资源描述：
《岩石三轴抗剪强度的计算_李雷》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第4期华北水利水电学院学报Vol.23No.42002年12月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec.2002文章编号:1002-5634(2002)04-0046-04岩石三轴抗剪强度的计算1223李雷,陈尚星,崔江利,柴宏伟(1.黄河水利委员会勘测规划设计研究院,河南郑州450003;2.华北水利水电学院岩工系,河南郑州450045;3.河南省水文一队,河南新乡453002)摘要:介绍了岩石三轴抗剪强度计算方法,利用计算机编程分析计算了岩石三轴抗
2、剪强度参数,并绘出岩石莫尔应力圆及其包络线.并把该法用于西霞院工程岩石强度参数选取,表明算法准确、可靠、快捷,实用性强.关键词:岩石破坏;三轴抗剪强度;莫尔圆;最小二乘法中图分类号:TU452文献标识码:A岩石三轴试验是在三向应力状态下测定岩石的1岩石的强度准则强度和变形的一种方法.室内岩石三轴试验系采用岩石的基本问题之一是关于岩石的强度理论问轴对称的应力系统,即对试件施加恒定的侧压力(σ2题或破坏准则.在工程设计和岩土工程中常常需要=σ3),然后加轴向压力σ1,直到试件破坏.确定岩石的强度,或对其强度进行校核.随着计算机岩石的极限应力圆包线能完整地描述岩石
3、在任技术的迅速发展,大量的岩土工程分析常常利用计何应力状态下的强度特征,例如抗拉、抗切、单轴抗算机来解决.岩石破坏可以分为以下几种情况:(a)压等强度极限都是极限应力圆包线上的特征点.在单轴压力下的劈裂;(b)在围压下的剪切破坏;(c)延轴对称三轴压缩情况下,强度极限随侧压力的增大性破坏;(d)拉破坏;(e)集中力作用下的劈裂.而增大,但随着侧压力的增加,强度的增长率逐渐变[1]缓,呈现出近似于抛物线的函数关系.1.1Coulomb-Navier准则Coulomb认为岩石的破坏主要是剪切破坏,岩石2三向应力作用下岩石破坏强度的强度,即抗摩擦强度等于平面上产生
4、的内聚力和法向力产生的摩擦力,平面的剪切破坏准则是2.1三轴压缩强度试验τ=c+fσ室内岩石三轴压缩强度试验采用常规三轴,即式中:σ,τ为平面上的法向力和剪应力;c为材料剪σ1>σ2=σ3,侧向压力相等是三向应力状态下的一切强度;f为材料的内摩擦系数.种特殊情况.同一含水状态下每组试件的数量不少1.2Mohr准则于5个.根据西霞院工程的具体情况、岩石的特性及1900年Mohr提出:岩石的破坏发生在岩石内某三轴试验机的性能,确定侧向压力的大小,并按等差个面上的剪切破坏,这时该面的正应力即法向应力级数进行分级.在不同侧向压力下施加轴向压力直与剪应力满足下列函数关
5、系至试件破坏.τ=fσ2.2岩石三轴抗剪强度计算常用方法岩石的破坏可表现为Mohr包络线,若莫尔应力国内外对三轴试验所采用的成果都不统一.关圆达到包络线则将发生破坏,在包络线内则不发生键的问题是如何对待由于岩石的非均质性导致的成破坏,此准则表明:①中间主应力σ2不影响破坏状果分散.通常采用的有以下几种方法:态;②剪切破坏面通过中间某一个主应力的方向.1.文献[2]推荐的方法:在(σ1-σ3)/2和(σ1+收稿日期:2002-05-22;修订日期:2002-09-01作者简介:李雷(1969-),男,河南济源人,黄河水利委员会勘测规划设计研究院工程师,主要从事
6、岩石试验研究.第23卷第4期李雷等:岩石三轴抗剪强度的计算47σ3)/2坐标平面上点出各试件的三轴试验结果,然4)作这些莫尔圆的破坏包线.根据直线段的斜后用最小二乘法或作图法绘出最佳值曲线,再在该率和截距,确定抗剪强度参数tgφ和c.曲线上选定若干组对应值,绘出各相应的莫尔圆或用最小二乘法,对侧向应力和相应轴向应力用关系式计算.σ3,σ1的试验数据进行直线拟合,得到侧向应力和2.按照试验结果,在τ～σ坐标平面上,绘出各相应的最佳轴向应力σ3,σ1的相关关系式σ1=试件的试验结果,按照通过最可能多的莫尔圆切点a0σ3+b0.令mi=(σ1+σ3)/2,ni=(
7、σ1-σ3)/2,通的原则,定出莫尔圆包线.过计算可以得到m=(m1,m2,…),n=(n1,n2,…)3.考虑试件的实际破坏角,修正莫尔圆包线的数据组.以m为圆心,n为半径,作一组莫尔应力切点,然后定出莫尔圆包线.圆.作这些莫尔圆的破坏包线,即公切线,也就是求4.格依尔格(B.Gilg)提出一种在比较大的平均一直线y=ax+b,使点(mi,0)到该直线的距离为抗剪强度τa和最小抗剪强度τmin之间,取一个所谓ni.即解方程组22222“降低了的抗剪强度τred”的整理方法.在这种情况(mi-ni)a+2miab+b=ni下,τ～σ的关系不是极限莫尔圆的包线
8、,而是一种这是一个由8个二元二次方程组成的超定方程经
