第3章 岩体力学性质(zhang)幻灯片.pptVIP

第三章 岩体的力学特性 本章内容 3.1 概述 3.2 岩体结构基本类型； 3.3 岩体的结构面及其自然特征； 3.4 结构面的力学性质 3.5 岩体的变形性质 3.6 岩体的强度特性 3.7 岩体的水力学性质 3.8 岩体质量评价及其分类 基本要求 了解岩体结构的基本类型，理解岩体结构面特征； 掌握结构面的力学性质及岩体的变形性质； 理解岩体的强度特性，了解岩体的水力学性质； 掌握岩体质量评价及其分类方法； 第三章 岩体的力学性质 第一节 概述 第二节 岩体结构的基本类型 第三节 岩体的结构面及其自然特征 第四节 结构面的力学性质 第五节 岩体的变形性质 第六节 岩体的强度特性 第七节 岩体的水力学性质 第八节 岩体质量评价及其分类 岩体=结构面（弱面）+结构体（岩石块体） 结构面：断层、褶皱、节理……统称 §3.2岩体结构的基本类型（地质学、了解） §3.3岩体中的结构面及自然特征 3. 空间分布特征 结构面的密集程度 设取样线长度为l ，在l上 出现的节理条数为n，则 节理之间的平均间距为 d180cm 整体结构 d=30~180 块状结构 d30 破裂结构 d6.5 极破裂结构 K=0~1/m 疏节理 K=1~10/m 密节理 K=10~100/m 很密节理 K=100~1000/m 糜棱节理 （2）切割度 Xe：节理在岩体内的贯通程度。 §3.4 结构面的力学性质 Goodman方法： （三）抗剪强度 影响抗剪强度的三个基本因素： 法向力 σn 粗糙度 JRC 结构面强度 JCS 结构面抗剪强度公式（Barton和choubey, 1977)： 粗糙度 JRC （目测） §3.5 岩体的变形性质 法向变形特征 剪切变形特征 各向异性变形特性 §3.6岩体的强度特性 §3.6.1岩体强度的测定 §3.6.2结构面的强度效应 一、单节理和多节理的力学效应 （一）单节理的力学效应 设结构面的强度条件 设节理的方向角为β 节面上的应力(图） 也可以由正弦定律推出：(见图2－20） （二）多节理的力学效应 （叠加） 两组以上的节理同样处理，只不过岩体总 是沿一组最有利破坏的节理首先破坏。 二、当C=0时节理面的力学效应 这时库仑准则 用主应力表示上式，得： 某岩块强度符合库仑准则，C = 5 MPa,?=300。如果三轴应力状态下的 ?3=10 MPa 保持常数，求极限平衡时?1 若此时?1和?3分别铅直和水平，岩块内有一条节理。节理的C=0， ?=300。节理与水平倾角或为300（或450、或600、750、900），问以上情况中： 在何种情况下节理不破坏，仅岩块破坏？ 在何种情况下节理不破坏，仅节理破坏，或节理和岩块都破坏，且岩块破坏面与节理面重合？ 在何种情况下，节理与岩块都破坏，但岩块破裂面与节理面不重合？ （二）节理的切向变形 通常有两种形式：A）粗糙（或非充填）结构面剪切变形曲线；B）平坦（或有充填物）的结构面 区别及原因 见下页力学模型 结构面的剪切变形: 与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关 法向力不足够大 沿凸台斜面滑动 剪胀（或扩容） 法向力足够大 沿凸台剪断 不产生明显剪胀 i 服从库仑准则: 分维数 岩体的变形 （一）法向变形特征： 1. 法向变形试验： 承压板法、 钻孔变形法、 狭缝法、 1）承压板法 选具有代表性的试验地点 清除浮石，平整岩面 逐级一次循环法加压 岩体变形模量Em和弹性模量Eme公式： p－承受板单位面积上的压力(MPa)； D－承压板直径或边长(cm)； ?、 ? e－相应于p下的岩体总变形和弹性变形（cm）；