《岩石的强度特性》PPT课件

《《岩石的强度特性》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一岩石的单轴抗压强度二岩石的抗拉强度三岩石的抗剪强度四岩石在三向压缩应力作用下的强度第二节岩石的强度特性第二节岩石的强度特性工程师对材料提出两个问题1最大承载力——许用应力[]？2最大允许变形－－许用应变[]？本节讨论[]问题强度：材料受力时抵抗破坏的能力。强度单向抗压强度单向抗拉强度剪切强度三轴压缩真三轴假三轴一岩石的单轴抗压强度1.定义：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作用破坏时单位面积上承受的荷载。式中：P——无侧限的条件下的轴向破坏荷载A——试件截面积2.试验方法:在压力机上按一定加载速率单向加压直至试件破坏。圆柱形试件：φ

2、4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)φ长方体试件：边长L=4.8－5.2cm高H=（2－2.5)L试件两端不平度小于0.05mm；尺寸误差±0.3mm；两端面垂直于轴线±0.25°试件标准3.单向压缩试件的破坏形态破坏形态有两类：（1）圆锥形破坏原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端部效应），在工程中也会出现。（2）柱状劈裂破坏张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗压强度）是岩石单向压缩破坏的真实反映（消除了端部效应）消除试件端部约束的方法:润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部）加长试件破坏形态是表现破坏机理的重要特征，其主要影响因素：①应力状态②试验

3、条件σ1试样端面的压应力分布图岩块在单轴压缩条件下的破坏型式单轴压缩试样端面的应力分布及破坏型式劈裂破坏σ1剪切破坏σ1对顶锥破坏σ1σ1σ14.影响单轴抗压强度的主要因素（1）承压板端部摩擦力及其刚度（加垫块依据）（2）试件的形状和尺寸形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工尺寸：大于矿物颗粒的10倍；φ50的依据高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理（3）加载速度：加载速度越大，表现强度越高(见图2－5)，我国规定加载速度为0.5－1.0MPa/s（4）环境①含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度

4、的2－3倍。见表2－2②温度：180℃以下部明显：大于180℃，温度越高强度越小。表3-1岩石的单轴抗压强度和抗拉强度岩石名称抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)岩石名称抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)花岗岩100~2507~25石灰岩30~2505~25闪长岩180~30015~30白云岩80~25015~25粗玄岩200~35015~35煤5~502~5玄武岩150~30010~30片麻岩50~2005~20砂岩20~1704~25大理岩100~2507~20页岩10~1002~10板岩100~2007~20二岩石的抗拉强度1、定义岩石试件在受到

5、轴向拉应力后其试件发生破坏时的单位面积上所受的拉力。2、抗拉强度试验由于试件不易加工，除研究直接的拉伸的夹具外，研究了大量的间接试验方法。（1）直接拉伸法抗拉强度关键技术①试件和夹具之间的连接②加力P与试件同心直接拉伸试验1）抗弯法（梁的三点弯曲试验）抗拉强度（2）间接拉伸方法①岩石是各向同性的线弹性材料②满足平面假设的对称面内弯曲适用条件——三点弯曲梁内的最大拉应力；梁发生破坏时的就是M——作用在试件上的最大弯矩C——梁边缘到中性轴的距离I——梁截面绕中性轴的惯性矩对称径向压裂法由巴西人Hondros提出故称巴西法。试件：实心圆柱φ50mm；δ25

6、mm试验：径向压缩破坏（张开）计算公式：由弹性力学公式直接给出式中：—试验中心的最大拉应力，即2）劈裂法（巴西法）要求①荷载沿轴向均匀分布②破坏面必须通过试件的直径注：①端部效应②并非完全单向应力岩石抗拉强度试验（劈裂法）PP劈裂法试验示意图1—承压板；2—试件；3—钢丝垫条P——试件破坏时的极限压力123试验试件标准尺寸：直径D=5cm；厚度t=5cm试件破坏时作用在试件中心的最大拉应力为：3）点荷载试验法点荷载试验法是上世纪发展起来的一种简便的现场试验方法。试件：任何形状，尺寸大致5cm，可做简单加工。试验：可在现场的点荷载仪上加载劈裂破坏。Pt①

7、岩石点荷载强度试验Pt圆饼体点荷载加荷方式圆柱体点荷载加荷方式PtPt圆饼体点荷载加荷方式Dt圆柱体点荷载加荷方式DL>D上述式中：σ—试样抗拉强度，㎏f/㎝2；P—试样破坏时点荷载，㎏f；D—试样直径，㎝；t—试样厚度，㎝；L—试样长度，㎝。②岩石抗拉强度与点荷载圆饼体点荷载加荷方式Dt③计算点荷载强度I式中：P——试件破坏时的极限D——加载点试件的厚度统计公式：要求:由于离散性大，试件要有足够数量取均值（一般每组15个以上），即建议：用φ5cm的钻孔岩芯为试件结果更理想。三岩石的抗剪强度1.定义指一定的应力条件下（主要指压应力），所能抵抗的最大剪应力

8、。常用τ表示2.类型a.抗剪断试验b.抗切断试验c.弱面抗剪试验岩石抗剪强度τσ