岩石的力学特性-5-6节.ppt

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1、第3章 岩石的力学特性3.1岩石单轴压缩条件下的力学特性*3.2岩石单轴拉伸条件下的力学特性3.3岩石剪切条件下的力学特性3.4岩石三轴压缩条件下的力学特性3.5岩石的流变特性*3.6影响岩石力学性质的主要因素3.7岩石的强度理论*Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.3.5岩石的流变特性3.5.1岩石流变定义→岩石流变是指岩石变形与时间有关的

2、性质。不同加载速率→不同变形性状。岩石流变包括蠕变、松弛、弹性后效和粘性流动。蠕变:应力保持不变时，应变随时间增加而增长的现象；松弛:应变保持不变时，应力随时间增加而减小的现象；弹性后效:加(卸)载后，经过一段时间应变才增加(或减少)到应有数值的现象；粘性流动:蠕变一段时间后卸载，部分应变永久不恢复的现象。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.

3、岩石流变包括蠕变、松弛、弹性后效和粘性流动。蠕变:应力保持不变时，应变随时间增加而增长的现象；松弛:应变保持不变时，应力随时间增加而减小的现象；弹性后效:加(卸)载后，经过一段时间应变才增加(或减少)到应有数值的现象；粘性流动:蠕变一段时间后卸载，部分应变永久不恢复的现象。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1.岩石蠕变研究意义重大。岩石蠕

4、变十分普遍!边坡工程地下工程岩石蠕变应力重（新）分布岩体内及建(构)筑物内产生应力集中影响岩体工程的稳定性。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1)岩石蠕变曲线图3-27蠕变曲线。不同应力水平不同。初始蠕变/瞬态阶段。卸荷应力立即消失，应变弹性后效。三个阶段(图3-27)：①初始蠕变、②等速蠕变、③加速蠕变。2)蠕变不

5、稳定蠕变，稳定蠕变。典型的蠕变曲线Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.(2)等速蠕变/稳态阶段。曲线呈近似直线，卸载应变恢复，但存在一永久应变。(3)加速蠕变/不稳定阶段。应变速率迅速增加。岩石蠕变稳定与否应力水平与临界应力。岩石的长期强度Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5C

6、lientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.3.5.2岩石流变方程流变方程流变过程中的应力、应变和时间的关系。流变方程:本构方程、蠕变方程和松弛方程微分方程或经验公式。用理想弹性元件、塑性元件和粘性元件组合，建立流变模型。不同组合形式不同模型。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.

7、1．流变模型基本元件弹性元件粘性元件塑性元件Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1)弹性元件虎克体理想弹性体(满足虎克定律)。其力学模型弹簧元件(图3-28a)。本构方程:Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-

8、2011AsposePtyLtd.关于虎克体：①瞬时弹性变形，与时间无关。虎克体不存在弹性后效；一定的非零荷载(应力)对应相应的应变，应力为零(卸载)应变为零②无应力松弛；应变恒定时，应力不变，应力并不因时间增长而减小③无蠕变性。应力保持恒定，应变也保持不变Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright20