应力和剪应力,则根据这个准则,作用在这个面上的剪应力达到下列数值时将发生破坏:
|τθ|=τt+μσθ,
式中τt为材料的抗剪强度;σθ为破坏面上的法向应力。μσθ类似斜面上的摩擦力,故μ可称为内摩擦系数。在三轴或双轴试验中,这个准则用法向应力和剪应力来表示则为:
用岩石材料的抗压强度σc和抗拉强度σ1来表示则为:
此即图9中AB线的关系式。材料不发生破坏的σ1、σ3值必定在AB和AC两线之间的范围内。在AB和AB两线范围以外的σ1、σ3值,将使材料发生破坏。岩石的μ 值的变化范围为1.0~2.5。据此,岩石的抗剪强度约为抗压强度的0.1~0.2倍。
由三轴试验测定抗剪强度要作一组试件的试验,从而求得在不同围压(σ3)下的强度值(σ1),并可绘出一组莫尔圆,其公切线称为莫尔包线,包线嶖与τ轴的截矩(τt)为岩石的凝聚力,包线的坡角(φ)为岩石的内摩擦角,如图 10所示。包线的物理意义是:由莫尔圆所代表的任何应力状态在包线以下时,岩石材料不会破坏;反之,如果莫尔圆有些部分超出包线,则必将超过材料的临界应力;当莫尔圆与包线相切时,则材料会在与大主应力成θ夹角的面上发生破坏。还应指出,岩石的长期强度比上述瞬时强度低。
这个准则是以岩石材料中存在细微裂纹为前提的。当材料受到应力时,裂纹尖端产生拉应力集中;当尖端或其附近的拉应力达到某一临界值时,裂纹开始扩张,最后导致破坏。这个理论首先为对玻璃的试验所证实。格里菲思准则可以用下述抛物线形的莫尔包线来表示:
虽然某些沉积岩具有非线性的莫尔包线,但就更多的脆性岩石来说,在压缩时普遍具有线性的莫尔包线。此外,格里菲思裂纹周围的应力集中是根据弹性理论计算出来的,因此破坏机理与时间无关,没考虑强度随应力速率或应变速率而变化的因素。F.A.麦克林托克、J.B.沃尔什和W.F.布雷斯遂加以修改,称为修正的格里菲思理论,使适用于压应力很高的双轴条件,其压应力足以使裂纹闭合,因此在裂纹表面上有摩擦力的作用。经过修改的格里菲思准则包括两个临界值:以抗拉强度表示的裂纹尖端处的临界应力;裂纹表面之间的摩擦系数。这个准则的表达式为:
式中μ为裂纹表面的摩擦系数;σcr 为垂直于裂纹并使裂纹闭合所需的应力。库仑-纳维和莫尔准则规定了破坏时作用的应力之间的相互关系,并可通过各类岩石试验来检验这种关系。但这两个准则并没有假定任何导致破坏的内在机理,因而不能使最终破坏同它的物理数据联系起来。格里菲思准则指出了内在机理并提出数学模型。但对岩石来说,因为这些数据难以测量,所以须采取经验方法,即根据抗压和抗拉强度以及裂纹面上的摩擦系数来评价这个准则。
应补充胡克-布朗准则