岩土力学参数大全
常用的岩土和岩石物理力学参数

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2中弹性常量:E 1, E 3,ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3,ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D中用到的流动时间步长,∆ tf 与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f k K nt ∝∆ (7.3) 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K nm k C +=νν (7.4)其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中,'k ——FLAC 3D使用的渗透系数k ——渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒)f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例,我么可以将K f 的值从其实际值(Pa 9102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
岩土的物理力学性质指标

岩土的物理力学性质指标岩土的物理力学性质指标是边坡的稳定性计算的基本参数和重要依据。
应根据工程地质划分的扇形区及各区的边坡变形破坏特点,选取与之有关的试样进行力学试验,测定岩石及软弱夹层物理力学性质指标。
岩石及软弱夹层的物理性质指标详见表1至表7。
表1 部分岩石的容重岩石名称容重γ(g/cm3)岩石名称容重γ(g/cm3)变化范围平均值变化范围平均值花岗岩 2.25~2.80 2.65 泥质砂岩— 2.28 响岩——粘土质砂岩— 2.52 正长岩 2.50~3.00 2.79 页岩 2.3~2.6 2.50 流纹岩——砂质页岩 2.08~2.65 2.36 流纹斑岩 2.49~2.63 2.60 粘土质页岩 2.51~2.72 2.65 闪长岩 2.72~2.99 2.86 泥质页岩— 2.64 黑云母花岗闪长岩— 2.60 煤质页岩— 2.63 辉长岩 2.55~3.09 3.00 粘土岩 2.24~2.60 2.50 橄榄岩——砂质粘土岩— 2.56 石英斑岩 2.56~2.63 2.60 泥灰岩 2.32~2.65 2.50 斑岩 2.60~2.89 2.67 石灰岩 2.68~2.84 2.73 粗面岩 2.30~2.77 2.58 贝壳灰岩——安山岩 2.44~3.10 2.62 硅质灰岩 2.81~2.90 —玢岩——白云质灰岩— 2.80 蛇纹岩 2.50~2.80 2.65 泥质灰岩— 2.30 玄武岩 2.60~3.21 2.90 盐岩 2.28~2.41 2.60 辉绿岩 2.53~3.12 2.94 白垩 1.20~2.20 1.70 硅长斑岩 2.20~2.74 —石膏——安山凝灰集块岩— 2.62 花岗片麻岩 2.30~3.20 2.8 凝灰角砾岩 2.20~2.90 —片麻岩 2.59~3.00 2.78 火山凝灰岩 1.60~1.95 1.80 白云岩 2.10~2.90 2.55 凝灰岩0.75~2.40 1.80 板岩 2.60~2.90 2.75 凝灰质熔岩— 2.64 大理岩 2.69~2.87 2.78 砾岩 1.90~2.80 2.35 云母片岩 2.54~2.97 2.73 砂岩 2.45~2.72 2.60 绿泥石片岩 2.77~2.78 2.77 粗砂岩— 2.57 粘土质片岩——中砂岩— 2.60 角闪石片岩 2.67~3.05 2.90 细砂岩— 2.65 石英岩 2.30~2.70 2.50 粉砂岩— 2.59 千枚岩 2.71~2.86 2.78 石英砂岩 2.61~2.70 2.65表2 部分岩石的孔隙率与吸水率岩石名称孔隙率n(%)吸水率ω1(%)变化范围平均值花岗岩流纹斑岩闪长岩正长岩安山岩玄武岩辉绿岩霏细岩凝灰岩火山角砾岩安山凝灰集块岩砾岩砂岩砂岩(第三纪)砂岩(白垩纪)砂岩(侏罗纪)砂岩(三迭纪)砂岩新鲜的风化的石英砂岩0.04~2.801.10~3.400.25~3.00—0.29~1.131.10~4.301.00~2.200.29~5.101.59~2.230.90~7.540.40~4.102.00~5.101.04~9.305.00~20.002.20~42.007.20~37.704.20~24.600.60~27.70——0.952.001.252.540.702.301.702.201.803.202.103.205.0413.0015.3017.1013.2019.3021.112.260.10~1.700.14~1.650.18~1.000.48—0.20~1.000.30~0.800.20~1.000.18~0.350.34~2.120.14~4.000.40~1.000.14~4.101.00~9.00——————石英砂岩新鲜的风化的页岩砂质页岩泥质页岩煤质页岩泥灰岩石灰石石灰岩(第三纪)石灰岩(中生代)石灰岩(古生代)白垩石膏硬石膏片麻岩大理岩白云岩石英岩石英片岩角闪石片岩云母片岩绿泥石片岩千枚岩——0.70~7.000.80~4.15——1.00~52.000.53~27.00—1.20~26.500.80~27.005.00~58.000.10~4.000.63~6.260.30~2.400.10~6.000.30~25.000.00~8.701.53~2.80————0.29~3.761.714.91——1.351.0318.0012.0020.0011.6512.0026.401.701.651.351.007.702.402.002.960.792.103.601.30——2.30~6.00———1.00~5.000.20~6.40——————0.14~0.30——0.02~0.280.10~0.300.110.08~0.420.55~1.120.54~3.310.70板岩表3 不同成因粘土的有关物理力学性质指标(一)土类孔隙比e 液性指数I L含水量W(%)液限W L(%)塑性指数I p 下蜀系粘性土0.6~0.9 <0.8 15~25 25~40 10~18 一般粘性土0.55~1.0 0~1.0 15~30 25~45 5~20 新近沉积粘性土0.7~1.2 0.25~1.2 24~36 30~45 6~48淤泥或游泥质土沿海1.0~2.0 >1.0 36~70 30~65 10~25 内陆山区云贵红粘土 1.0~1.9 0~0.4 30~50 50~90 >17 表4 不同成因粘土的有关物理力学性质指标(二)土类容许承载力R(×105Pa)压缩模量E(×105Pa)内聚力C(×105Pa)内摩擦角φ(°)下蜀系粘性土30>80 >150 0.4~1.0 22~30 一般粘性土10>45 40~150 0.1~0.5 15~22 新近沉积粘性土8>14 20~75 0.1~0.2 7~15淤泥或游泥质土沿海4>10 10~500.05~0.15 4~10 内陆5>11 20~50山区3>8 10~60云贵红粘土10>32 50~160 0.3~0.8 5~10表5 几种土的渗透系数表土类渗透系数K(以cm/s)土类渗透系数K(以cm/s)粘土<1.2×10-6细砂 1.2×10-3~6.0×10-3亚粘土 1.2×10-6~6.0×10-5中砂 6.0×10-3~2.4×10-2轻亚粘土 6.0×10-5~6.0×10-4粗砂 2.4×10-2~6.0×10-2黄土 3.0×10-4~6.0×10-4砾砂 6.0×10-2~1.8×10-1粉砂 6.0×10-4~1.2×10-3表6 土的平均物理、力学性质指标(一)土类孔隙比e 天然含水量塑限W P容重γ内聚力C(×105Pa)内摩擦角变形模量EoW(%)(%)(×104N/m3)标准的计算的φ(°)(×105Pa)砂土粗砂0.4~0.5 15~18 2.05 0.02 0 42 4600.5~0.6 19~22 1.95 0.01 0 40 4000.6~0.7 23~25 1.90 0 0 38 330 中砂0.4~0.5 15~18 2.05 0.03 0 40 4600.5~0.6 19~22 1.95 0.02 0 38 4000.6~0.7 23~25 1.90 0.01 0 35 330 细砂0.4~0.5 15~18 2.05 0.06 0 38 3700.5~0.6 19~22 1.95 0.04 0 36 2800.6~0.7 23~25 1.90 0.02 0 32 240 粉砂0.5~0.6 15~18 2.05 0.08 0.05 36 1400.6~0.7 19~22 1.95 0.06 0.03 34 1200.7~0.8 23~25 1.90 0.04 0.02 28 100表7 土的平均物理、力学性质指标(二)土类孔隙比e 天然含水量W(%)塑限W P(%)容重γ(×104N/m3)内聚力C(×105Pa)内摩擦角φ(°)变形模量Eo(×105Pa)标准的计算的粘性土亚粘土轻亚粘土0.4~0.5 1.5~18 2.10 0.10 0.06 30 1800.5~0.6 1.9~22 <9.4 2.00 0.07 0.05 28 1400.6~0.7 2.3~25 1.95 0.05 0.02 27 1100.4~0.5 1.5~18 2.10 0.12 0.07 25 2300.5~0.6 1.9~22 9.512.4 2.00 0.08 0.05 24 1600.6~0.7 2.3~25 1.95 0.06 0.03 23 130粘土0.4~0.5 1.5~18 2.10 0.42 0.25 24 4500.5~0.6 1.9~22 12.5~15.4 2.00 0.21 0.15 23 2100.6~0.7 2.3~25 1.95 0.14 0.10 22 1500.7~0.8 2.6~29 1.90 0.07 0.05 21 1200.5~0.6 1.9~22 2.00 0.50 0.35 22 3900.6~0.7 2.3~25 1.95 0.25 0.15 21 1800.7~0.8 2.6~20 15.5~18.4 1.90 0.10 0.10 20 1500.8~0.9 3.0~34 1.85 0.11 0.03 19 1300.9~1.0 3.5~40 1.80 0.08 0.05 18 800.6~0.7 2.3~25 1.95 0.68 0.40 20 3300.7~0.8 2.6~29 18.5~22.4 1.90 0.34 0.25 19 190 粘0.8~0.9 3.0~34 1.85 0.28 0.20 18 1300.9~1.0 3.5~40 1.80 0.19 0.10 17 90土0.7~0.8 2.6~291.90 0.82 0.60 18 280 0.8~0.9 3.0~34 22.5~26.4 1.85 0.41 0.30 17 160 0.9~1.13.5~401.75 0.36 0.25 16 110 0.8~0.9 3.0~34 26.5~30.4 1.85 0.94 0.65 16 2400.9~1.1 3.5~401.750.470.3515140注:1.平均比重取:砂为2.65;轻亚粘土为2.70;亚粘土为2.71;粘土2.74。
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基坑各向平均厚度(m)重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值东向南向西向北向γφ CBC DE CD EF FA AB填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30 圆砾0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120 粉质粘土0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60 强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220常用岩土材料力学参数(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.37.3 固有的强度特性在FLAC 3D 中,描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则,这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面:s 13N f φσσ=-+ (7.7)其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+=1σ——最大主应力 (压缩应力为负); 3σ——最小主应力φ——摩擦角c ——粘聚力当0f s <时进入剪切屈服。
常用的岩土和岩石物理力学参数

(E v) •与(K. G)的转换关系如下:3(1-2v)G = ------------ (7.2)2(1+ v)当v 值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为汁算的K 值将会非常的高,偏离 实际值很多。
最好是确左好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和v 来计算G 值。
表7」和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
各向异性弹性特性一一作为各向异性弹性体的特姝情况,横切各向同性弹性模型需要 5中弹性常量:E], E 3, V 12, VI 3和On ;正交%向异性弹性模型有9个弹性模量E h E 2,E 3, V12, V13, V23,G12,G13 GlJo 这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩仃一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了 用各向同性弹性特性参数、巧理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了 各向异性岩石的一些典型的特性值。
1 / 10页岩66.849.50」70.2125.3大理石6&650.20.060.2226.6花岗岩10.7 5.20.200.41 1.2流体弹性特性一一用于地F水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K…如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M o纯净水在室温情况下的K「值是2 Gpa Q 其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体■固体相互作用分析),则尽量要用比较低的Kr,不用折减。
这是由于对于大的K(流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC3D中用到的流动时间步长,△"与孔隙度m渗透系数k以及心有如下关系:(7.3)对于可变形流体(多数课本中都是将流体设左为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数C,来决定改变&的结果。
(7.4)英中1m|z = -------------K + 4G/3 k = k /f其中,k—一FLAC3D使用的渗透系数k一一渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒)r r——水的单位重量考虑到固结时间常量与G,成比例,我么可以将K(的值从英实际值(2xlOSd)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
岩土物理参数指标

中砂
0.4~0.5
15~18
2.05
0.03
0
40
460
0.5~0.6
19~22
1.95
0.02
0
38
400
0.6~0.7
23~25
1.90
0.01
0
35
330
细砂
0.4~0.5
15~18
2.05
0.06
0
38
370
0.5~0.6
19~22
1.95
0.04
0
36
280
0.6~0.7
23~25
1.90
砂岩(白垩纪)
砂岩(侏罗纪)
砂岩(三迭纪)
砂岩新鲜的
风化的
石英砂岩
石英砂岩新鲜的
风化的
页岩
砂质页岩
泥质页岩
煤质页岩
泥灰岩
石灰石
石灰岩(第三纪)
石灰岩(中生代)
石灰岩(古生代)
白垩
石膏
硬石膏
片麻岩
大理岩
白云岩
石英岩
石英片岩
角闪石片岩
云母片岩
绿泥石片岩
千枚岩
板岩
0.04~2.80
1.10~3.40
0.25~3.00
0.8~0.9
3.0~34
26.5~30.4
1.85
0.94
0.65
16
240
0.9~1.1
3.5~40
1.75
0.47
0.35
15
140
注:1.平均比重取:砂为2.65;轻亚粘土为2.70;亚粘土为2.71;粘土2.74。
2.粗砂与中砂的Eo值适用于不均系数Cu=3时,当Cu>5时应按表中所列值减少2/3。Cu为中间值时,Eo值按内插法确定。
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基坑各向平均厚度〔m〕重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值东向南向西向北向γφ CBC DE CD EF FA AB填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土12 15 30 圆砾 1 1 20 35 / 120 粉质粘土19 25 60 强风化板岩7 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 35 35 220常用岩土材料力学参数(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG 〔7.2〕当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性〔实验室值〕〔Goodman,1980〕土的弹性特性值〔实验室值〕〔Das,1980〕 表各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数〔实验室〕 表7.3 固有的强度特性在FLAC 3D 中,描述材料破坏的根本准那么是摩尔-库仑准那么,这一准那么把剪切破坏面看作直线破坏面:s 13N f φσσ=-+ 〔〕其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+=1σ——最大主应力 (压缩应力为负);3σ——最小主应力φ——摩擦角c ——粘聚力当0f s <时进入剪切屈服。
[整理]常用的岩土和岩石物理力学参数
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(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG (7.2)当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M 。
纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f ,不用折减。
这是由于对于大的K f 流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC 3D中用到的流动时间步长,∆ t f 与孔隙度n ,渗透系数k 以及K f 有如下关系:'f f kK nt ∝∆ (7.3)对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
f'K nm k C +=νν (7.4)其中3/4G K 1m +=νf 'k k γ=其中,'k ——FLAC 3D 使用的渗透系数k ——渗透系数,单位和速度单位一样(如米/秒)f γ——水的单位重量考虑到固结时间常量与νC 成比例,我么可以将K f 的值从其实际值(Pa 9102⨯)减少,利用上面得表达式看看其产生的误差。
常用的岩土和岩石物理力学参数

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:)21(3ν-=EK)1(2ν+=EG ()当ν值接近的时候不能盲目的使用公式,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表和分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表硬质粘土17306-14软质粘土1170-14902-3黄土1380软质有机土610-820冻土2150各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要5中弹性常量:E1, E3,ν12,ν13和G13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E1,E2,E3,ν12,ν13,ν23,G12,G13和G23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室)表E x(GPa)E y(GPa)νyxνzx G xy(GPa)砂岩砂岩石灰石页岩大理石花岗岩流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f,如果土粒是可压缩的,则要用到比奥模量M。
纯净水在室温情况下的K f值是2 Gpa。
其取值依赖于分析的目的。
分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态(见理论篇第三章流体-固体相互作用分析),则尽量要用比较低的K f,不用折减。
这是由于对于大的K f流动时间步长很小,并且,力学收敛性也较差。
在FLAC3D中用到的流动时间步长, tf与孔隙度n,渗透系数k以及K f有如下关系:'f f kK nt ∝∆ () 对于可变形流体(多数课本中都是将流体设定为不可压缩的)我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。
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基坑各向平均厚度(m)重度内摩擦角凝聚力土体与锚固体极限摩阻力标准值
东向南向西向北向γφ C
BC DE CD EF FA AB
填土8 5 9 4 5 10 19 10 13 18 粘土 5.5 7.5 2.5 8.5 6.5 2.5 18.5 12 15 30 圆砾0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 20 35 / 120 粉质粘土0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 19.5 19 25 60 强风化板岩 2.5 8.5 7.5 7 6.5 3.5 21.5 30 30 150 中风化板岩15 15 15 15 15 15 23.5 35 35 220
常用岩土材料力学参数
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下:
)
21(3ν-=
E
K
)
1(2ν+=
E
G (7.2)
当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K 值将会非常的高,偏离实际值很多。
最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计),然后再用K 和ν来计算G 值。
表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。
岩石的弹性(实验室值)(Goodman,1980) 表7.1
土的弹性特性值(实验室值)(Das,1980) 表7.2
各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况,横切各向同性弹性模型需要
5中弹性常量:E 1, E 3, ν12,ν13和G 13;正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。
这些常量的定义见理论篇。
均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。
一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。
表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。
横切各向同性弹性岩石的弹性常数(实验室) 表7.3
7.3 固有的强度特性
在FLAC 3D 中,描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则,这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面:
s 13N f φσσ=-+ (7.7)
其中 )sin 1/()sin 1(N φφφ-+=
1σ——最大主应力 (压缩应力为负); 3σ——最小主应力
φ——摩擦角
c ——粘聚力
当0f s <时进入剪切屈服。
这里的两个强度常数φ和c 是由实验室的三轴实验获得的。
当主应力变为拉力时,摩尔-库仑准则就将失去其物理意义。
简单情况下,当表面的在拉应
力区域发展到3σ等于单轴抗拉强度的点时,t
σ ,这个次主应力不会达到拉伸强度—例如;
t 3t f σσ-= (7.8)
当0f t >时进入拉伸屈服。
岩石和混凝土的抗拉强度通常有由西实验获得。
注意,抗拉强度不能超过σ3, 这是和摩尔-库仑关系的顶点的限制是一致的。
最大的值由下式给出
φ
σtan c
t
max =
(7.9) 表7.4列出了一系列具有代表性的典型的岩石标本的粘聚力、摩擦角和抗拉强度值。
土体的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值见表7.5。
土体强度用无侧限抗压强度u q 表示,u q 与粘聚力C 和摩擦角φ的关系由下式确定
/2)2ctan(45q u φ+= (7.10)
岩石的强度特性值(实验室测定) 表7.4
土体的强度特性值(排水实验测定)表7.5。