岩体的力学特性（下）岩石力学课件.ppt

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1、1岩体是由岩块和结构面组成的地质体，因此其强度必然受到岩块和结构面强度及其组合方式（岩体结构）的控制。一般情况下，岩体的强度既不同于岩块的强度，也不同于结构面的强度。§3.3岩体的强度3.3.1节理岩体强度分析2第3章岩体的力学特性如果岩体中结构面不发育，呈完整结构，则岩体的强度大致与岩块接近，可视为均质体。如果岩体将沿某一特定结构面的滑动破坏时，则其强度取决于结构面的强度。节理裂隙切割的裂隙化岩体，其强度介于岩块与结构面强度之间。它一方面受岩石材料性质的影响，另一方面受结构面特征（数量、方向、间距、性质等）和赋存条

2、件（地应力、水、温度等）的控制。Mar,20073FacultyofCivilEngineering,ChongqingUniversity第3章岩体的力学特性岩石节理面Oc1f32θ2θ31f45°＋/2破裂面4第3章岩体的力学特性5第3章岩体的力学特性节理岩体边墙稳定性算例（3-28）6第3章岩体的力学特性判断节理面稳定情况的判别式7第3章岩体的力学特性1.结构面的方位对岩体强度的影响结构面破坏准则（极限平衡）的另一种形式表示的公式：（3-31）（节理的存在不影响岩体的强度）破坏沿着结构面发生，此

3、时结构面对岩体的强度有削弱作用破坏沿着岩石材料内部发生3.3.2结构面对岩体强度的影响分析8第3章岩体的力学特性此时结构面对岩体的强度削弱最大，岩体有最小强度9第3章岩体的力学特性O13单结构面岩体强度分析10第3章岩体的力学特性O1311岩石节理同时破坏，岩体强度等于岩块强度岩块先破坏，岩体强度等于岩块强度或节理先破坏，岩体强度小于岩块强度或第3章岩体的力学特性几点讨论12第3章岩体的力学特性如果岩体含有二组或二组以上结构面，岩体强度的确定方法是分步运用单结构面理论，分别绘出每一组结构面单独存在

4、时的强度包络线和应力莫尔圆。岩体到底沿哪组结构面破坏，由主应力与各组结构面的夹角所决定。若岩体中节理非常发育，岩体强度特性越来越趋于各向同性，而岩体的整体强度却大大削弱了。另外，随着围压增大，岩体由各向异性向各向同性转化。岩体总是沿一组最有利破坏的节理首先破坏。多组结构面岩体强度分析13第3章岩体的力学特性14第3章岩体的力学特性粗糙度模型的理想面结构面的强度包络线2.结构面的粗糙程度对岩体强度的影响16第3章岩体的力学特性结构面在水压力下开始破坏的莫尔圆水库诱发地震3.结构面内充水对岩体强度的影响17第3章岩体的力

5、学特性3.3.3岩体强度的确定方法1.试验确定法岩体单轴抗压强度测定1—方木；2—工字钢；3—千斤顶；4—水泥砂浆（1）岩体单轴抗压强度的测定根据试体破坏时千斤顶施加的最大荷载及试体受载截面积，计算岩体的单轴抗压强度。Mar,200718FacultyofCivilEngineering,ChongqingUniversity第3章岩体的力学特性现场载荷试验19第3章岩体的力学特性岩体抗剪试验（2）岩体抗剪强度的测定。20第3章岩体的力学特性原位岩体三轴试验（3）岩体三轴压缩强度试验21第3章岩体的力学特性（1）准岩

6、体强度地质资料及小试块室内试验资料2.经验估算法22破碎岩体的地基承载力第3章岩体的力学特性在低围压下及较坚硬完整的岩体条件下，估算的强度明显偏低。但对于受构造扰动及结构面较发育的裂隙化岩体，Hoek（1987）认为用这一方法估算是合理的。ms适用条件（2）Hoek-Brown经验方程23第3章岩体的力学特性24第3章岩体的力学特性变形：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性上发生某种变化。宏观连续性无明显变化者称为变形（deformation)。破坏：如果宏观连续性发生了显著变化的称为破坏（failure)。岩

7、体变形破坏的方式与过程既取决于岩体的岩性、结构，也与所承受的应力状态及其变化有关。§3.4岩体的变形25第3章岩体的力学特性起着控制作用当岩体中各部分的变形性能差别较大时，将会在建筑物结构中引起附加应力；虽然各部分岩体变形性质差别不大，但如果岩体软弱，抗变形性能差时，将会使建筑物产生过量的变形等。工程建筑物破坏或无法使用26第3章岩体的力学特性施加荷载作用方向承压板法单(双)轴压缩试验法狭缝法环形试验倾斜剪切仪挖试洞原位岩体变形试验法向变形试验切向变形试验3.4.1岩体变形试验27第3章岩体的力学特性承压板法狭缝法钻

8、孔变形法水压洞室法单(双)轴压缩试验法声波法地震波法原位岩体变形试验静力法动力法原理和方法28第3章岩体的力学特性静力法的基本原理：在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变形关系曲线，计算出岩体的变形参数。动力法的基本原理：用人工方法对岩体发射(或激发)弹性波(声波或地震波)，并测定其在岩体中的传