1-2岩石的力学性质-岩石强度详解

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工程地质学-第二章 岩石的工程地质性质-2-岩石的力学性质

工程地质学-第二章 岩石的工程地质性质-2-岩石的力学性质
试件两端不平度0.5mm;尺寸误差±0.3mm; 两端面垂直于轴线±0.25o
3.影响单轴抗压强度的主要因素
(1)承压板端部的摩擦力及其刚度(加垫块的依据) (2)试件的形状和尺寸
形状:圆形试件不易产生应力集中,好加工 尺寸:大于矿物颗粒的10倍; φ50的依据 高径比:研究表明;h/d≥(2-3)较合理 (3)加载速度 加载速度越大,表现强度越高(见图2-5) 我国规定加载速度为0.5 -1.0MPa/s (4)环境 含水量:含水量越大强度越低;岩石越软越明 显,对泥岩、粘土等软弱岩体,干燥强度是饱和强度的2 -3倍。 温度度:180℃以下部明显:大于180℃,湿度 越高强度越小。
三、岩石的抗拉强度
1. 定义:岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时 的单位面积上所受的拉力。
2. 直接拉伸法
抗拉强度
Rt P / A
关键技术
①试件和夹具之间的连接
②加力P与试件同心
四、岩石的抗剪强度
1. 定义
指一定的应力条件下(主要指压应力),所能抵抗
的最大剪应力常用 表示
2. 类型:
a.抗剪断试验
3、水楔作用:当两个矿物颗粒靠得很近,有水分子补 充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸引力将水分子 拉到自己周围,在颗粒接触处由于吸引力作用使水分子 向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入,这种现象称为水楔 作用。
根据破坏时的应力类型,岩石的破坏可有拉破坏、剪 破坏和流动破坏三种基本类型。由于受力状态和破坏形式 的不同,岩石的强度又可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强 度、抗剪强度和三轴压缩强度等。
一、岩石的变形性质
1.岩石在单轴压缩应力作用下的变形特性 1)普通试验机下 应力-应变曲线形状与 岩性有关。 (1)典型的岩石应力、应 变曲线特征为: Ⅰ.压密阶段 Ⅱ.弹性变形至微破裂稳 定发展阶段 Ⅲ.非稳定破裂发展阶段 (或称累进性破裂阶段) Ⅳ.破坏后阶段

岩石力学

岩石力学

岩石力学岩石的物理性质 一、 岩石的分类火成岩:侵入岩和喷出岩。

沉积岩:砂岩(95%的油气储量)、页岩(待开采,如页岩气、煤层气)、石灰岩。

变质岩:不含油气。

二、 岩石的强度主要取决于:组成其矿物的强度、连接结构形式、岩石的结构和整体构造、胶结物的成分和胶结方式 三、岩石的物理性质孔隙度、渗透率、可压缩性、导电性、传热性的总称。

1、 孔隙度:绝对孔隙度:φ = V 孔/V 岩总 孔隙度越高,岩石的力学性质越差。

有效孔隙度: φ有效 =V 连通/V 孔总。

2、 渗透性:在一定压力作用下,孔隙具有让流体(油、气、水)通过的性质。

其大小用渗透率来描述,反映了流体在岩石孔隙中流动的阻力的大小。

达西定律:A LhK Q ∆=φ...K Φ——反应岩石性质系数 含义:以粘度为1厘泊的流体完全饱和于岩石孔隙中,在1个大气压差的作用下,以层流的方式用过截面积为1cm 2,长度为1cm 的岩样时,其流量为1cm 3/s 。

则渗透率为1达西(D )。

3、 岩石中的油、气、水饱和度。

…4、 岩石的粒度组成和比表面积:粒度组成的分析方法:筛分析法和沉降法。

通过粒度得孔隙度。

比表面积:单位体积岩石内颗粒的总表面积。

通过粒度组成估算比面。

孔隙度、粒度、比表三者之二求一岩石的力学性质岩石的类型、组成成分、结构构造、围压、温度、应变率、载荷等对其力学性质都有影响 一、 岩石变形性质的基本概念1、 弹性:… 基本弹性参数E 、υ。

2、 塑性3、 黏性:物体受力后,变形不能在瞬时完成,且应变率随应力的增加而增加的性质。

4、 脆性:受力后变形很小就发生破裂的性质。

(ε>5%就发生破裂的称为塑性材料,小于的称脆性材料)5、 延性:发生较大塑性变形,但不丧失其承载能力的性质。

岩石在常温,常压下,并不是理想的弹性或塑性材料,而是几种的复合体,如塑弹性、塑弹塑、弹塑蠕。

其本构关系略。

6、常温常压下岩石的典型应力-应变曲线:(重点)OA---塑性,应力增加快,但应变增加不多。

岩石的基本物理力学性质

岩石的基本物理力学性质

岩石的基本物理力学性质岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一,也是岩体力学中研究最早、最完善的力学性质。

岩石密度:天然密度、饱和密度、质量指标密度、重力密度岩石颗粒密度孔隙性孔隙比、孔隙率含水率、吸水率水理指标渗透系数抗风化指标软化系数、耐崩解性指数、膨胀率抗冻性抗冻性系数单轴抗压强度单轴抗拉强度抗剪强度三向压缩强度岩石的基本物理力学性质◆岩石的变形特性◆岩石的强度理论试验方法参照标准:《工程岩体试验方法标准》(GB/T 50266-99)。

第二章岩石的基本物理力学性质第一节岩石的基本物理性质第二节岩石的强度特性第三节岩石的变形特性第四节岩石的强度理论回顾----岩石的基本构成岩石是自然界中各种矿物的集合体,是天然地质作用的产物,一般而言,大部分新鲜岩石质地均坚硬致密,空隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高。

岩石是构成岩体的基本组成单元。

相对于岩体而言,岩石可看作是连续的、均质的、各向同性的介质。

岩石的基本构成:由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定的。

回顾----岩石的基本构成一、岩石的物质成分●岩石是自然界中各种矿物的集合体。

●岩石中主要的造岩矿物有:正长石、斜长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等。

●岩石中的矿物成分会影响岩石的抗风化能力、物理性质和强度特性。

●岩石中矿物成分的相对稳定性对岩石抗风化能力有显著的影响,各矿物的相对稳定性主要与化学成分、结晶特征及形成条件有关。

回顾----岩石的基本构成二、岩石的结构是指岩石中矿物(及岩屑)颗粒相互之间的关系,包括颗粒的大小、性状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面(即内部缺陷)。

其中,以结构连结和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。

回顾----岩石的基本构成●岩石结构连结结晶连结和胶结连结。

结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩的结构连结。

这种连结结晶颗粒之间紧密接触,故岩石强度一般较大,但随结构的不同而有一定的差异。

岩石力学第三章:岩石的力学特性及强度准则

岩石力学第三章:岩石的力学特性及强度准则

常 见 岩 石 的 软 化 系 数
岩 石 名 称
花 岗 岩 闪 长 岩 辉 绿 岩 流 纹 岩
软化系数
0.72~0.97 0.60~0.80 0.33~0.90 0.75~0.95
岩石名称
泥 岩
软化系数
0.40~0.60 0.44~0.54 0.70~0.94 0.75~0.97
泥 灰 岩 石 灰 岩 片 麻岩
岩石名称
抗压强度 (MPa)
100~250
抗拉强 度 (MPa)
7~25
岩石名称
抗压强度 (MPa)
5~100
抗拉强度 (MPa)
2~10
常 见 岩 石 的 抗 压 及 抗 拉 强 度
花岗岩
页 岩
流纹岩
160~300
12~30
粘土岩
2~15
0.3~1
闪长岩
120~280
12~30
石灰岩
40~250
7~20
安山岩
140~300
10~20
白云岩
80~250
15~25
辉长岩
160~300
12~35
板 岩
60~200
7~20
辉绿岩
150~350
15~35
片 岩
10~100
1~10
玄武岩 砾岩 砂 岩
150~300 10~150 20~250
10~30 2~15 4~25
片麻岩 石英岩 大理岩
50~200 150~350 100~250
(二)岩石的水理性质
5.可溶性:是指岩石被水溶解的性能。它与岩石 的矿物成分、水中CO2 含量及水的温度等因素有 关。 6.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。

岩石力学复习资料

岩石力学复习资料

岩石力学复习资料岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的科学。

它是岩土工程学和地质科学等学科的基础,对于岩土工程设计和地质灾害研究具有重要意义。

本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。

一、岩石力学基本概念1. 岩石力学的定义岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。

2. 岩石力学的分类岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面,静力学研究岩石在静态力下的受力行为,动力学研究岩石在动态力下的受力行为。

3. 岩石力学的应用领域岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地震工程等领域。

二、岩石的力学参数1. 岩石的强度参数强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。

2. 岩石的变形参数变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数,包括弹性模量、切变模量、泊松比等。

3. 岩石的破裂参数破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数,包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。

三、岩石的力学行为1. 岩石的离散性与连续性岩石具有离散性与连续性两个特点,离散性体现为岩石的裂缝和节理,连续性体现为岩石的均质性和各向同性。

2. 岩石的强度与变形特性岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容,强度特性决定了岩石的抗破坏能力,变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。

3. 岩石的破坏机理岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容,常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。

四、岩石力学实验岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段,常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。

五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法,通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析,可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。

2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用,通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究,可以预测地震对岩石体的影响,提高地震工程的抗震能力。

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

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。

岩石力学性质讲解

岩石力学性质讲解
——胡克固体或线弹性体
2)塑性变形
? y为屈服应力。 变形特征: 产生永久
变形,当应力消除后
部分复原,大部分保
?y
留变形时的状态。
3)断裂变形
同一岩石的强度,在不同方式的力的 作用下差别很大。

常温常压下岩石表现为脆性破裂 高温高压下岩石表现为韧性变形
4)流动变形 变形特征:象牛顿流体
?
(蜂蜜体. )一样发生流 动变形,应力越大,流
(三)断裂变形:外力达到强度极限时,岩石失去完整形状, 并产生破坏现象的变形。 *强度极限 ——在外力作用下固体物质抵抗破坏的能力 (抗破能力)
(四)脆性变形:在破坏前不出现或很少出现塑性变形的变 形。
(五)韧性变形:在破坏前出现了显著塑性变形的变形。
第一节 岩石力学性质的基本概念
三轴应力条件下的岩石力学实验
松弛:
部分变形成为永久变形,降低了岩石的弹性极限。
第三节 岩石的能干性
? 能干性:用来描述岩石变形行为相对差异。
? 能干的:强的、粘度大的、不易流动的 ? 不能干的:弱的、粘度小的、易流动的
岩石能干性
? 反映岩石变形程度的差异,近似可以用粘度的大小来说明。
岩石能干性差异估测:
前提:在相同的构造变形环境下:
同一岩性的岩石由于 层理或次生面理 的发 育,造成岩石力学性质的各向异性。
? 如:层状岩石受压形成褶皱,块状则不易 形成褶皱。
三、围压对岩石力学性质的影响
?在低围压 下,岩石表现为 脆性,在弹性变形或发生少量的塑性变形后立即破坏; ?在围压超过 20MPa 时,在宏观破裂之前所达到的应变增加的非常明显,岩石表现为 ?随着围压的增高,岩石的屈服极限、强度和韧性也大大提高。

第一章岩石的性质及其工程分级

第一章岩石的性质及其工程分级
(3)岩块
——从地壳中切取出来的小块体,不包含软弱面(岩体中的地质 遗迹、层理、节理、断层、裂隙面),近似认为各向同性的连续介 质。
第四页,共75页
1.1概述
(4)弱面 ——层理、节理、断面及裂隙面与所研究岩体的岩块比较,具有 强度低、易变形的特点,称为弱面。
岩体与岩块的差异: 岩体的强度小,岩块的强度大; 岩块的各向同性与岩体的各向异性。
• 1.3.2 岩石强度理论 • 1.3.3 岩石的硬度 • 1.3.4 岩石的可钻性与可爆性
第二十二页,共75页
第二十三页,共75页
1.3.1 岩石的变形特征
• 1)岩石的弹性和塑性

岩石受力后既可能出现弹性变形,也可能出现塑性变形,
而且弹性变形和塑性变形往往同时出现。

岩石的弹性是指在力的作用下,岩石改变形状和体积,
第十一页,共75页
1.2.1 岩石的相对密度和密度
1)相对密度(曾称比重)
岩石的相对密度是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同体积 水的质量的比值。
计算公式为:
式中:
G d
VcW
d —岩石的相对密度(无量纲量);
G—绝对干燥时体积为VC的岩石质量,g; VC—岩石固体实体积(不包括孔隙体积) ,cm3; ρW—水的密度,g/cm3。
岩石名称 胀碎系数K
表 1—2 几种岩石的碎胀系数
砂、砾石 1.05~1.2
砂质粘土 1.2~1.25
中硬岩石 1.3~1.5
坚硬岩石 1.5~2.5
第十九页,共75页
1.2.4 岩石的碎胀性
(3)影响碎胀系数大小的因素
岩石的物理性质、破碎后的块度大小及其排列状态。
(4)残余碎胀系数K' —岩石破碎后经过压实的总体积V1 '与原岩破碎前整体状态
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b.应力分布:圆盘在压应力的作用下,沿圆盘直径y—y的应力分 布和x—x方向均为压应力。而离开边缘后,沿y—y方向仍为压应 力,但应力值比边缘处显著减少。并趋于均匀化;x—x方向变成 拉应力。并在沿y—y的很长一段距离上呈均匀分布状态。 c.破坏原因:从图可以看出,虽然拉应力的值比压应力值低很多, 但由于岩石的抗拉强度很低,所以试件还是由于x方向的拉应力而 导致试件沿直径的劈裂破坏。破坏是从直径中心开始,然后向两 端发展,反映了岩石的抗拉强度比抗压强度要低得多的事实。

2)直接拉伸试验加载和试件示意图

计算公式:破坏时的最大 轴向拉伸荷载(Pt)除以试件 的横截面积(A)。即:

σt=Pt/A

2)直接拉伸试验加载和试件示意图-(续)


3)间接拉伸试验加载和试件示意图
巴西试验法(Brazilian test),俗称劈裂试验法。 a.试件:为一岩石圆盘,加载方式如图所示。实际上 荷载是沿着一条弧线加上去的,但孤高不能超过圆盘 直径的1/20。

σ1>σ2=σ3

三轴压缩试验加载示意图 真三轴

σ1>σ2> σ3

假三轴
σ1>σ2=σ3
3)假三轴试验装置图:

由于试件侧表面已被加压油缸的橡皮套包住,液压油不会在试件 表面造成摩擦力,因而侧向压力可以均匀施加到试件中。其试验 装置示意图如下。


4)第一个经典三轴试验
a.试验者和时间:意大利人冯· 卡门(Von· Karman)于 1911年完成的。 b.试验岩石:白色圆柱体大理石试件,该大理石具有 很细的颗粒并且是非常均质的。 c.试验发现: ①在围压为零或较低时,大理石试件以脆性方式破坏, 沿一组倾斜的裂隙破坏。 ②随着围压的增加,试件的延性变形和强度都不断增 加,直至出现完全延性或塑性流动变形,并伴随工作 硬化,试件也变成粗腰桶形的。 ③在试验开始阶段,试件体积减小,当达到抗压强度 一半时,出现扩容,泊松比迅速增大。
1.4 岩石的力学性质
岩石的强度:岩石抵抗外力作用的能力,岩石破坏时能够 承受的最大应力。 a.单向抗压强度 b.单向抗拉强度 c.剪切强度 d.三轴抗压强度 岩石的变形:岩石在外力作用下发生形态(形状、体积) 变化。 a.单向压缩变形 b.反复加载变形 c.三轴压缩变形 d.剪切变形
岩石强度与外力有关 a.外力性质:动载荷、静载荷 b.外力方式:拉伸、压缩、剪切 C.应力状态:单向、双向、三向 固有性质:凡是不受试件的形状、尺寸、 采集地、采集人等影响而保持不变的特 征




②残余强度:当剪切面上的剪应力超过了峰值剪切强度后,剪切 破坏发生,然后在较小的剪切力作用下就可使岩石沿剪切面滑动。 能使破坏面保持滑动所需的较小剪应力就是破坏面的残余强度。 正应力越大,残余强度越高,如图所示。所以只要有正应力存在, 岩石剪切破坏面仍具有抗剪切的能力。
岩石种类 细砂岩 中砂岩 砂岩类 粗砂岩 粉砂岩 砂砾岩 砾岩类 砾 岩
单向抗拉强度 5.5~17.6 6~14 5.4~11.6 1.3~2.4 2.8~9.7 4~11.76
抗剪强度 17.4~53.4 13.3~36.5 12.4~30.4 6.86~11.5 7~28.8 6.6~26.4
砂质页岩
页岩类 页 岩
39.2~90.2
18.6~39.2
3.9~11.8

2)四种典型的非限制性剪切强度试验:a.单 面剪切试验, b.冲击剪切试验, c.双面剪切试 验,d.扭转剪切试验,分别见图。

3)非限制性剪切强度记为So计算公式:
(a)单面剪切试验 So=Fc/A (b)冲击剪切试验 So=Fc/2πra (c)双面剪切试验 So=Fc/2A (d)扭转剪切试验 So=16M c /πD3


2)实验加载方式:
a. 真三轴加载:试件为立方体,加载方式如图所示。 应力状态:
σ1>σ2> σ3


这种加载方式试验装置繁杂,且六个面均可受到由加压铁板所引 起的摩擦力,对试验结果有很大影响,因而实用意义不大。故极 少有人做这样的三轴试验。 b.假三轴试验:,试件为圆柱体,试件直径25~150mm,长度与直 径之比为2:1或3:1。加载方式如图所示,轴向压力的加载方式 与单轴压缩试验时相同。 但由于有了侧向压力,其加载上时的端部效应比单轴加载时要轻 微得多。 应力状态:
2.7~5.4
20.6~29.9
15.6~23.3
灰岩类

石灰岩
52.9~157.8
4.9~49
7.7~13.8
2~4.9
9.8~30.4
1.08~16.2
1.2岩石单轴抗拉强度


1)定义:岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破 坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗 拉强度(Tensile strength) ,。 试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其横截 面的断裂破坏,岩石的拉伸破坏试验分直接试 验和间接试验两类。



σc=P/A


4)实验方法 a.试件标准
立方体50×50×50mm或 70×70×70mm 圆柱体,但使用最广泛的是圆柱体。圆柱体直径D一 般不小于50mm。 L/D=2.5~3.0(国际岩石力学委员 会ISRM建议的 尺寸) 要求:两端不平度0.5mm;尺寸误差±0.3mm;两 端面垂直于轴线误差±0.25度。 加载速率:0.5~0.8Pa/s
单向抗压强度 103.9~143 85.7~133.3 56.8~123.5 36.3~54.9 6.9~121.5 80.4~94
单向抗拉强度 5.5~17.6 6~14 5.4~11.6 1.3~2.4 2.8~9.7 4~11.76
抗剪强度 17.4~53.4 13.3~36.5 12.4~30.4 6.86~11.5 7~28.8 6.6~26.4


d. 端部效应及其消除方法
端部效应:


消除方法:
①润滑试件端部(如垫云母片;涂黄油在端部) ②加长试件

b.非标准试件的对试验结果的影响及其修正
岩石种类 细砂岩 中砂岩 砂岩类 粗砂岩 粉砂岩 砂砾岩 砾岩类 砾 岩
单向抗压强度 103.9~143 85.7~133.3 56.8~123.5 36.3~54.9 6.9~121.5 80.4~94

在压力P的作用下,剪切面上可分解为沿剪切面的剪 力Psinα/A和垂直剪切面的正应力Pcosα/A,如图所 示。


7)限制性剪切强度试验结果及其分析
①试验结果:剪切面上正应力越大,试件被剪破坏前所能承受的 剪应力也越大。 原因:剪切破坏一要克服内聚力,二要克服摩擦力,正应力越大, 摩擦力也越大。 将破坏时的剪应力和正应力标注到σ-τ应力平面上就是一个点,不 同的正、剪应力组合就是不同的点。将所有点连接起来就获得了 莫尔强度包络线,如图所示。
砂质页岩
页岩类 页 岩
39.2~90.2
18.6~39.2
3.9~11.8
2.7~5.4
20.6~29.9
15.6~23.3
灰岩类

石灰岩
52.9~157.8
4.9~49
7.7~13.8
2~4.9
9.8~30.4
1.08~16.2
1.4 三轴抗压强度


1)定义: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称为岩石的三轴抗 压强度(Triaxial compressive strength)。 与单轴压缩试验相比,试件除受轴向压力外, 还受侧向压力。侧向压力限制试件的横向变形, 因而三轴试验是限制性抗压强度(confined compressive strength)试验。
2.7~5.4
20.6~29.9
15.6~23.3
灰岩类

石灰岩
52.9~157.8
4.9~49
7.7~13.8
2~4.9
9.8~30.4
1.08~16.2
1.3抗剪切强度



1)定义:岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受 的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度(Shear strength)。 剪切强度试验分为非限制性剪切强度试验 (Unconfined shear strength test)和限制性剪切强 度试验(Confined shear strength test)二类。 非限制性剪切试验在剪切面上只有剪应力存在,没有 正应力存在;限制性剪切试验在剪切面上除了存在剪 应力外,还存在正应力。


曲线形:
Hale Waihona Puke 直线形:



6) 三轴试验岩石强度参数的确定 a.直线形:τ轴的截距称为岩石的粘结力(或称内聚 力),记为C(MPa),与σ轴的夹角称为岩石的内 摩擦角,记为φ(度)。 b.曲线形: ①一种方法是将包络线和τ轴的截距定为C,将包络 线与τ轴相交点的包络线外切线与σ轴夹角定为内摩擦 角。 ②另一种方法建议根据实际应力状态在莫尔包络线上 找到相应点,在该点作包络线外切线,外切线与σ轴 夹角为内摩擦角,外切线及其延长线与τ轴相交之截 距即为C。 实践中采用第一种方法的人数多。


1.1 岩石单轴抗压强度
1)定义:岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所 能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度 (Uniaxial compressive strength),或称为非限制性抗 压强度(unconfined compressive strength)。如图所 示。 2)计算公式:

d.计算公式:

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