岩石力学第四讲、岩石的强度理论PPT.ppt

主要内容：岩石的强度理论 ;岩石的强度理论;第一节、概述：强度理论、破坏类型与力学原因;2、岩石按破坏特征可分为： 脆性破坏（ε＜3%）、延性破坏（ε＞5%）和弱面剪切破坏； 按力学机理可分为张性破坏（拉伸破坏）和剪性破坏（剪切破坏，包括塑性流动）。每种破坏都是在应力应变满足一定条件后发生的。表征岩石的破坏条件的函数称为强度准则。 本构方程：描述物质质点的力学状态（应力、应变状态）、过程（应力、应变路径）之间的关系及其与时间关系的数学表达式。;岩石的破坏型式与机制;强度理论、破坏类型与力学原因;强度理论、破坏类型与力学原因;压缩引起的剪切破坏;第二节、最大正应变理论;1、18世纪末，Coulomb提出材料破坏是由剪应力引起的，当材料内部某斜截面的剪应力达到材料的抗剪强度时，就会沿该斜截面产生破裂。材料的抗剪强度条件可由下式表示(称为库仑准则）： τ≥ Sc =σtgφ+C τ------斜截面上的剪应力； Sc -----材料的抗剪强度 σ------斜截面上的正应力（σ＞0） φ------材料的内摩擦角， C------材料的内聚力（凝聚力）;斜截面上的应力分解与莫尔圆 1、二向应力状态下斜截面的应力：设斜截面与x轴的夹角为α，其上的正应力为σa，剪应力为τa，取三角体，根据力的平衡原理，可得到σa 、τa 的表达式。 2、斜截面上的正应力和剪应力随斜截面的方位改变。 3、两个互相垂直的截面上的正应力之和为常数，其上的剪应力等值反号（剪力互等原理）;4、应力圆（莫尔圆）： 实际上是斜截面上应力的图解法。 建立σ-τ坐标系，确定 D1点（σx，τx y），再确定 D2点的位置（σy，τy x）， 注意τx y = - τx y（剪力互等），连接D1、D2两点，与σ轴交于点C，以C点为圆心，CD1为半径划圆，即应力圆（莫尔圆） 5、欲求斜截面（与x轴的夹角为α）上的正应力和剪应力，可自 D1点沿圆周旋转2a度，E点的坐标代表此斜截面的正应力、剪应力。 6、应力圆与σ轴的交点为主应力。 其值分别为圆心坐标±半径;三轴应力状态下的应力圆 1、A平行于σ2轴的应力状态 2、B平行于σ3轴的应力状态 3、C平行于σ1轴的???力状态 以A圆为最大;主应力条件下的莫尔圆;三、莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）强度理论2;岩石的强度条件 强度线 应力圆 极限应力圆;三、莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）强度理论3;三、莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）强度理论4;强度准则的数学表达式;抛物线强度曲线→;三、莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）强度理论5;第四节、剪应变能强度理论和八面体应力理论;一)、剪应变能强度理论;二）、八面体应力理论;圆柱体，半径 R=Sqrt（2/3） σy;4、Nadai强度准则：材料的破坏是由于八面体上的剪应力达到临界值所致，但这一临界值又是八面体法向应力的函数：即 τoct = f（σoct）;第五节、联合强度理论;第六节、格里菲斯（Griffith）强度理论;2、裂纹尖端应力集中的基本假定： ①裂隙的形状近似一扁平的椭圆孔； 　②将扁平椭圆孔作为无限介质中的单孔处理，并认为相邻裂隙之间互不影响。 ③按平面应力问题进行分析。 a– 偏心角 m– 轴比 θ– 极角;基本推导过程;格里菲斯（Griffith）强度理论2;格里菲斯（Griffith）强度理论3;格里菲斯（Griffith）强度理论4;格里菲斯（Griffith）强度理论5;Griffith强度理论适用于脆性材料的研究。;第七节、霍克-布郎（Hoek-Brown）岩石破坏经验判据;