巖石力學(xué)講義巖石變形.ppt

巖 石 力 學(xué) Rock Mechanics,主講教師：蔚寶華 聯(lián)系電話電子郵箱： 辦公地點：研修大廈909,巖石變形性質(zhì),第一節(jié) 概述 第二節(jié) 單軸壓縮下的巖石變形特征 第三節(jié) 三軸壓縮下的巖石變形特征 第四節(jié) 巖石的流變特性,一、材料的變形性質(zhì) 二、巖石力學(xué)實驗,第一節(jié) 概述,一、材料的變形性質(zhì),巖石變形的概念,巖石的變形是指巖石在任何物理因素作用下形狀和大小的變化。工程最常研究的是由于力的影響所產(chǎn)生的變形。,壩建在多種巖石組成的巖基上，這些巖石的變形性質(zhì)不同，則由于基巖的不均勻變位可以使壩體的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力增長，造成開裂錯位等不良后果。如果巖基中巖石的變形性質(zhì)已知并且在巖基內(nèi)這此性質(zhì)的變化也已確定，那么在壩施工中可以采取必要措施防止不均勻變形,巖石變形對工程的影響,一、材料的變形性質(zhì),按照巖石的應(yīng)力-應(yīng)變-時間關(guān)系，可將其力學(xué)屬性劃分為彈性、塑性和粘性。,彈性,塑性,粘性,一、材料的變形性質(zhì),彈性：一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，物體受外力作用產(chǎn)生變形，而去除外力后能夠立即恢復(fù)其原有的形狀和尺寸大小的性質(zhì),產(chǎn)生的變形稱為彈性變形,彈性按其應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系又可分為兩種類型,具有彈性性質(zhì)的物體稱為彈性介質(zhì),應(yīng)力和應(yīng)變呈直線關(guān)系即線彈性或虎克型彈性或理想彈性,應(yīng)力應(yīng)變呈非直線的非線性彈性,一、材料的變形性質(zhì),塑性：物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除后不能完全恢復(fù)原狀的性質(zhì),不能恢復(fù)的那部分變形稱為塑性變形，或稱永久變形、殘余變形,當(dāng)物體既有彈性變形又有塑性變形，且具有明顯的彈性后效時，彈性變形和塑性變形就難以區(qū)別了,在外力作用下只發(fā)生塑性變形，或在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)只發(fā)生塑性變形的物體，稱為塑性介質(zhì),一、材料的變形性質(zhì),粘性(viscosity) 物體受力后變形不能在瞬時完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)，稱為粘性。應(yīng)變速率隨應(yīng)力變化的變形稱為流動變形。,一、材料的變形性質(zhì),巖石的變形特性常用彈性模量E和泊松比兩個常數(shù)來表示。如果把巖石當(dāng)作彈性體，用E、來描述巖石的變形特性是足夠的，因為根據(jù)彈性理論的知識，可以解決巖石力學(xué)的有關(guān)問題，但實際情況說明，僅僅用這些彈性常數(shù)來表征巖石的變形性質(zhì)是不夠的，因為許多巖石的變形是非彈性的，即荷載卸去后巖石變形并不能夠完全恢復(fù)。特別是在現(xiàn)場條件下巖石有裂隙、破碎層理巖，粘土