岩石力学第三章:岩石的力学特性及强度准则
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岩石强度:岩石在载荷作用下变形到一定程度就发生破坏。
破坏前岩石所能承受的最大载荷,单位面积上的最大载荷。
单轴抗压强度:岩石在单周压缩荷载作用下所能承受的最大压应力。
单周抗拉强度:岩石在单周拉伸荷载作用下达到破坏时,所能承受的最大拉应力。
岩石的三轴强度:岩石在三向压缩荷载作用下,达到破坏时所能承受的最大压应力。
抗剪强度:岩石在剪切荷载的作用下,达到剪切破坏前所能承受的最大切应力。
抗切强度:指正切应力为零时,岩石试件沿预定剪切面间断时最大切应力。
摩擦强度:指一定正应力作用下的试件,沿岩石中既有的层面,节理等破坏面再次剪切破坏时的最大切应力。
残余强度:当剪切面发生破坏后,能使破坏面保持滑动所需要的的较小切应力。
稳定蠕变:当岩石在某一固定的荷载持续作用下,其变形量虽然随时间的增长有所增加,蠕变变形的速率则随时间的增长而减少,最后变形趋于一个固定的极限值,这种蠕变称为稳定蠕变。
不稳定蠕变:当上述作用荷载较大时,蠕变不能稳定与某一极限值,而是无限增值直到破坏,这种蠕变称为不稳定蠕变岩石的长期强度:当岩石请打超过某一临界值时,蠕变向不稳定蠕变发展,否则为稳定蠕变相应的临界应力值即为岩石的长期强度。
岩石流变:指岩石的应力—应变关系与时间因素有关的性质。
蠕变:指应力保持不变时,应变随时间的增加而增长的现象。
松弛:指应变保持不变时,应力随时间的增加而减小的现象。
弹性后效:是指在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。
粘性流动:指蠕变一段时间后卸载,部分应变永久不恢复的现象。
泊松比:在材料的比例极限内,由均匀分的纵向应力所产生的横向应变与纵向应变之比的绝对值。
脆性:材料在外力作用下,仅产生很小的变形就断裂破坏的性质。
延性:只材料的结构,构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载力或达到以后而承载力还没有明显下降期间的变形能力。
粘性:是施加于物体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性.变现为流体的内摩擦.弹性:在外力作用下变形,当外力除去后完全恢复原状的这种性能。
岩石强度准则岩石强度准则是指在地球物理实验中,用于解释岩石破裂和变形特性的一系列经验公式。
这些公式旨在解释岩石的力学行为,包括岩石的强度、抗压强度、剪切强度等等。
在地质勘探和工程建设中,理解和掌握岩石强度准则对于评估岩石材料和岩石结构的稳定性和安全性至关重要。
岩石强度准则主要包括三种类型:线性弹性准则、非线性弹塑性准则和非线性强度准则。
线性弹性准则在岩石破裂和变形方面提供了基本的框架。
这种准则假设岩石是一个线性弹性材料,其应力-应变关系是线性的。
根据胡克定律,在弹性阶段,岩石的应变与应力成正比,不同的岩石样本在相同的外力作用下会产生不同的变形。
线性弹性准则很有用,但是它不能解释岩石的破坏行为。
非线性弹塑性准则考虑到岩石具有一定的弹性和塑性,即在应力较高时,不仅产生弹性变形,也会发生塑性变形。
这种准则通过塑性部分来解释岩石的破坏行为。
非线性弹塑性准则适用于强度相对较弱的岩石,如软粘土、泥岩、煤层等。
非线性强度准则则更加复杂,因为它需要考虑许多因素。
在此准则下,岩石破裂是由于岩石内部的微裂缝发生扩展和融合而产生的。
由于岩石结构和化学成分的不同,不同类型的岩石会表现出不同的裂缝扩展机制。
值得注意的是,岩石的强度和变形特性通常是非均匀的,因此在研究岩石强度准则时,需要考虑多种因素,如岩石的孔隙度、水分、温度、压力等。
总的来说,掌握岩石强度准则对于地质勘探和工程建设具有重要意义。
不同的准则可以解释不同类型的岩石的破裂和变形行为,因此可以为岩石工程提供指导。
了解岩石强度准则也可以帮助我们更好地理解地球内部的结构和变化,为地球科学的研究提供线索。