巖體強(qiáng)度特性課件.ppt

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1、巖體力學(xué)ROCKMECHANICSANDENGINEERINGq4.5巖體強(qiáng)度特性巖體強(qiáng)度是指巖體抵抗外力破壞的能力。抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度剪切強(qiáng)度強(qiáng)度特性很小，避免拉應(yīng)力?；仡?一、巖體破壞及其方式由于巖體實際受力條件是多種多樣的，加之巖體自身的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì)各異，以及復(fù)雜的環(huán)境因素等不同程度影響，所以任何單一的巖體破壞形式均不會居于主導(dǎo)地位。撓曲剪切拉伸壓縮3破壞形式1.撓曲。撓曲破壞是指由于巖體彎曲而產(chǎn)生拉伸張裂，并且這種張裂逐漸發(fā)展擴(kuò)大，從而導(dǎo)致巖體破壞。這種破壞形式經(jīng)常發(fā)生于礦井及其他地下硐室頂部層狀圍巖中。撓曲剪切拉伸壓縮自

2、重力拉伸裂隙裂隙擴(kuò)展4破壞形式2.剪切。剪切破壞是指由于剪應(yīng)力達(dá)到或超過巖體極限抗剪強(qiáng)度時而形成剪切裂面。當(dāng)破壞后的巖體沿著剪破裂面發(fā)生滑動時，剪應(yīng)力便隨之消減（消散）。撓曲剪切拉伸壓縮剪切軟弱巖體開挖斜坡壓性斷層破碎帶礦石堅硬頂?shù)装遘浫跫羟辛衙?破壞形式3.拉伸。拉伸破壞是指由于拉應(yīng)力（張應(yīng)力）超過巖體極限抗拉強(qiáng)度時而形成張性破裂面。撓曲剪切拉伸壓縮凸向臨空面的斜坡巖層產(chǎn)生拉應(yīng)力用于彌補(bǔ)下滑力橫向結(jié)構(gòu)面的斜坡巖體產(chǎn)生張性破裂面形成貫穿的滑動面6破壞形式4.壓縮。其破壞過程包括由拉伸裂縫、撓曲和剪切作用引起裂縫的增長，以及它們之間的相互影響等。

3、撓曲剪切拉伸壓縮(1)地下硐室開挖，在切向上由于加載有時會發(fā)生壓縮破壞。(2)在礦井中，過分開采拓寬空間，致使上覆荷載及自重力超過其極限抗壓強(qiáng)度。(3)大型或特大型建筑物或構(gòu)筑物巖石地基，當(dāng)實際承受的荷載超過其極限抗壓強(qiáng)度。71、巖體單軸抗壓強(qiáng)度的測定3、巖體三軸壓縮強(qiáng)度試驗二、巖體強(qiáng)度的測定2、巖體抗剪強(qiáng)度的測定巖體強(qiáng)度試驗是在現(xiàn)場原位切割較大尺寸試件進(jìn)行單軸壓縮、三軸壓縮和抗剪強(qiáng)度試驗。81.準(zhǔn)巖體強(qiáng)度這種方法實質(zhì)是用某種簡單的試驗指標(biāo)來修正巖塊強(qiáng)度，作為巖體強(qiáng)度的估算值。三.巖體強(qiáng)度的估算式中Vml——巖體中彈性波縱波傳播速度，Vcl——

4、巖塊中彈性波縱波傳播速度。巖體種類巖體完整性系數(shù)K完整>0.75塊狀0.45~0.75碎裂狀<0.459Hoek-Brown經(jīng)驗強(qiáng)度準(zhǔn)則其中:m,s為與巖體結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)三.巖體強(qiáng)度的估算2.裂隙巖體強(qiáng)度的經(jīng)驗估算令σ3=0，可得巖體的單軸抗壓強(qiáng)度σmc：對于完整巖塊來說S＝1，則σmc=σc，即為巖塊的抗壓強(qiáng)度；對于裂隙巖體來說，必有S＜1.0。10第5章工程巖體分類一、工程巖體分類的目的二、工程巖體分類的影響因素三、工程巖體分類的原則四、工程巖體代表性分類11第5章工程巖體分類一、工程巖體分類的目的巖石結(jié)構(gòu)面巖體巖體種類繁多結(jié)構(gòu)復(fù)雜巖石工程

5、編制定額、設(shè)計、施工巖體質(zhì)量進(jìn)行評價適合的參數(shù)或采取技術(shù)措施選擇巖體工程穩(wěn)定性滿足影響分類目的一：目的二：目的三：12第5章工程巖體分類二、工程巖體分類的影響因素結(jié)構(gòu)面特性巖石物理力學(xué)特性地應(yīng)力施工條件風(fēng)化程度工程規(guī)?？紤]因素13第5章工程巖體分類三、工程巖體分類的原則確定分類的目的和適用對象1分類應(yīng)該是定量的2分類的級數(shù)應(yīng)合適3分類方法與步驟應(yīng)簡單明了4根據(jù)適用對象，選擇考慮因素514第5章工程巖體分類四、工程巖體代表性分類1、按巖石的質(zhì)量指標(biāo)RQD分類2、按巖體結(jié)構(gòu)類型分類3、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)4、巖體地質(zhì)力學(xué)分類（CSIR分類）151、

6、按巖石的質(zhì)量指標(biāo)RQD分類（RockQualityDesignation）將長度在10cm（含10cm）以上的巖芯累計長度占鉆孔總長度的百分比，稱為巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD。按RQD大小將巖石分為五類。第5章工程巖體分類分類很差差一般好很好RQD（％）<2525～5050～7575～90>90笛爾（Deer）于1964優(yōu)點：能夠反應(yīng)巖石結(jié)構(gòu)非連續(xù)性，簡單易行，快速的評價巖石質(zhì)量。缺點：RQD指標(biāo)沒有反映巖體的節(jié)理方位、充填物的影響。16例某鉆孔的長度為250cm，而大于10cm的巖芯總長度為157cm(如圖所示)。則RQD=157/250=63%巖體

7、分類為：一般1、按巖石的質(zhì)量指標(biāo)RQD172、按巖體結(jié)構(gòu)類型分類第5章工程巖體分類中國科學(xué)院地質(zhì)研究所的谷德振教授提出的。完整程度結(jié)構(gòu)面特征巖塊單軸強(qiáng)度考慮因素結(jié)構(gòu)面類型和抗剪強(qiáng)度參數(shù)飽和單軸抗壓強(qiáng)度值巖體結(jié)構(gòu)類型巖體完整性主要結(jié)構(gòu)面及其抗剪特性巖塊濕抗壓強(qiáng)度/10Pa類亞類結(jié)構(gòu)面間距/cm完整性系數(shù)I級別類型主要結(jié)構(gòu)面摩擦系數(shù)f代號名稱代號名稱Ⅰ整體塊狀結(jié)構(gòu)Ⅰ1整體結(jié)構(gòu)>100>0.75存在Ⅳ，Ⅴ級剛性結(jié)構(gòu)面>0.60>6003、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)我國《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》GB50218-94提出兩步分級法：第5章工程巖體分類按巖體的基本質(zhì)量

8、指標(biāo)BQ進(jìn)行初步分級按修正后的BQ值進(jìn)行詳細(xì)分級對BQ值進(jìn)行修正地應(yīng)力地下水結(jié)構(gòu)面1）巖體基本質(zhì)量分級：認(rèn)為巖石的堅硬程度和巖體完整程度所決定的巖體基