岩体变形与强.pptxVIP

岩体的力学性质及工程分类 ;1 绪 论 ;1.2 研究结构面的力学特性 时需要注意问题 ;1.3 岩体力学特性研究方法 ;2 岩体结构 ;2.1 结构面的类型与自然特性 ;;易在天然及人工边坡上造成危害，有时对坝基、坝肩及浅埋隧洞等工程也有影响;2. 结构面的自然特性 ;(3) 结构面的空间分布与延展性 ;3. 结构面的统计分析 ;两组节理时平均间距的计算方法;;最小单元体的结构尺寸;二向切割度 ;三向切割度K3 ——指某一组裂隙在岩体中所占据的总的裂隙面积与岩体的体积之比值。 ;2.2 结构体及其力学特点 ;2.3 岩体结构类型 ;结构类 型;图4-8 岩体结构型式 (a) 整体结构；(b) 块状结构；(c) 层状结构；(d) 薄层状结构； (e) 镶嵌结构；(f) 层状破碎结构；(g) 碎裂结构；(h) 散体结构 1—节理；2—层理；3—断层；4—断层破碎带;;3 结构面的力学性质 ;(1) 开始时随着法向应力的增加，结构面闭合变形迅速增长，σn—ΔVt曲线及σn—ΔVj曲线均呈上凹型。当增到一定值时，曲线变陡，并与σn—ΔVr曲线大致平行。;(4) 结构面的σn—ΔVj曲线大致为一以ΔVj=ΔVm为渐近线的非线性曲线。曲线的形状与结构面的类型及岩壁性质有关，其曲线形状可用初始法向刚度及最大闭合量来确定。 ;或;2) 斑迪斯等(Bandis等，l983) 双曲线模型;得;3 结构面法向刚度;4 结构面具有抗拉强度时的应力应变关系 ;Goodman的双曲线型模型;;节理的法向刚度;3.2 结构面的剪切变形与强度 ;构造破碎带、挤压带、软弱夹层及含有较厚充填物软弱结构面的剪切变形曲线，多属于塑性变形型。 无充填且较粗糙的硬性结构面，其剪切变形曲线则属于脆性变形型。 结构面的峰值位移受其风化程度的影响。 对同类结构面而言，遭受风化的结构面，剪切刚度比末风化的小1/2～1/4。 结构面的剪切刚度具有明显的尺寸效应。在同一法向应力作用下，其剪切刚度随被剪切结构面的规模增大而降低。 结构面的剪切刚度随法向应力的增大而增大。 ;不同法向荷载下，灰岩节理面剪切变形曲线（据Bandis等，1983） a 新鲜；b 风化;2. 结构面的剪切变形本构关系 ;3. 剪切刚度及其确定方法 ;4. 结构面的剪胀和减缩;5. 未充填结构面的剪切强度 ;6. 结构面的剪切破坏条件 ;;结构面的双直线型强度准则;结构面的Barton准则 ;结构面粗糙 度系数取值 ;在高有效正应力或三轴应力条件下 ;4.4 岩体的变形特性;岩体应力—应变关系曲线的四种类型;上凹型 软硬岩互层层面、或含夹层、裂隙等岩体，垂直于结构面加压可以得到上凹型曲线； 表层性状明显较差、紧接着下面是较坚硬、裂隙较少的岩体，垂直于结构面加压，也表现为上凹型曲线。;下凹型 主要是具有层理、裂隙、并且其表层较坚硬，随深度增加刚度减弱的岩体，加载压力较小时，主要是较坚硬的表层岩体承受了压力，随着压力增加，下伏刚度较小的岩层也逐渐分担了部分载荷。;长尾型 这是裂隙较多的岩体、或受到爆破震动影响、或开挖卸荷后表层松动的岩体，在开始的低压下表层岩体中的裂隙很快被压密，然后岩体的刚度增加，出现了这种长尾型的曲线。;;4.4.2 岩体剪切变形特征 ;4.5 岩体的强度 ;4.5.1 含有一个不连续面岩体的强度(Jaeger) ;;;图4-21 含有一个不连续面岩体的强度与结构面方向的关系 ;;抗压强度与结构面夹角的关系 (a) 结晶片岩； (b) 石墨片岩;4.5.2 含有多组不连续面岩体的强度 ;4.5.2 含有多组不连续面岩体的强度 ;4.5.3 岩体强度的估算 ;;H-B准则力学参数的确定方法： ;由;霍克建议的GSI值确定方法;Sonmez的修正方法;若岩体为各向同性材料，那么 ;;;根据霍克—布朗准则计算岩体的C，φ值的方法 ;(4) 计算正应力和剪应力；;(8) 计算岩体的内摩擦角 ;2 岩体强度估算的经验方法 ;2) 1993年，Aydan提出了用岩体的弹性波速估计软弱岩体的单轴抗压强度的计算公式:;4) 1995年，Barton等提出了以下岩体单轴抗压强度的计算公式: ;;2) 1993年Singh提出岩体单轴抗压强度与Q值之间的直接关系： ;4) 1997年，Arid Palmstrom认为岩体的强度主要受岩体中结构面的蚀变程度、粗糙度、连续性好坏以及岩块平均体积大小的影响，提出了如下公式 ：;4.6 岩体工程分类 ;4.6.2 岩体分类的现状 ;表4-7 按RQD大小的岩体工程分级 ;4.6.4 按岩体弹性波（纵波）速度分类 ;4.6.5 节理岩体的RMR分类方法 ;表4-9 节理岩体的RMR