第1章岩石的基本物理力学性质精选文档.ppt
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1、第1章岩石的基本物理力学性质1本讲稿第一页,共三十七页2本讲稿第二页,共三十七页岩石和岩体的差别与联系岩石和岩体的差别与联系3本讲稿第三页,共三十七页岩块岩块岩块岩块非连续面非连续面非连续面非连续面联合作用联合作用联合作用联合作用岩体特性岩体特性岩体特性岩体特性理论背景理论背景理论背景理论背景试验基础试验基础试验基础试验基础岩块研究岩块研究岩块研究岩块研究成果丰硕成果丰硕成果丰硕成果丰硕采样采样采样采样试验设备试验设备试验设备试验设备4本讲稿第四页,共三十七页课程章节调整课程章节调整q岩石物理力学性质岩石物理力学性质q岩石的本构模型与强度理论岩石的本构模型与强度理论q岩体力学性质岩体力学性质q
2、地应力地应力q三大岩石工程三大岩石工程-洞、坡、基洞、坡、基5本讲稿第五页,共三十七页 岩石的物理性质岩石的物理性质(Physical Properties of rocks)Physical Properties of rocks)物理性质物理性质水理性质水理性质容重容重空隙性空隙性吸水性吸水性抗冻性抗冻性软化性软化性透水性透水性比重比重6本讲稿第六页,共三十七页岩石的力学性质岩石的力学性质(Mechanical Properties of rocks)Mechanical Properties of rocks)强度性质强度性质变形性质变形性质破坏形式破坏形式强度指标强度指标全应力应变曲线
3、全应力应变曲线弹性、塑性、粘性弹性、塑性、粘性变形参数变形参数在外载作用下,当岩石内部的在外载作用下,当岩石内部的应力达到或超过某一极限时,应力达到或超过某一极限时,岩石就发生破坏岩石就发生破坏7本讲稿第七页,共三十七页岩石脆岩石脆-延转换延转换8本讲稿第八页,共三十七页9本讲稿第九页,共三十七页岩石的强度性质岩石的强度性质(Rock strength)Rock strength)岩石发生破坏时,变形很小,明显声响,一般发生在单轴或低岩石发生破坏时,变形很小,明显声响,一般发生在单轴或低岩石发生破坏时,变形很小,明显声响,一般发生在单轴或低岩石发生破坏时,变形很小,明显声响,一般发生在单轴或低
4、围压坚硬岩石围压坚硬岩石围压坚硬岩石围压坚硬岩石 。q q 脆性破坏脆性破坏脆性破坏脆性破坏 破坏时,变形较大,有明显的破坏时,变形较大,有明显的破坏时,变形较大,有明显的破坏时,变形较大,有明显的“剪胀剪胀剪胀剪胀”效应,一般发生在效应,一般发生在效应,一般发生在效应,一般发生在较软弱岩石或高围压坚硬岩石。较软弱岩石或高围压坚硬岩石。较软弱岩石或高围压坚硬岩石。较软弱岩石或高围压坚硬岩石。q 延性破坏延性破坏岩石破坏类型岩石破坏类型(1)拉破坏)拉破坏)拉破坏)拉破坏(2 2)压剪破坏)压剪破坏)压剪破坏)压剪破坏10本讲稿第十页,共三十七页岩石的单轴抗压强度岩石的单轴抗压强度 概念:岩石试
5、件在单轴压力(无围压而轴概念:岩石试件在单轴压力(无围压而轴向加压力)下抵抗破坏的极限能力或极限强度,向加压力)下抵抗破坏的极限能力或极限强度,数值上等于破坏时的最大压应力。数值上等于破坏时的最大压应力。意义:衡量岩块基本力学性质的重要指标;岩意义:衡量岩块基本力学性质的重要指标;岩体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标;用体工程分类、建立岩体破坏判据的重要指标;用来大致估算其他强度参数来大致估算其他强度参数。11本讲稿第十一页,共三十七页单轴压缩试验岩样破坏基本形式单轴压缩试验岩样破坏基本形式 破裂角破裂角12本讲稿第十二页,共三十七页岩岩 石石 种种 类类抗抗 压压 强强 度度(MPa)岩
6、岩 石石 种种 类类抗抗 压压 强强 度度(MPa)粗玄岩粗玄岩196343石英片岩石英片岩69178辉长岩辉长岩177294云母片岩云母片岩59127闪长岩闪长岩177294凝灰岩凝灰岩59167玄武岩玄武岩147294千枚岩千枚岩49196石英岩石英岩147294片麻岩片麻岩49196花岗岩花岗岩98245石灰岩石灰岩29245流纹斑岩流纹斑岩98245砂砂 岩岩19.6196大理岩大理岩98245泥灰岩泥灰岩1298板板 岩岩98196页页 岩岩9.898白云岩白云岩78245煤煤4.949岩石单轴抗压强度岩石单轴抗压强度 13本讲稿第十三页,共三十七页岩石的抗拉强度岩石的抗拉强度 概念
7、:概念:岩石的抗拉强度岩石的抗拉强度是指岩石试件在单是指岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值,它在数值向拉伸条件下试件达到破坏的极限值,它在数值上等于破坏时的最大拉应力。上等于破坏时的最大拉应力。意义:衡量岩体力学性质的重要指标;用来意义:衡量岩体力学性质的重要指标;用来建立岩石强度判据,确定强度包络线;选择建筑建立岩石强度判据,确定强度包络线;选择建筑石材不可缺少的参数石材不可缺少的参数 14本讲稿第十四页,共三十七页常见岩石的抗拉强度常见岩石的抗拉强度 岩石名岩石名岩石名岩石名称称称称抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度(MPaMPa)岩石名岩石名岩石名岩石名称称称称抗拉强度抗拉强度抗
8、拉强度抗拉强度(MPaMPa)岩石名称岩石名称岩石名称岩石名称抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度(MPaMPa)辉长岩辉长岩辉长岩辉长岩15361536花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩725725页岩页岩页岩页岩210210辉绿岩辉绿岩辉绿岩辉绿岩15351535流纹岩流纹岩流纹岩流纹岩15301530砂岩砂岩砂岩砂岩425425玄武岩玄武岩玄武岩玄武岩10301030闪长岩闪长岩闪长岩闪长岩10251025砾岩砾岩砾岩砾岩215215石英岩石英岩石英岩石英岩10301030安山岩安山岩安山岩安山岩10201020灰岩灰岩灰岩灰岩520520大理岩大理岩大理岩大理岩720720片麻岩片麻岩片麻岩片麻岩5
9、20520千枚岩、千枚岩、千枚岩、千枚岩、片岩片岩片岩片岩110110白云岩白云岩白云岩白云岩15251525板岩板岩板岩板岩71571515本讲稿第十五页,共三十七页岩石的抗剪强度岩石的抗剪强度基本概念基本概念正应力条件下施加剪切力,岩石能抵抗的正应力条件下施加剪切力,岩石能抵抗的最大剪力最大剪力q q 岩石的抗剪断强度岩石的抗剪断强度岩石的抗剪断强度岩石的抗剪断强度 完整岩块、岩石被剪断时,表现出的完整岩块、岩石被剪断时,表现出的完整岩块、岩石被剪断时,表现出的完整岩块、岩石被剪断时,表现出的“抵抗剪切破坏抵抗剪切破坏抵抗剪切破坏抵抗剪切破坏”的强度。的强度。的强度。的强度。q 结构面的抗
10、剪强度结构面的抗剪强度结构面的抗剪强度结构面的抗剪强度 岩石沿原生结构面或已被剪断的破裂面,剪切滑动时岩石沿原生结构面或已被剪断的破裂面,剪切滑动时岩石沿原生结构面或已被剪断的破裂面,剪切滑动时岩石沿原生结构面或已被剪断的破裂面,剪切滑动时的的的的“摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力摩擦阻力”16本讲稿第十六页,共三十七页17本讲稿第十七页,共三十七页优点:优点:优点:优点:简单方便、无需特殊设备,采简单方便、无需特殊设备,采简单方便、无需特殊设备,采简单方便、无需特殊设备,采用普通岩石压力机即可。用普通岩石压力机即可。用普通岩石压力机即可。用普通岩石压力机即可。缺点:缺点:缺点:缺点:试件较小,不易反
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