岩石力学 岩石的变形 破坏特征
3岩石力学性质及强度解析

一些典型的破坏形态
岩石的变形特性,根据其破坏特征,可以分为弹 性、弹塑性、塑性、粘性等(粘性又可分为粘弹性 和粘塑性)等。
§3-2 岩石的变形特性
弹性:指物体在外力作用下发生变形,当外力撤出后变形
能够恢复的性质。
塑性:指物体在外力作用下发生变形,当外力撤出后变形 不能恢复的性质。 脆性:物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。 延性:物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力
瓦威尔西克(Wawer Sik,1968)对岩石开始宏观破坏 后的性态做了仔细研究,所得结果如图所示。
类型1:试件仍有一定的强度。要使试件进一步破坏,试验机必须进 一步作功,这种类型为稳定破坏型。应力-应变曲线的破坏后区斜率 为负。这种类型为稳定破坏型;(孔隙率大的沉积岩和部分结晶岩) 类型2:试件受力达到其极限强度以前储存的弹性变形能就足以使试 件完全破坏,不但不需要试验机进一步作功,还要逐步卸载,才能作 出破坏后区应力-应变曲线。应力-应变曲线的破坏后区斜率为正。 这种类型为非稳定破坏型;(细粒结晶岩)
小 结:
1.无论岩石在什么状态的应力条件下( 压、拉、剪、弯、扭),其破坏形式基本上只 有两种:拉伸和剪切。 2. 三向等压>三向不等压>双向压>单向 压>剪切(包括扭转)>弯曲>单向拉伸;
3.从试验数量来看,单向压缩试验、 圆盘劈裂试验最多。
岩石的破坏形式
就其破坏本质而言,岩石破坏有以下三种类型: 1、拉破坏 2、剪切破坏 3、塑性流动破坏
1 与 主 应 力 差 ( σ 1-
σ 3) 的关 系 曲 线 表 示 。
围压对岩石变形的影响
图2-6 三轴应力状态下大理岩的应力-应变曲线
围压对岩石刚度的影响
岩石破坏准则

2.1岩石破坏强度准则岩石的破坏主要与外荷载的作用方式、温度及湿度有关。
一般在低温、低围压及高应变率的条件下,岩石表现为脆性破坏,而在高温、高围压、低应变率作用下,岩石则表现为塑性或者塑性流动。
对于较完整的岩石来说,其破坏形式可以分为:1)脆性破坏;3)延性破坏。
图2-1给出了不同应力状态下岩石破裂前应变值、破坏形态示意图和典型的应力-应变曲线示意图。
图2-1岩石破坏形态示意图从图2-1中可以看出岩石破裂种类繁多、岩石破坏过程中的应力、变形、裂纹产生和扩展极为复杂,很难用一种模型进行描述,很多学者针对不同岩石破坏特征提出多种不同岩石的强度破坏准则。
本节主要对已有的岩石强度破坏准则进行总结,找出它们各自的优缺点。
2.1.1最大正应力强度理论最大正应力强度理论也称朗肯理论,该理论是1857年提出的。
它假定挡土墙背垂直、光滑,其后土体表面水平并无限延伸,这时土体内的任意水平面和墙的背面均为主平面(在这两个平面上的剪应力为零),作用在该平面上的法向应力即为主应力。
朗肯根据墙后主体处于极限平衡状态,应用极限平衡条件,推导出了主动土压力和被动土压力计算公式。
考察挡土墙后主体表面下深度z 处的微小单元体的应力状态变化过程。
当挡土墙在土压力的作用下向远离土体的方向位移时,作用在微分土体上的竖向应力sz 保持不变,而水平向应力sx 逐渐减小,直至达到土体处于极限平衡状态。
土体处于极限平衡状态时的最大主应力为s1=gz ,而最小主应力s3即为主动土压力强度pa 。
根据,当主体中某点处于极限平衡状态时,大主应力1σ和小主应力3σ之间应满足以下关系式:粘性土:213...2tan tan 454522c ϕϕσσ⎛⎫⎛⎫︒︒=-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)无粘性土231.tan 452ϕσσ⎛⎫︒=- ⎪⎝⎭(2)该理论认为材料破坏取决于绝对值最大的正应力。
因此,作用于岩石的三个正应力中,只要有一个主应力达到岩石的单轴抗压强度或岩石的单轴抗拉强度,岩石便被破坏。
岩石力学讲义-岩石的变形特征

i
E i
i
o i
L
2)变形参数: 应力-应变关系不成直线
岩石的变形特征可以用以下几种模量说明:
②
m
③
0
M
① m
① 初始模量:曲线原点处切线斜率
Ei=dd 0
② 切线模量:曲线上任一点处切线的斜率
d Et d m
③ 割线模量:曲线上某点与原点连线的斜率
变形参数测定的动力法
设岩石为均质、各向同性、弹性体,则弹性波在 岩体介质中传播的纵波速度和横波速度可以用下 列公式表示:
纵波速度:
Vp
Ed
1 d
1 d 1 2d
横波速度:
Vs
Ed
1
21 d
变形参数测定的动力法
根据上述两个式子可以推导得出由纵横波速度表 示的动态弹性模量和泊松比:
1>2=3
真三轴实验示意图
常规三轴实验示意图
施加轴向压力 施加围压
围压对变形破坏的影响
• 围压增大,岩石的抗压强度(峰值强度)增大。 • 围压增大,岩石的变形模量(弹性模量)增大。软 岩增大明显,硬岩石增大不明显。 • 围压增大,岩石的塑性增强。 • 围压增大,岩石的破坏方式从脆性劈裂向延性破 坏(塑性流动)过渡。
类型Ⅰ
类型Ⅱ
σ σ
ε
ε
σ
3)峰值前的变形机理
类类型型 ⅢⅠ :塑-弹性—应力较低时类 ,曲型线Ⅱ略向上弯,应力增加 到一定数值逐渐变为直线,直至试样破坏。典型岩石:花 岗岩、片理平行于压力方向的片岩以及某些辉绿岩。
σ
类型Ⅳ:塑-弹-塑性—压力较低时,曲线向上弯曲;压力
增加到一定值后,曲线就成为直线;最后,曲线向下弯曲;
岩土所考博复习资料岩石力学(个人总结)第二章 岩石的基本物理力学性质

第二章岩石的基本物理力学性质第一节概述第二节岩石的基本物理性质一岩石的密度指标1 岩石的密度:岩石试件的质量与试件的体积之比,即单位体积内岩石的质量。
(1)天然密度:是指岩石在自然条件下,单位体积的质量,即(2)饱和密度:是指岩石中的孔隙全部被水充填时单位体积的质量,即(3)干密度:是指岩石孔隙中液体全部被蒸发,试件中只有固体和气体的状态下,单位体积的质量,即(4)重力密度:单位体积中岩石的重量,简称重度。
2 岩石的颗粒密度:是指岩石固体物质的质量与固体的体积之比值。
公式二岩石的孔隙性1 岩石的孔隙比:是指岩石的孔隙体积与固体体积之比,公式2 岩石的孔隙率:是指岩石的孔隙体积与试件总体积的比值,以百分率表示,公式孔隙比和孔隙率的关系式:三岩体的水理性质1 岩石的含水性质(1)岩石的含水率:是指岩石孔隙中含水的质量与固体质量之比的百分数,即(2)岩石的吸水率:是指岩石吸入水的质量与试件固体的质量之比。
2 岩石的渗透性:是指岩石在一定的水力梯度作用下,水穿透岩石的能力。
它间接地反映了岩石中裂隙间相互连通的程度。
四岩体的抗风化指标1 软化系数:是指岩石饱和单轴抗压强度与干燥状态下的单轴抗压强度的比值。
它是岩石抗风化能力的一个指标,反映了岩石遇水强度降低的一个参数:2 岩石耐崩解性:岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。
岩石耐崩解性指数:是通过对岩石试件进行烘干,浸水循环试验所得的指数。
它直接反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。
3 岩石的膨胀性:岩石浸水后体积增大的性质。
(1)岩石的自由膨胀率:是指岩石试件在无任何约束的条件下浸水后所产生膨胀变形与试件原尺寸的比值。
(2)岩石的侧向约束膨胀率:是将具有侧向约束的试件浸入水中,使岩石试件仅产生轴向膨胀变形而求得膨胀率。
(3)膨胀压力:岩石试件浸水后,使试件保持原有体积所施加的最大压力。
五岩体的其他特性1 岩石的抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能。
岩石的强度和变形特性精品PPT课件

五、 岩石的强度性质及测定方法
岩石试件抗压、抗拉、抗剪、三向抗压强度及测定 岩石的极限强度——岩石破坏时所能承受的最大应力。 研究岩石强度的意义:
①作为岩石分类以及巷道、采煤工作面,顶板分类的 主要指标;
②判断工程稳定性的强度准则的基本参数; ③地下工程变形区域计算的判据。
Et
d d
(变形曲线导数);
割线斜率
Et
(割线斜率);
弹塑性: 弹性摸量:E = 加载曲线段切线斜率=卸载曲线段割线斜率;
变形摸量:
E0
e
p
σ~ε曲线呈线性关系(线弹性类岩石),曲线上任一点P的 弹性模量E:
E
σ~ε曲线呈非线性关系
初始模量:
E
初=
d d
0
切线模量(直线段):
E
切=
a a
n
x
2
y
x
2
y
cos 2
xy
sin 2
n
x
2
y
sin 2
xy
cos 2
最大最小主应力:
1 x y
3
2
(
x
2
y
)2
2 xy
最大主应力与 x轴的夹角 θ可按下式求得:
tg2 2 xy x y
任一斜面上的正应力和剪应力用主应力表示为:
n
1
3
2
1
2
3
cos 2
n
1
2
3
sin 2
抗拉强度——在单轴拉伸载荷作用下,破坏时所能承受的最大拉应力。 试验设备:
直接拉伸——万能材料试验机(试件的夹固、轴力共线困难,少用) 间接拉伸——巴西试验装置(劈裂法) 试件破坏形式:拉断、劈裂
岩石动力学特征、含损伤本构模型及破坏机理研究

岩石动力学特征、含损伤本构模型及破坏机理研究一、引言岩石是地球地壳的重要组成部分,其力学性质和破坏机理对地质工程和岩土工程具有重要影响。
岩石动力学特征、含损伤本构模型及破坏机理的研究,不仅对工程设计和施工具有指导意义,也对地质灾害预测和防治具有重要意义。
本文将从岩石的动力学特征入手,探讨其损伤本构模型和破坏机理,为岩石力学的研究提供一些思路和方法。
二、岩石的动力学特征1.岩石的基本性质岩石作为地壳的固态材料,具有一定的物理性质和化学成分。
其物理性质包括密度、孔隙度、饱和度等,化学成分则影响岩石的力学性质和破坏特征。
同时,岩石的结构、晶体排列和裂纹分布也是其动力学特征的重要组成部分。
2.岩石的动力学参数岩石在受力作用下会产生应力和应变,这些动力学参数对岩石的力学性质和破坏机理具有重要影响。
岩石的弹性模量、剪切模量、泊松比等参数是其动力学特征的重要指标,通过实验测试和数值模拟可以获得这些参数,为岩石力学研究提供了基础数据。
三、含损伤本构模型1.损伤本构模型的概念损伤本构模型是描述岩石在受力过程中损伤演化和力学行为的数学模型。
其基本思想是将岩石的承载能力随损伤参数的增加而减小,从而描述岩石的破坏过程。
损伤本构模型是岩石力学研究的重要理论工具,为分析岩石的变形和破坏提供了重要思路。
2.典型的损伤本构模型目前常用的损伤本构模型包括Mohr-Coulomb损伤模型、Drucker-Prager损伤模型、Hoek-Brown损伤模型等。
这些模型都是基于损伤力学和弹塑性理论发展而来,通过引入损伤参数描述岩石的力学性质和破坏行为,为工程实践和科学研究提供了重要的参考。
四、岩石的破坏机理1.岩石的破坏形式岩石在受到外力作用下会出现不同形式的破坏,包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
不同形式的破坏对岩石的力学性质和稳定性具有不同影响,因此破坏形式的研究是岩石力学研究的重要内容。
2.破坏机理的研究岩石的破坏机理是岩石力学研究的核心问题,不同的岩石类型和受力条件下会出现不同的破坏机理。
岩石力学与地下工程稳定性分析

岩石力学与地下工程稳定性分析地下工程在现代城市建设中扮演着重要的角色,然而地下工程的稳定性常常受到岩石力学的影响。
岩石力学作为一门研究岩石的力学性质及其变形和破坏规律的学科,对地下工程的稳定性分析起着至关重要的作用。
本文将探讨岩石力学与地下工程稳定性分析的相关内容。
一、岩石力学基础知识1. 岩石的力学性质岩石的力学性质是指岩石在受力作用下的变形和破坏特征。
了解岩石的力学性质对于地下工程的稳定性分析是必要的。
2. 岩石的力学参数岩石的力学参数是描述岩石力学性质的量值,如弹性模量、抗压强度、剪切强度等。
通过测定岩石的力学参数可以为地下工程的设计和稳定性分析提供依据。
3. 岩石的变形和破坏规律岩石在受力作用下会发生变形和破坏,了解岩石的变形和破坏规律对于地下工程的稳定性分析具有重要意义。
二、地下工程稳定性分析方法1. 应力—应变分析法基于岩石的弹性性质,通过建立应力—应变关系来分析地下工程的稳定性。
这种方法适用于小变形和较为简单的工程情况。
2. 基于岩石力学参数的数值模拟方法基于岩石的力学参数和地下工程具体情况,利用数值模拟方法对地下工程进行稳定性分析。
数值模拟方法能够考虑更多复杂的因素,对于复杂工程情况具有较高的适用性。
三、岩石力学与地下工程稳定性分析实例1. 地下隧道工程地下隧道工程是岩石力学与地下工程稳定性分析的典型应用。
通过对岩石的力学性质和力学参数进行研究,可以对隧道的稳定性进行分析和评估,为隧道的设计和建设提供依据。
2. 地下采空区地下采空区是地下矿山开采过程中形成的空隙地带。
通过岩石力学的研究和分析,可以预测地下采空区的稳定性,制定有效的支护和加固措施,以减少地质灾害的发生。
3. 地下水库工程地下水库工程是一种新型的水利工程形式,在设计和建设过程中需要进行地下工程的稳定性分析。
岩石力学的知识可以为地下水库的开挖和建设提供科学依据,确保工程的安全和稳定性。
结论岩石力学与地下工程稳定性分析密切相关,通过深入研究岩石的力学性质和力学参数,可以为地下工程的设计、建设和维护提供科学依据。
岩石的地质力学特征

岩石的地质力学特征岩石是地球上最常见的物质之一,其地质力学特征对于了解地球内部的构造和地质活动具有重要的意义。
在本文中,我将介绍岩石的地质力学特征,包括岩石的类型、力学性质、破裂与变形等方面。
首先,让我们来了解一下岩石的类型。
岩石可以分为三种主要类型:火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由地壳或地幔中的熔融岩浆冷却所形成的,例如花岗岩和玄武岩。
沉积岩是由岩屑、有机物或溶解物质在地表沉积并经过压实而形成的,例如砂岩和石灰岩。
变质岩是由原有岩石在高温和高压下发生变化而形成的,例如片麻岩和云母片岩。
接下来,我们来了解一下岩石的力学性质。
岩石的力学性质可以通过一些实验来测试。
其中,最常用的是强度测试和弹性模量测试。
强度测试可以用来评估岩石的破裂和破坏的能力。
弹性模量测试则可以用来评估岩石的变形和回弹能力。
这些测试结果可以帮助我们对岩石的力学性质有更深入的了解。
岩石在地质过程中会发生各种破裂和变形。
其中,最常见的是岩石的断裂和褶皱。
断裂是指岩石在外力作用下发生断裂并形成断层。
断层可以是平行于地层的走向、顺层倾向或垂直于地层的倾角。
褶皱则是指岩石在外力作用下发生挤压并形成褶皱。
褶皱可以是正褶皱或逆褶皱,取决于褶皱的折叠方向。
除了断裂和褶皱,岩石还可以发生岩浆侵入和岩石变形等现象。
岩浆侵入是指岩浆从地壳或地幔中向上运动并进入岩石中的过程。
岩浆侵入的形式有很多,常见的有岩浆柱、岩浆包裹体和岩浆岩等。
岩石变形是指岩石在外力作用下发生形状和体积的变化。
岩石变形可以是弹性变形或塑性变形,取决于岩石的力学性质和外力的大小。
总结起来,岩石的地质力学特征包括其类型、力学性质、破裂和变形等方面。
了解和掌握这些特征对于地质研究和工程建设具有重要的意义。
我们可以通过实验和观察来深入了解岩石的地质力学特征,并将其应用于实际的工程项目中。
随着科技的不断发展,我们对岩石的了解也会越来越深入,为地球科学的进一步发展提供更多的支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
体胀系数:温度上升1℃所引起的体积增量与初始体积的比值。
vs
Vt V0 V0
线胀系数:温度上升1℃所引起的长度增量与初始长度的比值。
ls
Lt L0 L0
岩石的导热率是度量岩石的热传导能力的参数,是指当温度上升1℃时,热量
在单位时间内传递单位距离的损耗值。
Ct
QT LtT
3、岩石的各向异性和渗透性
A
r
o
a
空隙闭合应力:单轴压缩状态下使岩石中的空隙闭合的 最下应力。
2.岩石变形特征
v
r r
e B
A
o
a
比例弹性极限或弹性极限:应力-应变曲线保持直线 关系的极限应力
2.岩石变形特征
v
r r
p
C
e B
A
a
屈服应力:单轴压缩状态下岩石出现塑性变形的极限应力
2.岩石变形特征
抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的能力。 膨胀性:岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的
性能称膨胀性。 崩解性:岩石被水浸泡,内部结构遭到完全破坏呈
碎块状崩开散落的性能。具有强烈崩解性的岩石和 土,短时间内即发生崩解。
2、岩石的物理性质
岩石的热理性:是指岩石温度发生变化时所表现出来的
物理性质。(热胀冷缩)
大、小开空隙的相对比例关系。
Wp
mw2 ms
100 %
Wa
mw1 ms
100%
2、岩石的物理性质
岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性
软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与 干抗压强度(σc)的比值
KR
cw c
岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物,大开空隙
K Q w ln R2 2 LP R1
岩石的渗透系数数值
提纲
一、岩石的物理性质 二、岩石的变形特征与本构关系 三、岩石的强度特性与强度准则
1.岩石变形的定义
岩石的变形: 是指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变 化。工程最常研究的是由于力的影响所产生的变形。 工程现象:
1.岩石变形的定义
定发展阶段(BC)④ 微裂隙非稳定发展阶段(CD)
段(DE)
a
③ 微裂隙稳 ⑤ 破坏后阶
2.岩石变形特征
变形参数
变形模量(modulus of deformation)是指单轴压缩条件下, 轴向压应力与轴向应变之比。应力-应变曲线为直线型,这 时变形模量又称为弹性模量。
i
E i
i
1、岩石的组构特征
岩石的微结构面
微结构面:指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒间的软弱面或 缺陷,包括矿物解理、晶格缺陷、粒间空隙、微裂隙、微层 理及片理面、片麻理面等。
① 降低岩石强度 ② 导致岩石力学性质各向异性
1、岩石的组构特征
岩石的主要胶结类型:
基底型:彼此不发生接触的矿物颗粒埋在玻璃体中,这种情况下 胶结程度很高,岩石强度与胶结物有关。
2
V
2 p
/ Vs2
1
Ed 2 1 d Vs2
与实验室内测得的静态弹性模量和静态泊松比相比:
Ed E 差值25% 30% d
2.岩石变形特征
为什么静态模量低于动态模量?石油工程使用哪种模量?
2.岩石变形特征
加载-卸载时的应力应变关系
1)岩石是弹性的或卸荷点(P)的应力低于岩石的弹性极 限(A)表现为弹性恢复。
弹性:一定的应力范围内,物体受外力作用产生变形,而去除 外力后能够立即恢复其原有的形状和尺寸大小的性质。
弹性按其应力和应变关系又可分为两种类型 应力和应变呈直线关系—即线弹性(虎克
型弹性、理想弹性) 应力应变呈非直线的非线性弹性
1.岩石变形的定义
塑性:物体受力后产生变形,在外力去除后不能完全恢复 原状的性质。
)
剪切应变:
31
u3 x1
剪切模量:G
1 (S13 ) 2 13
体积应变:
0 11 22 33
体积模量: K S00 00
2.岩石变形特征
2.岩石变形特征
典型的岩石应力-应变曲线:
v
r
e
rห้องสมุดไป่ตู้
o
a
2.岩石变形特征
变形阶段的划分
v
r
3、岩石的各向异性和渗透性
岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。有压水可以透过岩石的 孔隙、裂隙而流动,不同岩石或裂隙性不同的岩石的渗透性不同 ,渗透性的大小用渗透系数K表示。
岩石的渗透系数不仅与岩石的物理性质有关,也与岩石的应力状 态有关。
K QL w
PA
岩石渗透仪(轴向渗透) 1-注水管路;2-围压室;3-岩样;4-放水阀
v
p
C
e B
A
r
a
扩容:压缩应力下岩石体积出现膨胀的现象称为岩石扩容。
2.岩石变形特征
v c
峰前
峰后
D
p
r
e
a
E
r
a
峰值强度:单轴压缩下岩石所能承受的最大应力称为 峰值强度。
2.岩石变形特征
v c
峰前
峰后
D
p
C
r
e
a
B
E
A
r
o
① 空隙压密阶段(OA) ② 弹性变形阶段(AB)
盐岩 泥岩 盐岩 泥岩 盐岩
复合盐岩
定义
岩石的物理性质
物理性质:物质不需要经过化学变化就表现出来的性质。 颜色、气味、形态、熔点、硬度、导电性等。
岩石的物理性质:指岩石的力学、热学、电学、声学、放 射学等特性参数和物理量。
1、岩石的组构特征
岩石的物质组成
组成岩石的矿物
硅酸盐类矿物 粘土矿物 碳酸盐类矿物
孔隙比和孔隙度可以互相换算:
孔隙比
e n 1 n
孔隙度 n e 1 e
岩石的饱和密度为2.65g/cm3,干密度为2.49g/cm3,计算岩石的孔隙比和颗粒密度。
2、岩石的物理性质
岩石的水理性质
岩石在水溶液作用下表现出来的性质,称为水理性质。主要包括: 吸 水性、软化性、 抗冻性、 膨胀性、 崩解性。
岩石的变形、破坏特征
卢运虎
学习目标
• 掌握岩石物理性质、变形、破坏的定义; • 了解不同岩石的本构关系及强度准则; • 孔隙压力变化对岩石应力与破坏的影响。
提纲
一、岩石的物理性质 二、岩石的变形特征与本构关系 三、岩石的强度特性与强度准则
砾岩
致密细砂岩
泥岩
硬脆性泥页岩
纯盐岩
盐岩 硬石膏
盐岩
单向裂隙指一组结构面的法线方向上每单位长度(m)内,法线与结构面的交割数目。 平面裂隙率 Ka是指岩石单位面积上诸裂隙所占有的面积总与总面积的比值。
3、岩石的各向异性和渗透性
岩石各向异性 是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性,具 体表现在它的强度及变形特性等各方面。 在天然岩体条件下,使岩体具有各向异性的基本原因是由于岩石内普遍存在着 层理、片理、夹层和定向裂隙(断层)系统所致。目前在实际工程中对于成层 岩体往往考虑其平行于层理和垂直于层理方向的差异性。对于不具有层理的岩 体,则把它视为各自同性体。
粘性
d dt
1.岩石变形的定义
1.岩石变形的定义
应力是作用于单位面积上的力,属于矢量。
2.岩石变形的定义
轴向应变: 11
u1 x1
径向应变: 33
u3 x 3
弹性模量: E S11 11
泊松比: - 33 11
ij
1 (ui 2 xj
uj xi
接触型:仅仅在颗粒的接触点存在胶结物,这种胶结程度低,岩 石强度也不大。
间隙型:矿物颗粒彼此直接接触,而颗粒的孔隙被胶结物充填。 溶蚀型:胶结物不仅充填在矿物颗粒之间,而且进入到矿物颗粒
本身中,胶结强度很高。
2、岩石的物理性质
岩石和土一样,也是由固体、液体和气体组成的多相体系。 物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现的
质中传播的纵波速度和横波速度可以用下列公式表示:
纵波速度: 横波速度:
Vp
Ed
1 d
1 d 1 2d
Vs
Ed
1
21 d
2.岩石变形特征
根据上述两个式子可以推导得出由纵横波速度表示的动态 弹性模量和泊松比:
d
Vp2 / Vs2 2
2
Et
2 2
1 1
50
Ei
50 50
1
i
o
1
50 2
弹性模量:弹性段的斜率
割线模量:极限强度50%所 对应点的斜率
Ei
i i
i L
初始模量:初始段 应力-应变曲线的切
线的斜率
2.岩石变形特征
变形参数测定的动力法 设岩石为均质、各向同性、弹性体,则弹性波在岩体介
氧化物类矿物 组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。
1、岩石的组构特征
岩石的结构
岩石的结构:岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及 微结构面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的 特征。其中,粒间连结分结晶连结与胶结连结。
颗粒大小 强度:细粒 > 粗粒 颗粒形状 强度:粒状、柱状 > 片状 > 鳞状 排列形式 强度:等粒 > 不等粒