岩体的力学性质及岩体分类 ppt课件.pptVIP

如图，围压σ3=c增加， 即c1c2,岩体的强度随之增大。 2、霍克－布朗经验判据 式中:σc——完整岩石单轴抗压强度； mb——霍克－布朗常数； s，α——取决于岩体特征的常数，对于完整岩石，s=1, α=0.5。 §4-5 岩体的变形特性 一、岩体的单轴和三轴压缩变形特性 1、现场岩体的单轴和三轴压缩试验的应力－应变全过程曲线 2、典型的岩体应力－应变全过程曲线 4个阶段： （1）裂隙压密阶段（OA）：曲线上凹 （2）弹性变形阶段（AB）:呈直线 （3）塑性变形阶段（BC）：曲线下凹 （4）破坏后阶段（CD）： 残余强度σD 峰值强度σC 3、岩体变形曲线的基本形式 （1）直线型：坚硬、完整无裂隙岩体 直线型 下凹型 上凹型 S型 （2）下凹型：节理裂隙发育，泥质充填，岩性软弱 （3）上凹型：坚硬但裂隙发育，多呈张开而无充填物 其它形式可看成是这三种形式的组合，如S型。 4、岩石与岩体的应力－应变曲线 二、 岩体剪切变形特征 岩体的剪切变形是许多岩体工程特别是边坡工程中最常见的变形模式。 在屈服点以下，变形曲线与压缩变形相似。屈服点以后，岩体内某个结构面和结构体可能首先被剪坏，随之出现一次应力降，峰值前可能出现多次应力降。当应力增加到一定程度，没被剪坏部位以瞬间破坏的方式出现，并伴有一次大的应力降，然后可能产生稳定滑移。 三、岩体各向异性变形特征 1、特征：垂直层面方向岩体变形模量E⊥明显小于平行层面方向岩体的变形模量E∥ 。 (a)垂直层面加力 (b)平行层面加力 2、变形机制不同： 3、构成岩体变形各向异性的两个基本要素： （1）物质成分和物质结构的方向性 （2）结构面的方向性 （1）垂直层面的压缩变形量主要是由岩块和结构面（软弱夹层）压密汇集而成；层状岩体不仅开裂层面压缩变形量大，而且在成岩过程中，由于沉积规律的变化，层面出现在矿物连结力弱、致密度低的部位，这是垂直层面方向压缩变形量大的另一个原因。 （2）平行层面方向的压缩变形量主要是岩块和少量结构面错动而成。 四、原位岩体变形参数测定 常用的静力法有：承压板试验（千斤顶荷载试验）、径向荷载试验、水压法等。 目的：测定岩体的变形指标E、μ，测定σ－ε关系。 岩体现场变形试验方法：静力法、动力法（弹性波测量法） 1、表面承压板试验 (1)试验装置 由四部分组成：垫板（承压板）、加荷装置（千斤顶或压力枕）、传力装置（传力支柱、传力柱垫板）、变形测量装置（测微计） 采用何种加荷方式，可根据岩体结构和工程要求而定。 完整岩体：可采用大循环加荷方式，以确定岩体在不同荷载下的变形特性； 多裂隙岩体：可采用多循环或单循环加荷方式，以了解各种结构面对岩体变形的影响。 （2）加荷方式 设垫板总变形（位移）量为W0,其中弹性变形量为We,塑性变形量为Wp,则岩体的变形指标： 式中：p—受荷面单位面积上的压力；b—承压板直径或边长;ω与承压板形状和刚度有关的系数，方形板为0.88，圆形板为0.79；μ岩体泊松比。 岩体变形模量： 岩体弹性模量： 2、钻孔承压板法 表面承压板法测得的岩体变形模量偏低，这是由于工程岩体表面附近岩体大多发生了不同程度的松动。为了排除松动的影响，开始采用孔底承压板法测定岩体变形模量。测定结果表明：孔底承压板法测得的原位岩体变形参数比表面承压板试验测定值高很多，甚至高达10余倍。 岩体动弹性模量Ed的测定： 采用小量药包爆炸激发地震波，在距震源一定距离设置检波器，检测弹性波。根据弹性波波速算出动弹性模量Ed和动泊松比μd。 式中：vp,,vs纵波波速和横波波速，ρ为岩体密度。 一般而言：Ed Ee , μd μ。 §4-6 岩体质量评价及其分类 岩体分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的级别或类别。 分类的目的：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。 按分类目的，可分为综合性和专题性两种；按其所涉及的因素多少，可分为单因素分类法和多因素分类法两种。 一、工程岩体分类的参考影响因素 1、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。 2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和密度。可用结构面频率(裂隙度）、间距、岩心采取率、岩石质量指标RQD以及完整性系数作为定量指标进行描述。这些定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。 3、结构面条件。包括结构面产状、粗糙度和充填情况。岩体的工程性质主要取决于结构面的性质和分布状态以及其间的充填物性质。 一、工程岩体分类的参考影响因素 4、岩体及结构面的风化程度。风化程度越高，