第四次课岩石的流变性及影响岩石力学性质的主要因素.pptVIP

§3-5 岩石的流变性 ;二、岩石的蠕变性能;（1）稳定蠕变：岩石在较小的恒定力作用下，变形随时间增加到一定程度后就趋于稳定，不再随时间增加而变化，应变保持为一个常数。 （2）非稳定蠕变：岩石承受的恒定荷载较大，当岩石应力超过某一临界值时，变形随时间增加而增大，其变形速率逐渐增大，最终导致岩体整体失稳破坏。 （3）岩石的长期强度：岩石的蠕变形式取决于岩石应力大小，当应力小于某一临界值时，岩石产生稳定蠕变；当应力大于该值时，岩石产生非稳定蠕变。则将该临界应力称为岩石的长期强度。 ;2、岩石的典型蠕变曲线及其特征;3、岩石的蠕变曲线类型;三、岩石的流变模型 ;（一）微分方程模型;（2）粘性介质及粘性元件（牛顿体） ;（3）塑性介质及塑性元件 ;牛顿体具有粘性流动的特点。塑性元件具有刚塑性体变形（塑性变形也称塑性流动）的特点。 粘性流动：只要有微小的力就会发生流动。 塑性流动：只有当应力σ达到或超过屈服极限σs才会产生流动。 粘弹性/弹粘性体：研究应力小于屈服极限时的应力、应变与时间的关系； 粘弹塑性体：研究应力大于屈服极限时的应力、应变与时间的关系；;2、岩石的组合流变模型 ;（2）马克斯威尔体;马克斯威尔体本构方程：;马克斯威尔模型本构方程：;C、松弛曲线：当ε保持不变， 即ε＝ε0＝常数，dε/dt=0, 代入上式得：;可见：马克斯威尔模型具有瞬时变形、蠕变和松弛的性质，可模拟变形随时间增长而无限增大的力学介质。;（3）开尔文体;开尔文体本构方程：;可见：当t=0时, ε=0，当t →∞时， ε＝ε0＝σ0/E ,即弹性变形(弹性后效） ;若在t＝t1 时卸载，σ＝0， 由本构方程：;得卸载曲线：;开尔文模型本构方程：;(三）如何选取模型(补充);2、模型参数的确定;马克斯威尔模型蠕变方程;（二）经验公式模型 ;一、水对岩石力学性能的影响;1、连结作用：束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力将矿物颗粒拉近，起连结作用。;4、孔隙水压力作用：对于孔隙或裂隙中含有自由水的岩石，当其突然受荷载作用水来不及排出时，会产生很高的孔隙水压力，减小了颗粒之间的压应力，从而降低了???石的抗剪强度。 5、溶蚀－潜蚀作用：水在岩石中渗透的过程中，可将可溶物质溶解带走（溶蚀），有时将岩石中的小颗粒冲走（潜蚀），从而使岩石强度大为降低，变形增大。;二、 温度对岩石力学性能的影响 ;三、 加载速度对岩石力学性能的影响 ;四、 围压对岩石力学性能的影响 ;五、 风化对岩石力学性能的影响 ;六、矿物成分对岩石力学性质的影响 1、矿物硬度的影响 矿物硬度大，岩石的弹性越明显，强度越高。 ; 七、岩石的结构构造对岩石力学性质的影响;; 2、岩石构造的影响 岩石的构造——指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列方式及充填方式。 岩浆岩：颗粒排列无一定的方向，形成块状构造； 沉积岩：层理构造、页片状构造； 变质岩：板状构造、片理构造、片麻理构造。 层理、片理、板理和流面构造等统称为层状构造。 宏观上，块状构造的岩石多具有各向同性特征，而层状构造岩石具有各向异性特征。;作业：