岩石的破壞機制和強度準則對地質工程的作用
1樓:
德魯克-普拉格準則是反映岩土材料強度的準則,其由德魯克和普拉格於1952年提出。強度準則的建立是為了反映岩石的破壞機理。岩石的破壞,通常可以分為脆性破壞和延性破壞。
前者特點是岩石達到破壞時不產生明顯的變形,後者的特點是破壞時會產生明顯的塑性變形而不呈現明顯的破壞面。岩石之所以能產生脆性或延性破壞,除了頃巨集隱受到應力及應力狀態影響外,絕謹也受到溫度、應變率,地質構造等因素的影響,但大多數岩石破壞準則僅僅認為與應力或應變狀態有關。在單向應力狀態時,岩石破壞準則可以直接通過岩石力學實驗獲雀廳得。
例如採用破壞時的最大應力作為破壞判據,但一般在地層中,岩石是處於三向應力狀態的,而岩石的破壞往往與三個主應力大小及其相互間的比值有關。
岩石的破壞準則是載荷還是變形
2樓:中地數媒
載荷與變形是相互聯絡的,並不能截然分開。對區域性材料而言,只有拉斷和剪斷兩種形式,只要變形達到一定的數值材料就會發生破裂[50]
拉伸破壞之後材料發生分離,不能耐物承載,載荷與變形的峰值具有一致性。但是岩石剪下破壞之後仍可以承載正應力和剪下應力,承載特性與應力狀態有關。岩石破壞之後仍可以承載更大的載荷。
另一方面,儘管區域性材料達到一定變形時發生破裂,但岩石是非均質材料,各處承載並不相同,而材料變形與承載能力的變化有關,因此一定尺度的岩石在達到破壞或承載極限之時產生的變形與應力狀態有關,不可能存在乙個用應變(單位長度的變形量)表示的破壞準則。
從圖7-36、圖7-39和圖7-46可以看到,大理岩試樣三軸壓縮損傷後內部具有大量裂隙,單軸壓縮強度和平均楊氏模量各不相同,但具有很銷畝並好的相關性。這是乙個普遍規律。從風化岩石或者直接從煤系地層鑽孔取心得到的巖樣,內部具有大量的微裂隙,強度σs
和平均楊氏模量e離散性很大,文獻[19]發現二者具有很好的線性關係,s
e (式中,ε0是乙個迴歸引數。對圖4-25中長石砂岩14個試樣單軸壓縮試驗的迴歸結果是ε0
相關係數r=;文獻[51]中煤層底板深達150 m內取得的48個砂岩類試樣(圖4-24),單軸壓縮和三軸壓縮試驗的迴歸結果是ε0
相關係數r=
岩石內部的顆粒、裂隙不同,其圍壓也不同,巖樣的峰值強度以及達到峰值時的變形都是不同的,但不管巖樣內裂隙的滑移、擴充套件是如何發生的,只有岩石材料應變達到ε0
時,巖樣才達到虧跡峰值強度。或者說,儘管巖樣內有許多裂隙,但存在乙個完整的承載結構,該承載結構在應變達到ε0
時開始屈服,而此時通過摩擦承載的裂隙已經達到自己的承載極限,於是巖樣達到峰值應力。就此而言,岩石破壞的準則應該是變形而不是載荷,這點已在第4章節中作了解釋。
不過,圍壓較高時裂隙的承載能力提高,應變達到ε0
時的軸嚮應力尚不足以使裂隙滑移,或者說裂隙尚沒有達到其最大承載能力,則上述分析不再成立。楊氏模量也就不再隨圍壓而增加[52,53]
在這樣的情形,岩石的破壞準則將是載荷,而達到破壞時產生的變形量與區域性材料承載能力的變化特徵有關。
岩石力學性質與岩石破裂準則的基本概念?
3樓:網友
岩石力學性質(mechanical properties of rocks)是指岩石在應力作用下表現的彈性、塑性、彈塑性、流變性、脆性、韌性等力學性質。不同性質岩石的應力應變關係、變形條件或破裂條件等都不同。由於各種岩石的組分和結構各異,形成的年代不同,其中還有許多裂隙,致使其力學性質相差很大,小塊岩石與大塊岩石,以及巖塊和地塊的各點之間,差別也很大,此種性質還受時間、溫度、溼度、圍壓、加力的方式和快慢、變形的歷史,以及岩石所處的周圍介質等因素的影響。
地塊的變形與之密切相關,力學性質不同的岩石,即使在相同的外力作用下變形也不相同;反之,變形相同的岩石,若力學性質不同,它們所受的力也一定不相同。因此在地質學中,無論從已知外力和邊界條件去推測地塊變形,或從地塊的變形去反推地塊所受的邊界條件和外力,都需瞭解當時當地的岩石力學性質。
岩石破裂準則:格里菲斯(1920)提出了另一種岩石破壞理論。他發現材料的實際破裂強度遠遠小於根據分子結構理論計算出的材料粘結強度,達三個數量級。
他認為這是由於材料中存在有許多隨機分佈的微裂隙的緣故。當材料受力時,在有利於發生破裂的微裂隙末端 (曲率最大處)附近應力強烈集中。當裂隙端部的拉應力達到該點的抗拉強度時,微裂隙開始發生擴充套件、聯結,最後導致材料的破壞。
現代超微觀測技術的應用,已證實了這種微裂隙的普遍存在及其在材料破壞中的作用。
岩石破壞準則的介紹
4樓:孫毛線
岩石啟滾破雀明壞準則(failure criterion of rocks)是悄歲餘給定岩石破壞時,其應力狀態需要滿足的條件。它是以實驗資料為基礎,根據一定的理論假設及在限定的某些條件或控制因素下,提出的關於岩石破壞時應力張量所應滿足條件及其數學表示式。
岩石在破裂併產生很大變形的情況下,強度情況如何?
5樓:考試資料網
答案】:b提示:從岩石凱枝的全應力與應變關係曲線可以看出,當應力超過了岩石的峰值強度以後,盯寬敏岩石已經發生破壞,但仍具有一定的巧洞承載能力,而且將隨著塑性變形的增大逐漸降低。
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天然強度定義 岩石在外力作用下抵抗永久變形和破碎的能力 飽和強度定義 岩石的酸,鹼度即指岩石中酸鹼的飽和程度 地基承載力定義 是指地基承受荷載的能力,建築物地基的破壞通常是由於承載力不足而引起的剪下破壞 允許承載力定義 地基允許每平方米能承受的荷載。在橋樑工程的建設施工中,橋樑基礎是十分關鍵的部位,...
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