第73講巖體力學(xué)與工程四

徑相等的金屬墊塊（見圖19-27）后再進(jìn)行拉伸。巖石的單軸抗拉強度為(19-式中：σt——巖石的單軸抗拉強度;d(19-9由于斜面座的角度調(diào)整范圍有限，所以這種試驗有很大的局限性。直剪試驗是確定巖石剪切強度的最簡單方法，但也有明顯的缺點，主要是破壞面上的應(yīng)力不均勻，巖石的破壞機理不十分清楚。點荷載試驗是在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種簡便的現(xiàn)場試驗方法。該試驗設(shè)備是一個極為小的點荷載。該裝置由一個手動油泵和一個千斤頂以及一對加壓頭組成。這種小型點荷載儀為便攜式，可帶到現(xiàn)場試驗，這正是點荷載試驗被廣泛采用的原因所在。其試驗所得的強度指標(biāo)值可式中 國際巖石力學(xué)學(xué)會(ISRM)將直徑為5cm的圓柱體試件徑向加載點荷載試驗的強度指標(biāo) 為標(biāo)準(zhǔn)試驗值，其他尺寸試件的試驗結(jié)果須根據(jù)以下進(jìn)行修正式中 下(19-60)由于點荷載試驗的結(jié)果離散性較大，因此要求每組試驗必須達(dá)到一定的數(shù)量，通常進(jìn)行15個試5cm試驗?zāi)康氖菧y量彈性波在巖石中的速度，速度越快，說明巖石的致密程度和完整性越好。彈性波包括縱波和橫渡（或剪切波），波速分別用vp和vn表示，一般縱波大于橫波。在室內(nèi)測定巖石試件巖石的流變性可以通過試驗是方法測定出來。常用的方法是蠕變試和應(yīng)力松弛試驗兩種。19-32。當(dāng)應(yīng)變保持恒定時，應(yīng)力隨著時間的延長而降低的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。就是使試件的變形保持一p隨時間t1-33。巖石的蠕變分為穩(wěn)定蠕變與不穩(wěn)定蠕變兩類巖體移動速度為0.025mm/d。到發(fā)生滑坡的24h前，位移速度增至7.0cm/d?；聲r的位移速度達(dá)到300MPa花崗巖的強度能達(dá)到250MPa，而粗晶花崗巖的強度只達(dá)到120MPa。對沉積巖來說，膠結(jié)情況和膠結(jié)物對強度的影響很大。硅質(zhì)膠結(jié)的巖石具有很高的強度，例如，10MPa2～100Pa300MPa30～150Ma.巖石密度也常作為反映強度的因素，一般情況下，巖石的密度越大，其強度也越大。數(shù)，部分巖石的軟化系數(shù)見表19-9.加載速率越快，巖石的強度和彈性模量就越大；加載速率越慢，巖石的強度和彈性模量越小。這試驗直至試件破壞的時間為5~10min。100m3℃，這么小的溫度變化幅度不會對巖石力學(xué)性能產(chǎn)生大的影響。一般來說，隨著溫度的增高，巖石的延性加大，屈服點降低，強度也相應(yīng)降低。但是在常溫至100℃的范圍內(nèi)，這種變化并不十分明顯。只有當(dāng)溫度很高時，上述影響才會顯現(xiàn)的應(yīng)力狀態(tài)可以用三個主應(yīng)力的大小表示。在某種al、a2和a的組合情況下材料發(fā)生破壞。把這些引1.準(zhǔn)則力達(dá)到一定的數(shù)值時，隨即發(fā)生破壞。同時對其破壞特征作了一些近似的假設(shè)。他認(rèn)為：材料內(nèi)圓稱為極限應(yīng)力圓。然后作出這一系列極限應(yīng)力圓的包絡(luò)線，叫作包絡(luò)線。這條包絡(luò)線代表材料的破壞條件或強度準(zhǔn)則。在包絡(luò)線上的所有點都反映材料破壞時的剪應(yīng)力（即抗剪強度）開放型——如砂巖、石灰?guī)r和花崗巖等構(gòu)造致密的巖石。收縮型——多出現(xiàn)在孔隙率較高、比較疏松、壓縮性較大的巖石中，如煤、粘土質(zhì)頁巖等口通常為簡單起見，多假設(shè)為直線、拋物線或雙曲線等。一般而言，對于軟弱巖石，可認(rèn)為是拋物線，對于α角。如果掌握了某該準(zhǔn)則認(rèn)為巖石的破壞屬于壓剪破壞，發(fā)生在稱為面上的平面上，剪切破壞力的一部分用來使面間發(fā)生錯動而最終破壞。準(zhǔn)則庫侖準(zhǔn)則可表示為(19-66)其中，c0φ是巖石的何意義見圖19-37。1883年Navier對庫侖(19-66)進(jìn)行了補充，把中的剪應(yīng)力和正應(yīng)力分別用主應(yīng)力表示。由如圖19-38所示的三角關(guān)系可以得出力們之間的夾角為900-α=45o-φ/2上式中，由σ3=0由σ1=0，得，此為單軸抗拉強度與粘聚力的關(guān)系，試驗結(jié)果表明，此式給出的‘(19-式中：σe出的表19-10中查找近似值。如圖19-39所示，與一庫侖準(zhǔn)則不同，Hoek-Brown準(zhǔn)則不僅屬于非線性強度準(zhǔn)則，而且還能同時考慮巖石的剪切破壞和拉裂破壞，可用于任何應(yīng)力條件下的強度計算。當(dāng)σ1=0(19-75)（19-當(dāng)σ