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1、上周學習回顧－Review巖石力學研究對象及特點巖石力學研究內容、研究方法巖石和巖體研究巖石（巖體）的力學行為、以力學的方法研究巖石工程的穩(wěn)定性地下、邊坡、巖基三類工程，涉及土木、水利水電、交通、核電、石油……（1）巖石與巖體的物理力學性質（2）地應力場（分布規(guī)律、測試理論與方法）（3）工程巖體的穩(wěn)定性與巖石工程加固支護（4）巖石力學新理論、新方法、新技術研究方法：實驗室試驗、理論分析、物理與數(shù)值模擬、原位監(jiān)測、工程應用巖石的構成和分類12巖石和巖體的差別與聯(lián)系巖體是由結構面網(wǎng)絡及其所圍限的巖塊(結構體)所組成。
2、（1）物質組成。天然礦物的集合體，結構是巖體的顯著特征。（2）尺度過渡。（圖）（3）賦存條件。復雜的天然應力狀態(tài)和地下水，這是巖體與其他材料的根本區(qū)別之一。（4）力學性質。巖體：非均質、不連續(xù)、各向異性（5）相互轉化。3巖塊非連續(xù)面聯(lián)合作用巖體特性理論背景試驗基礎巖塊研究成果豐碩采樣試驗設備4課程章節(jié)調整巖石物理力學性質巖石的本構模型與強度理論巖體力學性質地應力三大巖石工程--洞、坡、基5巖石的物理性質（PhysicalPropertiesofrocks)物理性質水理性質容重空隙性吸水性抗凍性軟化性透水性比重6巖
3、石的力學性質（MechanicalPropertiesofrocks)強度性質變形性質破壞形式強度指標全應力應變曲線彈性、塑性、粘性變形參數(shù)在外載作用下，當巖石內部的應力達到或超過某一極限時，巖石就發(fā)生破壞7巖石脆-延轉換89巖石的強度性質（Rockstrength)巖石發(fā)生破壞時，變形很小，明顯聲響，一般發(fā)生在單軸或低圍壓堅硬巖石。脆性破壞破壞時，變形較大，有明顯的“剪脹”效應，一般發(fā)生在較軟弱巖石或高圍壓堅硬巖石。延性破壞巖石破壞類型（1）拉破壞（2）壓剪破壞10巖石的單軸抗壓強度概念：巖石試件在單軸壓力（無
4、圍壓而軸向加壓力）下抵抗破壞的極限能力或極限強度，數(shù)值上等于破壞時的最大壓應力。意義：衡量巖塊基本力學性質的重要指標；巖體工程分類、建立巖體破壞判據(jù)的重要指標；用來大致估算其他強度參數(shù)。11單軸壓縮試驗巖樣破壞基本形式破裂角＝12巖石種類抗壓強度(MPa)巖石種類抗壓強度(MPa)粗玄巖196～343石英片巖69～178輝長巖177～294云母片巖59～127閃長巖177～294凝灰?guī)r59～167玄武巖147～294千枚巖49～196石英巖147～294片麻巖49～196花崗巖98～245石灰?guī)r29～245流紋斑
5、巖98～245砂巖19.6～196大理巖98～245泥灰?guī)r12～98板巖98～196頁巖9.8～98白云巖78～245煤4.9～49巖石單軸抗壓強度13巖石的抗拉強度概念：巖石的抗拉強度是指巖石試件在單向拉伸條件下試件達到破壞的極限值，它在數(shù)值上等于破壞時的最大拉應力。意義：衡量巖體力學性質的重要指標；用來建立巖石強度判據(jù)，確定強度包絡線；選擇建筑石材不可缺少的參數(shù)14常見巖石的抗拉強度巖石名稱抗拉強度（MPa）巖石名稱抗拉強度（MPa）巖石名稱抗拉強度（MPa）輝長巖15~36花崗巖7~25頁巖2~10輝綠巖1
6、5~35流紋巖15~30砂巖4~25玄武巖10~30閃長巖10~25礫巖2~15石英巖10~30安山巖10~20灰?guī)r5~20大理巖7~20片麻巖5~20千枚巖、片巖1~10白云巖15~25板巖7~1515巖石的抗剪強度基本概念—正應力條件下施加剪切力，巖石能抵抗的最大剪力巖石的抗剪斷強度——完整巖塊、巖石被剪斷時，表現(xiàn)出的“抵抗剪切破壞”的強度。結構面的抗剪強度——巖石沿原生結構面或已被剪斷的破裂面，剪切滑動時的“摩擦阻力”16抗剪強度常用室內試驗直接剪切儀(直接剪切試驗)、角模壓剪儀/變角板剪切試驗(角模剪切試
7、驗)、三軸壓縮儀(三軸壓縮試驗)17優(yōu)點：簡單方便、無需特殊設備，采用普通巖石壓力機即可。缺點：試件較小，不易反映巖石裂縫、層理等結構面；剪切面上的受力不均勻等。直剪試驗18角模壓剪試驗采用不同的α角進行試驗，則每個α對應一組σ和τf。19三軸壓縮試驗試驗步驟先將試件施加側壓力σ’3逐漸增加垂直壓力σ1；試件破壞，得到大主應力σ’1，即獲破壞應力圓；改變側壓力σ’3，獲得對應的σ’1，和破壞應力圓；20真三軸試驗常規(guī)三軸試驗（偽三軸）試樣為立方體試樣為圓柱體21三軸壓縮試驗繪制試驗對應σ’1和σ’3的應力圓（或稱
8、莫爾圓），以及這些應力圓的包絡線，即求得巖石的抗剪強度曲線。三軸壓縮試驗試驗結果整理22單軸壓縮下的變形OA：孔隙裂隙壓密段AB：彈性變形段BC：微破裂穩(wěn)定發(fā)展階段CD：累計性破裂階段D點以后：破裂后階段屈服點典型的應力-應變曲線彈性模量：泊松比：常溫常壓下巖石的典型應力一應變曲線233）體積不變階段4）擴容階段巖石的擴容巖石變形性質-體積變形巖石在荷載作用下發(fā)生破壞之前
