工程岩土学六.pptVIP

6. 联结作用 定义及危害——结合水出现后的某些联结作用(见P39～40)。这是水在提高岩体力学性质方面唯一的作用，但它只能对结构面的粘土质填充物产生一些影响，从岩体的整体来看，影响也是很微弱的。 小 结 水对岩石的上述六种作用，很少单独存在，往往是其中几种同时发生。尤其楔劈作用和润滑作用，基本上是在任何情况下一定会发生的。而且，除联结作用和机制不明的对磨光面的反常现象以外，绝大多数作用都降低了岩体的力学性能（弹性模量、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等）。图6-20、6-21、表6-3列出了某些类型岩石的抗压强度因含水率增高而降低。 抗压强度与所含水分的关系 软化系数 由于岩石含水程度的变化在工程实践中是一种普遍现象，因而对岩石强度随含水率而改变的问题非常重视。一般采用软化系数η表征岩石的这一特性，即 η＝RSr/RD 式中: RSr—岩石的饱水抗压强度（MPa） RD —岩石的烘干抗压强度（MPa） 某些岩石的饱水、干抗压强度及软化系数 作用力的特点（力的性质、应力水平、围压的大小、应力增加速率、应力持续时间、应力的增减历程等）不同，岩体表现出不同的力学性质。 第五章中已涉及到上述问题的许多方面 作用力的特点对岩体力学性质表现的影响 §6.5 1. 力的性质 岩石在单轴压力、三轴压力、单轴拉伸、剪切、辐射状压力作用下的变形性、抗破坏性各不相同。 尤其对于压应力和拉应力反应的不同，正是它们作为一种非理想弹性体的必然表现之一。在第五章中已经指出，当应力水平极低时，拉、压两种初始模量基本相等；随应力水平的提高，拉伸模量则低于压缩模量。 P136，表6-4中列出了某些岩石在相同水平应力作用下的两种模量和泊松比。 某些岩石的拉伸、压缩下的弹性模量和泊松比 2. 围压的大小 随围压的提高，破坏前的总应变量增大，塑性应变在总应变量中所占的比率增加。岩石的破坏性质可由脆性破坏转变为延性破坏； 砂岩应力差－轴应变曲线 辉长岩应力差－轴应变曲线 强度较高的岩石（如辉长岩，白云岩，苏长岩等），弹性模量基本为常数，不随围压变化而改变； 强度较低的弱岩（如砂岩等），弹性模量随围压的提高而增大。 围压对岩石弹性模量的影响 （据茂木清夫） 大理岩应力差－轴应变曲线 随围压的提高，岩石抵抗破坏所能承受的极限应力提高，或者说岩石的强度（σ1-σ3）提高。 围压对岩石强度的影响 3. 应力水平（大小） 岩石的应力—应变曲线在不同应力区段中有不同的斜率，这说明了应力水平对变形(弹性)模量的影响。 岩石的剪切破坏准则一般采用剪应力与压应力为线性关系的库伦定律。大量实验证明，剪切曲线近于双曲线性质，其斜率随正应力水平的提高而降低。这样当正应力增大时，内摩擦角减小，而内聚力则增高。 此外，正应力水平的高低不仅影响岩体结构面的抗剪能力，而且由于对发生剪胀的约束力不同，从而能够改变结构面剪切的机制。 4. 应力增加速率 研究资料表明，随加荷速率的提高，岩石的变形模量和抗拉、抗压强度都有不同程度的提高。图6-24～图6-26 。 加荷速率对抗拉强度的影响 抗拉强度与加荷速率的综合关系 抗压强度与应变率的关系 空隙度与抗压强度增量间的关系 * 岩体的内在特点—— 岩体的矿物成分和结构 包括： 外部条件——水的影响、作用力的特点、温度、地应力等因素 影响岩体力学性质的主要因素 概述 §6.1 1.对于颗粒间联结很强的岩石，矿物本身强度的高低并不起主要作用； 如果岩石的粒间联结较弱，矿物成分对岩石强度有影响； 通过大量试验资料，总结出下列规律： 矿物成分的影响 §6.2 例如：虽然黑色矿物的强度较浅色矿物的强度为低，但新鲜的基性和超基性岩石（黑色矿物含量高）比酸性岩石的强度高。 石英含量对砂岩、粉砂岩、片岩强度的影响。 黑色矿物——橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等 浅色矿物——基性斜长石、酸性斜长石、钾长石、石英等 ( P127 图6-1、图6-2 ) 2.碎屑沉积岩胶结物的成分对其强度的影响（硅质—铁质—钙质—泥质） 3.粘土矿物的种类和含量对岩石强度，尤其是对岩体中结构面填充物强度有极大影响（ P127 图6-3）。 一.颗粒间联结特征对岩石力学性质的影响： 颗粒间的牢固联结是岩石的一种重要结构特征。从工程地质观点，岩石颗粒间的联结特征包括—— 联结性质 胶结物成分 胶结类型 联结程度 结构的影响 §6.3 从对岩石的力学性质的影响来分析，可归纳为2个方面：即联结质量和联结数量 联结性质 胶结物成分 胶结类型 联结程度 联结质量——吸引力的大小，主要取