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(huà)電子郵箱： 辦公地點(diǎn)：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(shí)驗(yàn),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(zhǎng)，造成開(kāi)裂錯(cuò)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(duì)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(shí)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(chēng)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(lèi)型,具有彈性性質(zhì)的物體稱(chēng)為彈性介質(zhì),應(yīng)力和應(yīng)變呈直線(xiàn)關(guān)系即線(xiàn)彈性或虎克型彈性或理想彈性,應(yīng)力應(yīng)變呈非直線(xiàn)的非線(xiàn)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(chēng)為塑性變形，或稱(chēng)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(shí)，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(chēng)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(shí)完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)，稱(chēng)為粘性。應(yīng)變速率隨應(yīng)力變化的變形稱(chēng)為流動(dòng)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(gè)常數(shù)來(lái)表示。如果把巖石當(dāng)作彈性體，用E、來(lái)描述巖石的變形特性是足夠的，因?yàn)楦鶕?jù)彈性理論的知識(shí)，可以解決巖石力學(xué)的有關(guān)問(wèn)題，但實(shí)際情況說(shuō)明，僅僅用這些彈性常數(shù)來(lái)表征巖石的變形性質(zhì)是不夠的，因?yàn)樵S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(chǎng)條件下巖石有裂隙、破碎層理巖，粘土