岩石力学的性质

岩石力学的性质

ID:41297580

大小:657.56 KB

页数:45页

时间:2019-08-21

岩石力学的性质_第1页
岩石力学的性质_第2页
岩石力学的性质_第3页
岩石力学的性质_第4页
岩石力学的性质_第5页
资源描述:

《岩石力学的性质》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、1岩石的力学性质-岩石的变形上节课讲过:岩石的强度:岩石抵抗外力作用的能力,岩石破坏时能够承受的最大应力。本节课接着讲:岩石的变形:岩石在外力作用下发生形态(形状、体积)变化。岩石在荷载作用下,首先发生的物理力学现象是变形。随着荷载的不断增加,或在恒定载荷作用下,随时间的增长,岩石变形逐渐增大,最终导致岩石破坏。 岩石变形过程中表现出弹性、塑性、粘性、脆性和延性等性质。11.5岩石变形性质的几个基本概念1)弹性(elasticity):物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形,而去除外力(卸载)后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质称为弹性。弹性体按其

2、应力-应变关系又可分为两种类型:线弹性体:应力-应变呈直线关系。非线性弹性体:应力—应变呈非直线的关系。2线弹性体,其应力-应变呈直线关系σ=Eε非线性弹性体,其应力—应变呈非直线的关系σ=f(ε)32)塑性(plasticity):物体受力后产生变形,在外力去除(卸载)后变形不能完全恢复的性质,称为塑性。不能恢复的那部分变形称为塑性变形,或称永久变形,残余变形。在外力作用下只发生塑性变形的物体,称为理想塑性体。理想塑性体,当应力低于屈服极限时,材料没有变形,应力达到后,变形不断增大而应力不变,应力-应变曲线呈水平直线.4理想塑性体的应力-应变关

3、系:当σ<σs时,ε=0当σ≥σs时,ε->∞σσsoε53)黏性(viscosity):物体受力后变形不能在瞬时完成,且应变速率随应力增加而增加的性质,称为粘性。应变速率与时间有关,->黏性与时间有关其应力-应变速率关系为过坐标原点的直线的物质称为理想粘性体(如牛顿流体),如图所示。σ应力-应变速率关系:σ=ηdε/dtodε/dt64)脆性(brittle):物体受力后,变形很小时就发生破裂的性质。工程上一般以5%为标准进行划分,总应变大于5%者为塑性材料,反之为脆性材料。赫德(Heard,1963)以3%和5%为界限,将岩石划分三类:总应变

4、小于3%者为脆性岩石;总应变在3%~5%者为半脆性或脆-塑性岩石;总应变大于5%者为塑性岩石。按以上标准,大部分地表岩石在低围压条件下都是脆性或半脆性的。当然岩石的塑性与脆性是相对的,在一定的条件下可以相互转化,如在高温高压条件下,脆性岩石可表现很高的塑性。75)延性(ductile):物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质,称为延性。岩石是矿物的集合体,具有复杂的组成成分和结构,因此其力学属性也是很复杂的。这一面受岩石成分与结构的影响;另一方面还和它的受力条件,如荷载的大小及其组合情况、加载方式与速率及应力路径等密切相关。例如,在常温常压

5、下,岩石既不是理想的弹性材料,也不简单的塑性和粘性材料,而往往表现出弹一塑性、塑一弹性、弹一粘一塑或粘一弹性等性质。此外,岩体赋存的环境条件,如温度、地下水与地应力对其性状的影响也很大。81.6单轴压缩条件岩石应力-应变曲线6种类型岩石的应力—应变曲线随着岩石性质不同有各种不同的类型。米勒(Müller)采用28种岩石进行大量的单轴试验后,据峰值前应力—应变曲线将岩石分成六种类型,如图所示。9类型Ⅰ应力与应变关系是一直线或者近似直线,直到试件发生突然破坏为止。由于塑性阶段不明显,这些岩石被称为弹性岩石。例如:玄武岩、石英岩、白云岩以及极坚固的石灰

6、岩。类型Ⅱ应力较低时,应力—应变曲线近似于直线,当应力增加到一定数值后,应力—应变曲线向下弯曲,随着应力逐渐增加而曲线斜率也就越变越小,直至破坏。由于这些岩石低应力时表现出弹性,高应力时表现出塑性,所以被称为弹—塑性岩石。例如:较弱的石灰岩、泥岩以及凝灰岩等。类型Ⅲ在应力较低时,应力—应变曲线略向上弯曲。当应力增加到一定数值后,应力—应变曲线逐渐变为直线,直至发生破坏。由于这些岩石低应力时表现出塑性,高应力时表现出弹性,所以被称为塑—弹性岩石。例如:砂岩、花岗岩、片理平行于压力方向的片岩以及某些辉绿岩等。10类型Ⅳ应力较低时,应力—应变曲线向上弯

7、曲,当压力增加到一定值后,变形曲线成为直线,最后,曲线向下弯曲,曲线似S型。由于这些岩石低应力时表现出塑性,高应力时表现出弹性,破坏前又表现出塑性,所以被称为塑—弹—塑性岩石。例如:大多数为变质岩(大理岩、片麻岩等)。类型Ⅴ基本上与类型Ⅳ相同,也呈S型,不过曲线斜率较平缓。一般发生在压缩性较高的岩石中。应力垂直于片理的片岩具有这种性质。类型Ⅵ应力—应变曲线开始先有很小一段直线部分,然后有非弹性的曲线部分,并继续不断地蠕变。这类材料被称为弹—粘性岩石。例如:岩盐、某些软弱岩石。111.7岩石变形指标及其确定岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊

8、松比等指标表示。1)弹性模量和变形模量12a.线弹性岩石①应力—应变曲线具有近似直线的形式。②弹性模量:直线的斜率,也即应力(σ)与应变

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。