巖石的變形力學(xué)性質(zhì)內(nèi)容豐富

1.5巖石變形性質(zhì)的幾個(gè)基本概念1）彈性(elasticity)：

物體在受外力作用的瞬間即產(chǎn)生全部變形，而去除外力(卸載)后又能立即恢復(fù)其原有形狀和尺寸的性質(zhì)稱為彈性。彈性體按其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系又可分為兩種類型：線彈性體：應(yīng)力－應(yīng)變呈直線關(guān)系。非線性彈性體：應(yīng)力—應(yīng)變呈非直線的關(guān)系。1線彈性體，其應(yīng)力－應(yīng)變呈直線關(guān)系

σ=Eε非線性彈性體，其應(yīng)力—應(yīng)變呈非直線的關(guān)系σ=f(ε)22）塑性（plasticity）：物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除（卸載）后變形不能完全恢復(fù)的性質(zhì)，稱為塑性。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。在外力作用下只發(fā)生塑性變形的物體，稱為理想塑性體。理想塑性體，當(dāng)應(yīng)力低于屈服極限時(shí)，材料沒(méi)有變形，應(yīng)力達(dá)到后，變形不斷增大而應(yīng)力不變，應(yīng)力－應(yīng)變曲線呈水平直線.3理想塑性體的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系:當(dāng)σ

<σs時(shí)，ε=0當(dāng)σ

≥σs時(shí)，ε－＞∞

σ

σso

ε43）黏性(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)，稱為粘性。應(yīng)變速率與時(shí)間有關(guān)，－>黏性與時(shí)間有關(guān)其應(yīng)力－應(yīng)變速率關(guān)系為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線的物質(zhì)稱為理想粘性體（如牛頓流體），如圖所示。

σ應(yīng)力－應(yīng)變速率關(guān)系：σ=η

dε/dtodε/dt54）脆性(brittle):

物體受力后，變形很小時(shí)就發(fā)生破裂的性質(zhì)。工程上一般以5％為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，總應(yīng)變大于5％者為塑性材料，反之為脆性材料。赫德(Heard，1963)以3％和5％為界限，將巖石劃分三類：總應(yīng)變小于3％者為脆性巖石；總應(yīng)變?cè)?％～5％者為半脆性或脆－塑性巖石；總應(yīng)變大于5％者為塑性巖石。按以上標(biāo)準(zhǔn)，大部分地表巖石在低圍壓條件下都是脆性或半脆性的。當(dāng)然巖石的塑性與脆性是相對(duì)的，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化，如在高溫高壓條件下，脆性巖石可表現(xiàn)很高的塑性。65）延性(ductile):

物體能承受較大塑性變形而不喪失其承載力的性質(zhì)，稱為延性。巖石是礦物的集合體，具有復(fù)雜的組成成分和結(jié)構(gòu)，因此其力學(xué)屬性也是很復(fù)雜的。這一面受巖石成分與結(jié)構(gòu)的影響；另一方面還和它的受力條件，如荷載的大小及其組合情況、加載方式與速率及應(yīng)力路徑等密切相關(guān)。例如，在常溫常壓下，巖石既不是理想的彈性材料，也不簡(jiǎn)單的塑性和粘性材料，而往往表現(xiàn)出彈一塑性、塑一彈性、彈一粘一塑或粘一彈性等性質(zhì)。此外，巖體賦存的環(huán)境條件，如溫度、地下水與地應(yīng)力對(duì)其性狀的影響也很大。71.6單軸壓縮條件巖石應(yīng)力－應(yīng)變曲線6種類型巖石的應(yīng)力—應(yīng)變曲線隨著巖石性質(zhì)不同有各種不同的類型。米勒（Müller）采用28種巖石進(jìn)行大量的單軸試驗(yàn)后，據(jù)峰值前應(yīng)力—應(yīng)變曲線將巖石分成六種類型，如圖所示。8類型Ⅰ

應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系是一直線或者近似直線，直到試件發(fā)生突然破壞為止。由于塑性階段不明顯，這些巖石被稱為彈性巖石。例如：玄武巖、石英巖、白云巖以及極堅(jiān)固的石灰?guī)r。類型Ⅱ

應(yīng)力較低時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變曲線近似于直線，當(dāng)應(yīng)力增加到一定數(shù)值后，應(yīng)力—應(yīng)變曲線向下彎曲，隨著應(yīng)力逐漸增加而曲線斜率也就越變?cè)叫。敝疗茐摹Ｓ捎谶@些巖石低應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出彈性，高應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出塑性，所以被稱為彈—塑性巖石。例如：較弱的石灰?guī)r、泥巖以及凝灰?guī)r等。類型Ⅲ

在應(yīng)力較低時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變曲線略向上彎曲。當(dāng)應(yīng)力增加到一定數(shù)值后，應(yīng)力—應(yīng)變曲線逐漸變?yōu)橹本€，直至發(fā)生破壞。由于這些巖石低應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出塑性，高應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出彈性，所以被稱為塑—彈性巖石。例如：砂巖、花崗巖、片理平行于壓力方向的片巖以及某些輝綠巖等。9類型Ⅳ

應(yīng)力較低時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變曲線向上彎曲，當(dāng)壓力增加到一定值后，變形曲線成為直線，最后，曲線向下彎曲，曲線似S型。由于這些巖石低應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出塑性，高應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)出彈性，破壞前又表現(xiàn)出塑性，所以被稱為塑—彈—塑性巖石。例如：大多數(shù)為變質(zhì)巖（大理巖、片麻巖等）。類型Ⅴ

基本上與類型Ⅳ相同，也呈S型，不過(guò)曲線斜率較平緩。一般發(fā)生在壓縮性較高的巖石中。應(yīng)力垂直于片理的片巖具有這種性質(zhì)。類型Ⅵ

應(yīng)力—應(yīng)變曲線開(kāi)始先有很小一段直線部分，然后有非彈性的曲線部分，并繼續(xù)不斷地蠕變。這類材料被稱為彈—粘性巖石。例如：巖鹽、某些軟弱巖石。101.7巖巖石石變形形指標(biāo)標(biāo)及其其確定定巖石的的變形形特性性通常常用彈性模模量、變形模模量和泊松比比等指標(biāo)標(biāo)表示示。1)彈彈性模模量和和變形形模量量11a.線線彈彈性巖巖石①應(yīng)力——應(yīng)變變曲線線具有近似直直線的形式式。②彈性模模量：：直線的的斜率率,也也即應(yīng)應(yīng)力（σ）與應(yīng)變變（εε）的的比率率被稱稱為巖巖石的的彈性性模量量，記記為E。③其應(yīng)力——應(yīng)變變關(guān)系：：σ=Eε④反復(fù)加卸載載應(yīng)力力—應(yīng)應(yīng)變曲曲線仍為直直線。。12b.完完全彈彈性巖巖石①巖石的的應(yīng)力——應(yīng)變變關(guān)系系不是是直線線，而是是曲線線。②對(duì)于任任一應(yīng)應(yīng)變?chǔ)纽?，都都有唯唯一的的?yīng)力力σ與之對(duì)對(duì)應(yīng)，，應(yīng)力是是應(yīng)變變的函數(shù)關(guān)關(guān)系，即σ=f（（ε））③切線線模量量、初初始模模量和和割線線模量量：由于應(yīng)應(yīng)力——應(yīng)變變是一一曲線線關(guān)系系，所所以這這里沒(méi)沒(méi)有唯唯一的的模量量。但但對(duì)于于曲線線上任任一點(diǎn)點(diǎn)的值值，都都有一一個(gè)。。譬如如對(duì)應(yīng)應(yīng)于P點(diǎn)的的值，，切線模模量就是P點(diǎn)在在曲線線上的的切線線PQ的斜斜率Et，曲線線原點(diǎn)點(diǎn)處的的切線線斜率率Eo即為初始模模量，而割線模模量就是割割線OP的的斜率率Es，通常常取σc/2處的的割線模模量。。Et=dσ/dε;Es=σ/ε④反復(fù)加卸載載當(dāng)荷載載逐漸漸施加加到任任何點(diǎn)點(diǎn)P，，得加加載曲曲線OP。。如果果在P點(diǎn)將將荷載載卸去去，則則卸載載曲線線仍沿沿原曲曲線OP路路線退退到原原點(diǎn)O。13c.彈性巖石①巖石的應(yīng)力—應(yīng)變變關(guān)系不是直線，，而是曲線，且卸載曲線不沿原加加載路徑返回原點(diǎn)點(diǎn)。②對(duì)于任一應(yīng)變?chǔ)?，，不是唯一的?yīng)力力σ與之對(duì)應(yīng)，應(yīng)力不是應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系。③切線模量和割線線模量：卸載曲線P點(diǎn)的切切線PQ‘的斜率率就是相應(yīng)于該應(yīng)應(yīng)力的卸載切線模模量，它與加載切線模量不同。而加、卸載的割線模量相同。④反復(fù)加卸載當(dāng)荷載逐漸施加到到任何點(diǎn)P，得加加載曲線OP。如如果在P點(diǎn)將荷載載卸去，則卸載曲曲線不沿原曲線OP路線退到原點(diǎn)點(diǎn)O，如圖中虛線所示示，這時(shí)產(chǎn)生了所所謂滯回效應(yīng)。14d.彈塑性巖石①巖石的應(yīng)力—應(yīng)變變關(guān)系不是直線，，而是曲線，卸載曲線不沿原加加載路徑返回，且且應(yīng)變也不能恢復(fù)復(fù)到原點(diǎn)O。②對(duì)于任一應(yīng)變?chǔ)?，不是唯一的?yīng)力力σ與之對(duì)應(yīng)，應(yīng)力不是應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系。③彈性模量和變形形模量：彈性變形，以εe表示；塑性變形，，以εp表示；總變形，以以ε表示。彈性模量E：把卸載曲線的割割線的斜率作為彈彈性模量，即:E=PM/NM=σ/εe變形模量Eo：是正應(yīng)力與總應(yīng)應(yīng)變(ε)之比，即：Eo=PM/OM=σ/ε=σ/(εe+εp)④塑性滯回環(huán)：加載曲線與卸載曲曲線所組成的環(huán)，，叫做塑性滯回環(huán)。151.8彈塑性性巖石在循環(huán)荷載載條件下的變形特特征在循環(huán)荷載條件下下，彈性巖石變形如何？非彈性巖石（彈塑塑性）的變形又如何呢？161)彈塑性巖石等荷載循環(huán)加載變形特征征①等荷載循環(huán)加載：：如果多次反復(fù)加載載與卸載，且每次次施加的最大荷載載與第一次施加的的最大荷載一樣。。②塑性滯回環(huán)：則每次加、卸載曲曲線都形成一個(gè)塑塑性滯回環(huán)。這些些塑性滯回環(huán)隨著著加、卸載的次數(shù)數(shù)增加而愈來(lái)愈狹窄，并且彼此愈來(lái)愈愈近，巖石愈來(lái)愈接近彈彈性變形，一直到某次循環(huán)環(huán)沒(méi)有塑性變形為為止，如圖中的HH‘環(huán)。③臨界應(yīng)力：當(dāng)循環(huán)應(yīng)力峰值小小于某一數(shù)值時(shí)，，循環(huán)次數(shù)即使很很多，也不會(huì)導(dǎo)致致試件破壞；而超超過(guò)這一數(shù)值巖石石將在某次循環(huán)中中發(fā)生破壞（疲勞勞破壞），這一數(shù)數(shù)值稱為臨界應(yīng)力力。此時(shí)，給定的的應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。172)彈塑性巖石增荷載循環(huán)加載變形特征征①增荷載循環(huán)加載：：如果多次反復(fù)加載載、卸載循環(huán)，每每次施加的最大荷荷載比前一次循環(huán)環(huán)的最大荷載為大大。②塑性滯回環(huán)：每次加、卸載曲線線都形成一個(gè)塑性性滯回環(huán)。隨著循循環(huán)次數(shù)的增加，，塑性滯回環(huán)的面積也有所所擴(kuò)大，卸載曲線的斜率（（它代表著巖石的的彈性模量）也逐逐次略有增加，表明卸載應(yīng)力下下的巖石材料彈性性有所增強(qiáng)。③巖石的記憶性：每次卸載后再加載載，在荷載超過(guò)上上一次循環(huán)的最大大荷載以后，變形形曲線仍沿著原來(lái)來(lái)的單調(diào)加載曲線線上升（圖中的OC線），好象不曾受受到反復(fù)加載的影影響似的，這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為巖石的變變形記憶。181.9單軸壓縮條件下的的巖石全應(yīng)力－應(yīng)變曲線線1）全應(yīng)力－應(yīng)變變曲線產(chǎn)生的背景景①普通柔性實(shí)驗(yàn)機(jī)只只能獲得峰值以前的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。。1966年以前所獲的的巖石石應(yīng)力－應(yīng)變曲線線均是峰值以前的的曲線。在普通柔性實(shí)驗(yàn)機(jī)機(jī)上的試驗(yàn)現(xiàn)象是：巖石破壞的形形式都是突發(fā)的：瞬間崩裂、碎塊四面飛射、伴有很大聲響。σoε19②在普通的試驗(yàn)機(jī)上上，巖石達(dá)到其峰峰值強(qiáng)度后發(fā)生突突發(fā)性破壞的根本原因：是試驗(yàn)機(jī)的剛度度不夠大，這類試試驗(yàn)機(jī)稱為“柔””性試驗(yàn)機(jī)（Softtestingmachine）。由于試驗(yàn)機(jī)的剛度不夠大，在試驗(yàn)過(guò)程中試試件受壓，試驗(yàn)機(jī)機(jī)框架受拉，如圖圖所示。試驗(yàn)機(jī)受受拉產(chǎn)生的彈性變形以應(yīng)變能能的形式存在機(jī)器器中。當(dāng)施加的壓縮應(yīng)力力超過(guò)巖石抗壓強(qiáng)強(qiáng)度后，試件破壞壞。此時(shí)，試驗(yàn)機(jī)機(jī)架迅速回彈，并并將其內(nèi)部貯存的的應(yīng)變能釋放到巖石試件上，從從而引起巖石試件件的急劇破裂和崩崩解。20③普通柔性實(shí)驗(yàn)機(jī)獲獲得結(jié)果與工程的矛盾：試驗(yàn)結(jié)果表明，巖巖石超過(guò)其峰值強(qiáng)強(qiáng)度后就完全破壞壞了，沒(méi)有任何承承載能力了。與事事實(shí)矛盾。事實(shí)上，巖石超過(guò)過(guò)其峰值強(qiáng)度后，，發(fā)生了破壞，內(nèi)內(nèi)部出現(xiàn)破裂，其其承載能力因而下降降，但并沒(méi)有降到到零，而是仍然具具有一定的強(qiáng)度。特別是在具有限制應(yīng)力的條件下下，情況更是如此。。巖石開(kāi)挖工程的的圍巖一般都處在在周圍巖石的限制制中，因而破壞時(shí)時(shí)不可能發(fā)生突然然崩解現(xiàn)象。從另一方面看，地地下巖石在漫長(zhǎng)的的地質(zhì)年代中受到到過(guò)各種力場(chǎng)的作作用，經(jīng)歷過(guò)多次破壞，因而我們?cè)趲r石石工程中面對(duì)的就就是已經(jīng)發(fā)生過(guò)破破壞的巖石（巖體體）。研究巖石超過(guò)其峰峰值強(qiáng)度破壞后的的強(qiáng)度特征對(duì)巖石石工程本身具有重要意義。21④試驗(yàn)改進(jìn)途徑提高試驗(yàn)機(jī)剛度，，降低巖石試件剛剛度，增加伺服控控制系統(tǒng)。試驗(yàn)系統(tǒng)組成：鋼架構(gòu)件、液壓柱柱、巖石試件。a.提高試驗(yàn)機(jī)鋼架構(gòu)構(gòu)件的剛度：鋼架架構(gòu)件的剛度系數(shù)數(shù)Ks=EA/L.增加鋼構(gòu)件的截面面積A，減小其長(zhǎng)度L。因此在許多剛性性試驗(yàn)機(jī)上使用了了幾個(gè)粗矮鋼柱以以加強(qiáng)。b.提高試驗(yàn)機(jī)液壓柱柱剛度：液壓柱剛剛度系數(shù)Kf=kA/H.應(yīng)增加液壓柱的截截面積A，減小其長(zhǎng)度H；同時(shí)要增大液壓壓油的體積模量K。為此，在少數(shù)剛剛性試驗(yàn)機(jī)的液壓壓系統(tǒng)中用水銀代代替普通液壓油。。c.減少巖石試件的剛剛度：減小試件截截面積，增加其長(zhǎng)長(zhǎng)度。d.增加伺服控制系統(tǒng)統(tǒng)，控制巖石變形速度度恒定。222）全應(yīng)力－應(yīng)變曲曲線的特征1966年庫(kù)克（Cook)教授利用自制的剛剛性試驗(yàn)機(jī)獲得了了的一條大理巖的的全應(yīng)力－應(yīng)變曲曲線,可將巖石變形分為為下列四個(gè)階段:①孔隙裂隙壓密階段段（OA段）：即試件中原有張開(kāi)開(kāi)性結(jié)構(gòu)面或微裂裂隙逐漸閉合，巖巖石被壓密，形成成早期的非線性變變形，σ－ε曲線呈上凹型型。在此階段試件件橫向膨脹較小，，試件體積隨載荷荷增大而減小。本本階段變形對(duì)裂隙隙化巖石來(lái)說(shuō)較明明顯，而對(duì)堅(jiān)硬少少裂隙的巖石則不不明顯，甚至不顯顯現(xiàn)。②彈性變形至微彈性性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階階段（AC段〕：：該階段的應(yīng)力—應(yīng)應(yīng)變曲線成近似直直線型。其中，AB段為彈性變形形階段，BC段為為微破裂穩(wěn)定發(fā)展展階段。23③非穩(wěn)定破裂發(fā)展階階段，或稱累進(jìn)性性破裂階段（CD段）：C點(diǎn)是巖石從彈性變變?yōu)樗苄缘霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，稱為屈服點(diǎn)。相相應(yīng)于該點(diǎn)的應(yīng)力力為屈服極限，其值約約為峰值強(qiáng)度的2/3。進(jìn)入本階段后，，微破裂的發(fā)展出出現(xiàn)了質(zhì)的變化，，破裂不斷發(fā)展，，直至試件完全破破壞。試件由體積積壓縮轉(zhuǎn)為擴(kuò)容，，軸向應(yīng)變和體積積應(yīng)變速率迅速增增大。本階段的上上界應(yīng)力稱為峰值強(qiáng)度。④破裂后階段（D點(diǎn)以后段）：巖塊承載力達(dá)到峰峰值強(qiáng)度后，其內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞壞，但試件基本保持整體狀。到本階段，裂隙隙快速發(fā)展，交叉叉且相互聯(lián)合形成成宏觀斷裂面。此此后，巖塊變形主主要表現(xiàn)為沿宏觀斷裂面的塊塊體滑移，試件承載力隨變形形增大迅速下降，，但并不降到零，，說(shuō)明破裂的巖石石仍有一定的承載載力。243）全應(yīng)力－應(yīng)變曲曲線的工程意義①揭示巖石試件破破裂后，仍具有一一定的承載能力。。25②預(yù)測(cè)巖爆。若A>B，會(huì)產(chǎn)生巖爆若B>A，不產(chǎn)生巖爆。26關(guān)于“巖爆”發(fā)生生機(jī)理的解釋27③預(yù)測(cè)蠕變破壞。當(dāng)應(yīng)力水平在H點(diǎn)以下時(shí)保持應(yīng)力力恒定，巖石試件件不會(huì)發(fā)生蠕變。。應(yīng)力水平在G－H點(diǎn)之間保持恒定。。蠕變應(yīng)變發(fā)展會(huì)會(huì)和蠕變終止軌跡跡相交，蠕變將停停止，巖石試件不不會(huì)破壞。若應(yīng)力水平在G點(diǎn)及以上保持恒定定，則蠕變應(yīng)變發(fā)發(fā)展就和全應(yīng)力—應(yīng)變曲線的右半部部，試件將發(fā)生破破壞。28④預(yù)測(cè)循環(huán)加載條件件下巖石的破壞。。循環(huán)荷載：爆破，，而且是動(dòng)荷載。。在高應(yīng)力水平下循循環(huán)加載，巖石在在很短時(shí)間內(nèi)就破破壞。在低應(yīng)力水平下循循環(huán)加載，巖石可可以經(jīng)歷相對(duì)較長(zhǎng)長(zhǎng)一段時(shí)間，巖石石工程才會(huì)發(fā)生破破壞。所以，根據(jù)巖石受受力水平，循環(huán)荷荷載的大小、周期期、全應(yīng)力—應(yīng)變曲線來(lái)預(yù)測(cè)循循環(huán)加載條件下巖巖石破壞時(shí)間。291.10三軸壓縮條件下的的巖石變形特征如圖所示的大理巖，在圍壓為零或較低的情況下，巖石呈脆性狀態(tài)；當(dāng)圍壓增大至50MPa時(shí)，巖石顯示出由脆性到塑性轉(zhuǎn)化化的過(guò)渡狀態(tài)：把巖石由脆性轉(zhuǎn)化化為塑性的臨界圍圍壓稱為轉(zhuǎn)化壓力。圍壓增加到68.5MPa時(shí)，呈現(xiàn)出塑性流動(dòng)狀態(tài)；圍壓增至165MPa時(shí),試件承載力則隨圍圍壓穩(wěn)定增長(zhǎng)，出出現(xiàn)所謂應(yīng)變硬化現(xiàn)象。30圍壓對(duì)巖石變形的影響得出如下結(jié)論：①隨著圍壓的增大，，巖石的抗壓強(qiáng)度顯著增加；②隨著圍壓的增大，，巖石的變形顯著增大；③隨著圍壓的增大，，巖石的彈性極限顯著增大；④隨著圍壓的增大，，巖石的應(yīng)力—應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生明顯改變；巖巖石的性質(zhì)發(fā)生了變化：由彈彈脆性→彈塑性→→應(yīng)變硬化?；◢弾r應(yīng)力－應(yīng)變曲線311.11巖石的擴(kuò)容擴(kuò)容：當(dāng)外力繼續(xù)增加，，巖石試件的體積積不是減小，而是是大幅度增加，且且增長(zhǎng)速率越來(lái)越越大，最終將導(dǎo)致致巖石試件的破壞壞，這種體積明顯顯擴(kuò)大的現(xiàn)象稱為為擴(kuò)容。實(shí)驗(yàn)表明：體積應(yīng)應(yīng)變曲線可以分為為三個(gè)階段：①體積變形階段體積應(yīng)變?cè)趶椥噪A階段內(nèi)隨應(yīng)力增加加而呈線性變化（（體積減小），在在此階段內(nèi)，軸向向壓縮應(yīng)變大于側(cè)側(cè)向膨脹。稱為體體積變形階段。在在此階段后期，隨隨應(yīng)力增加，巖石石的體積變形曲線線向左轉(zhuǎn)彎，開(kāi)始始偏離直線段，出出現(xiàn)擴(kuò)容。在一般情況下，巖巖石開(kāi)始出現(xiàn)擴(kuò)容容時(shí)的應(yīng)力約為其其抗壓強(qiáng)度的1/3～1/2左右。32②體積不變階段在這一階段內(nèi)，隨隨著應(yīng)力的增加，，巖石雖有變形，，但體積應(yīng)變?cè)隽拷谟诹?，即巖石體積大小幾幾乎沒(méi)有變化。在此階段內(nèi)可認(rèn)為為軸向壓縮應(yīng)變等于于側(cè)向膨脹，因此稱為體積不不變階段。③擴(kuò)容階段當(dāng)外力繼續(xù)增加，，巖石試件的體積積不是減小，而是是大幅度增加，且且增長(zhǎng)速率越來(lái)越越大，最終將導(dǎo)致致巖石試件的破壞壞，這種體積明顯顯擴(kuò)大的現(xiàn)象稱為為擴(kuò)容，此階段稱稱為擴(kuò)容階段。在此階段內(nèi)，當(dāng)試試件臨近破壞時(shí)，兩側(cè)向膨脹變形之和和超過(guò)最大主應(yīng)力力方向上的壓縮變變形值。這時(shí)，巖石試件的的泊松比已經(jīng)不是是一個(gè)常量。331.12影響巖石力學(xué)性質(zhì)質(zhì)的主要因素1)水對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)質(zhì)的影響結(jié)合水：產(chǎn)生三種作用：連結(jié)作用、潤(rùn)滑作作用、水楔作用。。連結(jié)作用：將礦物顆粒拉近、、接緊，起連結(jié)作作用。潤(rùn)滑作用：可溶鹽鹽溶解，膠體水解解，使原有的連結(jié)結(jié)變成水膠連結(jié)，導(dǎo)致礦物顆粒間間連結(jié)力減弱，摩摩擦力減低，水起起到潤(rùn)滑劑的作用用。水楔作用：當(dāng)兩個(gè)礦物顆?？靠康煤芙?，有水分分子補(bǔ)充到礦物表表面時(shí)，礦物顆粒粒利用其表面吸著著力將水分子拉到到自己周圍，在兩兩個(gè)顆粒接觸處由由于吸著力作用使使水分子向兩個(gè)礦礦物顆粒之間的縫縫隙內(nèi)擠入。34當(dāng)巖石受壓時(shí)：如壓應(yīng)力大于吸著著力，水分子就被被壓力從接觸點(diǎn)中中擠出。反之如壓應(yīng)力力減小至低于于吸著力，水水分子就又?jǐn)D入兩顆粒之間，，使兩顆粒間間距增大。這樣便產(chǎn)生兩種結(jié)果果：一是巖石體體積膨脹，如如巖石處于不不可變形的條條件，便產(chǎn)生膨脹壓力力；二是水膠連連結(jié)代替膠體體及可溶鹽連連結(jié)，產(chǎn)生潤(rùn)滑作用用，巖石強(qiáng)度度降低。35重力水：對(duì)巖石力學(xué)性性質(zhì)的影響主主要表現(xiàn)在孔隙水壓力作作用和溶蝕、潛蝕作用?？紫秹毫ψ饔糜茫嚎紫秹毫Γ瑴p小了顆粒之之間的壓應(yīng)力力，從而降低了巖石的的抗剪強(qiáng)度，使巖石的微裂隙端部處處于受拉狀態(tài)態(tài)從而破壞巖石石的連結(jié)。溶蝕－潛蝕作作用：巖石中滲透水水在其流動(dòng)過(guò)過(guò)程中可將巖巖石中可溶物質(zhì)溶解解帶走，有時(shí)將巖石石中小顆粒沖走走，使巖石強(qiáng)度度大為降低，，變形加大。。除了上述五種種作用外，水水在凍融時(shí)的脹縮作用對(duì)巖石力學(xué)強(qiáng)強(qiáng)度破壞很大大。36巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖巖石名稱軟化系數(shù)巖石名稱軟化系數(shù)巖石名稱軟化系數(shù)花崗巖0.72－0.97火山集塊巖0.6－0.8片麻巖0.75－0.97閃長(zhǎng)巖0.60－0.80火山角礫巖0.57－0.95石英片麻巖0.44－0.84閃長(zhǎng)玢巖0.78－0.81安山凝灰集塊巖0.61－0.74角閃片巖0.44－0.84輝綠巖0.33－0.90凝灰?guī)r0.52－0.86云母片巖0.53－0.69流紋巖0.75－0.95礫巖0.50－0.