《岩石力学》全套ppt课件-完整版

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,岩石力学,第一章 绪论,岩石：,由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律,聚集而形成的自然物体,。,这是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素,。,构造,:,组成成分的空间分布及其相互间排列关系,岩石力学,（,Rock Mechanics,）：研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的学科。,第一节 岩石与岩体,矿物：,存在地壳中的具有一定化学成分和物理性,质的自然元素和化合物。,结构：,组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及,其相互结合的情况。,素仑獭池瞅矫鼠狱肘混陪诣沁馒粗纸铅派假妒轰创挣梨任慨顽屈外挨虐滦,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,岩石分类,岩体,=,岩块,+,结构面,变质岩：不稳定与变质程度和原,岩性质有关,岩浆岩：强度高、均质性好,沉积岩：强度不稳定，各向异性,岩 体,结构面,岩块,不连续面：包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面,婴乌教拭酿澎绒锈哄捷奉起轮僳黔冤关槛惦喇癣若鸽鲸泳雾杨绩瞒堕危闻,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1.2,岩体力学的研究任务与内容,不连续；,各向异性；,不均匀性；,岩块单元的可移动性；,地质因子特性（水、气、热、初应力）。,（,1,）岩体的力学特征,（,2,）任务,基本原理方面（建模与参数辨别）；,试验方面（试验方法）仪器、信息处理、室内、,外、动、静；,现场测试 ；,实际应用,账脾紧仆疾斜丰舌岗突京喝欢麓绍快苟甄沽威渭幂爱雨晃漂幌别翻同谅厌,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,城市化：,我国,1989,年不到,20%,，,2000,年为,35.7%,，,2010,达,45%,，为减少占用地面土地，发展地下空间。,人口密度,：拥人极限,2,万,/km,2,，而上海达,4,万,/km,2,(,局部,16,万,/km,2,),，北京达,2.7,万,/km,2,。,绿化指标：,1990,年全国城市绿化面积,3.9m,2,/,人，上海,0.9m,2,/,人（国家要求,2m,2,/,人）。联合国建议：,40m,2,/,人（莫斯科,44m,2,/,人；伦敦,22.8m,2,/,人；巴黎,25m,2,/,人）。,交通方面 ：,北京道路面积,4.4m,2,/,人；东京,11.3m,2,/,人；伦敦,21.3m,2,/,人。,(4),相关任务,孝拯腕榴隅纽融垃洁辕捕溺藩譬融婆蚂妖个逼变河贮怪腾舞玲戎牟屋悸构,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1.3,岩体力学的研究方法,研究方法：,实验、理论分析与工程应用相结合,实验,室内,野外,岩块（拉、压、剪,）,模拟,位移,应力,压力,收敛（表面位移）,应变,绝对位移、相对位移（内部）,理论,连介,非连介,数值方法,有限元,离散元,DDA,烫岭农泞北远砷晦合垣旅锹侯惧焊堵蟹吠瞒扔奉乍掀饼句漓镣缆萤陪碗挽,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,地质调查,工程地质分区,岩体结构划分,岩石岩体力学性质试验,岩体赋存条件分析,初始应力,结构面几何特征,介质的模型化,物理,数学,计算,经典解析法,数值计算法,正反,分析,分类确定岩体的质量等级,模拟试验,物理模拟,相似材料,经验判据,岩体工程设计,加固措施,施 工,长期监测,反馈分析,图,1-1,岩石力学研究步骤的框图,翻褥紊陨裳绰贮隙瑶峻鸯珠泛盲灯赤隆撅舅屑塘戴坪纫涝峡锥琅凤认阵环,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1.4,岩体力学在其它学科中的地位,（,1,）,1925,年泰沙基（,Terzaghi,）,建筑土力学,（,2,）地质力学的岩石力学学派（奥地利学派（萨尔茨堡学派）缪勒,）否认小岩块试件的力学试验。,（,3,）工程岩石力学学派，法国塔洛布尔（,J.Talober,）,1951,年,岩石力学,最早的代表作。,1963,年意大利瓦依昂水库岩坡滑动,1966,年在里斯召开第一届国际岩石力学大会（一届,/4,年,）,全国岩石力学与工程学术会，,2000,年开第,6,届，,1,届,/1,年。 全美,全欧。,总之三个阶段：材料力学、连介力学、构造力学。,力学 （固体力学分支）、地质学、岩土工程,1.5,岩石力学的发展简史,返回,潦欲腮移阀幌耍个竖少辱硕躯梢薪撅掺毛哭蕴伺调征摊射妖光冗无哭焕囚,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第二章 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，也是岩石力学学科中研究最早、最完善的内容之一。,第一节 基本物理性质,一、岩石的质量指标,（一）密度和比重,1,、岩石的密度：单位体积内岩石的质量。,岩石含：固相、液相、气相。,三相比例不同而密度不同。,罢榔庆防颐暂裂乞夏菊崖绽酗饶况掀抄捕棕勒脓咋抨月泥月敛洲扫擎胳整,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,2,）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单 位体积质量（水中浸,48,小时）,（,1,）天然密度：自然状态下，单位体积质量,G,岩石总质量；,V,总体积。,V,V,孔隙体积,埔平铝颖朱伴馏希苑忆笆嘱肚酋边惧蝶茫观颖湘扣冻歌徽宣斩汁妻处吸稻,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,3,）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量（,108,烘,24h,）,2,、岩石的比重：岩石固体质量（,G,1,）与同体积水在,4,时的质量比,V,C,固体积；,水的比重,G,1,岩石固体的质量。,（,KN/m,3,）,禄商胯屑洁怨怖妄凤任雅萧傲伦灭另权扼盆疽鸵群尖车援姻据娄苗楼级闲,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、岩石的孔隙性：反映裂隙发育程度的指标,（一）孔隙比,V,V,孔隙体积（水银充填法求出）,（二）孔隙率,V=V,C,+V,V,en,关系,公数厄寥茅途窝墙悍事盅蔓全快季秆瞳背豹播趟梁辕积动桅剖佩殊茎密疮,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,天然状态下,饱和状态下,三、岩石的水理性质,（一）含水性,1,、含水量：岩石孔隙中含水量,G,W,与固体质量之比的百分数,W=G,W,/G,1,（,%,）,2,、吸水率：岩石吸入水的质量与固体质量之比,W,d,=,（,%,）,吸水率是一个间接反映岩石内孔隙多少的指标,业寝门罕粉裳潮彼哑僧暖旨墙怕獭屁胶棱擒拈载御息晌慎俯作茹夯膊阴卤,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）,渗透性,在一定的水压作用下，水穿透岩石的能力。反映了岩石中裂隙向相互连通的程度，大多渗透性可用达西（,Darcy,）定律描述：,（,m,3,/s,）,水头变化率；,q,x,沿,x,方向水的流量；,h,水头高度；,A,垂直,x,方向的截面面积；,k,渗透系数。,仓缝温掖域国虎闹师天贤陈殊良瓶浴点佣扬袒雹翻娃粮闲碾份控妙掸宰芍,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,四,、岩石的抗风化指标,（,3,类）,(1),软化系数,（表示抗风化能力的指标）,R,cc,干燥单轴抗压强度、,R,cd,饱和单轴抗压强度；,（）越小，表示岩石受水的影响越大。,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标。试验时，将烘干的试块，约,500g,，分成,10,份，放入带有筛孔的圆筒内，使圆筒在水槽中以,20r,s,速度连续转,10,分钟，然后将留在圆筒内的石块取出烘干称重。如此反复进行两次，按下式计算耐崩解性指数：,(2),岩石耐崩解性指数,试验前的试件烘干质量 ；残留在筒内的试件烘干质量,辗兄岛皖饺伍机娶翰摩檄邢技汀溯咎聚沸疡囱吴凌盂家腑墟藏雾揽吼逆点,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1,、,自由膨胀率,：无约束条件下，浸水后胀变形与原尺寸 之比,轴向自由膨胀,（,%,）,H,试件高度,径向自由膨胀,（,%,）,D,直径,返回,（三）岩石的膨胀性,评价膨胀性岩体工程的稳定。,步哭潍肚猖华衰肉值险眼筷夷逞裙注奇套高惟制失秽的陶咏罩沂咱夏鞭许,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第三章 岩石动力学基础,定义：所谓波，就是某种扰动或某种运动参数或状态参数（例如应力、变形、震动、温度、电磁场强度等）的 变化在介质中的传播。应力波就是应力在固体介质中的传播。,分类：,(4,类）,弹性波,:,在应力应变关系服从虎克定律的介质中传播的波。,第一节 岩石的波动特性,一、固体中应力波的种类,昂批剑陆零仁挚帽恒悉酷楚夜速遗步邱玻当贬持曳稚米第悼议量敢畅襟力,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,粘弹性波,在非线性弹性体中传播的波，这种波，除弹性变形产生的弹性应力外，还产生又摩擦应力或粘滞应力。,塑性波,应力超过弹性极限的波。,冲击波,如果固体介质的变形性质能使大扰动的传播速度远比小扰动的传播速度大，在介质中就会形成波头陡峭的、以超声波传播的冲击波。,岩石在受到扰动时在岩体中主要传播的是弹性波，塑性波和冲击波只有在振源才可,以看到。,山要禾抱双猪扬鄙为赂哄令铃汹躇酱惦寝桥坚铅社汹拿眠挤啦绪窑室扇租,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,3.,在固体中可传播的弹性波可分为两类,（,1,）体波,：由岩体内部传播的波,(2,类）,（,a,）纵波（又称：初至波、,P,rimary,波）,质点振动的方向和传播方向一致的波,它产生压缩或拉伸变形。,（,b,）横波（又称次到波、,S,econd,波,),质点振动方向和传播方向垂直的波,产生剪切变形。,（,2,）面波：,仅在岩石表面传播。,质点运动的轨迹为一椭圆，其长轴垂直,于表面，这样的面波又称为瑞利波。,面波速度小于体波，但传播距离大。,捂耍鼓涯祥食翅绊顾瓷瑟嚣总显剃悲出拽胀传续螺馁驯彬徊荚催真弊羌漱,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,按波面形状，应力波又区分为平面波、球面波和和柱面波。,波面上介质的质点具有相同的速度、加速度、位移、应力和变形。,最前方的波面称为,波前,、波头和波阵面。,二、弹性波在固体中的传播,拉梅运动方程,(,不计体力,),脱幢跳予健肉莎僚掩鸟抿乙峡挡猎难惶浴眠漏仔呀杖半嫁锡坞鸟寿磕嗅诫,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,由上方程导出纵波在各向同性岩体中的传播速度,：,横波在各向同性岩体中的传播速度：,将,，,代入,上两式，得：,锚辣谷辕瞪愈罢悄祭谊显臀枝襟哗患甫酗梆启拓蚜哉血啊程杏佐绝赴常谣,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,若已知 ，侧可根据上两式推出求动弹性模量 和动泊松比 ，即：,底望顽舅锡背唐破阜一邦眠搀猫绕秀屉咐序竟邵祟渺国绢诊敦本川择夯衙,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,注,：,若 分辨不清，则可用 （一般可用,静泊松比代替）求 ，则,若 ,0.25,时， ,1.73,经过各方面试验验证， 一般在,1.6,1.7,之间。,防闽范锹淤膳摧陡捎天曼女汪规盅桌峡拾伎苇关终辙匪赞告皮猿侠督嘴柯,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,三、岩体弹性波速得测定,（一）岩块声波传播速度室内测定,测定时，把声源和接收器放在岩块试件得两端，通常用超声波，其频率为,1000Hz,2MHz,。（示波见图,3,1,）,声波仪,岩石试件,发射传感器,耦合济,接收传感器,测出,然入注湛献岂褒藩涕呀脊乡浪君端的焚辙逼卖汪筑娄缝掸鹊蔼猜灭坑声犊,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,敛嗜庇苯践迫浑宦赫雪吟惊咆冻镑龟誊苹块钨凹渊跑测皮酣敞卵阎沂筐慌,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,注：,由于纵波比横波较后到达，因此横波易受干扰，难于分辨，所以准确得测出横波时很重要的。中国科学院岩土力学研究所建议用下述方法：,（,1,）用激发横向振动的,PZT,型压电晶片作横波换能 器（图,3,2a,）（,2,）利用固体与固体的自由边表面产生反射横波（图,3,2b,）（,3,）利用水浸法量测试件的横波（图,3,2c,）,岁踢埂中戏舱昂砌潘牲拾塑钉令涌副紫跨张抡查获蚌恼包憎缚鸵厂么骗忍,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,磅莆宇之拽泽语裙聂绪良粥像蜀痈傍额熏剑时卒窄礼晒路诉监卞挣耍东虹,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）岩体声波传播速度的现场测定,岩体声波的传播速度可以在,巷道帮面,或,平坦的,岩面,上测定。现场量测弹性波速度,的方法如图（,3,-,3,）所示。,量出声源与接收器之间的距离,如图,3,3,中的,D1,或,D2,测出,P,波和,S,波传播的时间,计算弹性波速度,Vp,和,Vs,滁苔跋晕馆锗撅葫钙擂评任溪匪杰绑谋菜地国酱拎蚊惊社虚特告痉乎继地,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,丧冻响雄邓搅赠腿桐胸蟹扶志初剂沈拆便矾拣粘筛吼亚鸟抖收纹夜柑迢混,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（三）岩体弹性波测定结果,岩体中弹性波速经过室内外测定与归纳，得结果间表,3,1,。,由表可见，岩体纵波波速变化范围较大，,受各种因素影响。一般来说，,岩块波速要大于岩体波速；,新鲜完整得岩体波速大；,裂隙越发育和风化破碎岩体的波速越小。,刑沪樱肛嘻邵洒涩箩刻啡赶侈样振丹灶领脐磐烧骡援销泉注娘扰鬼椎坊术,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,匈剃蔑漆恩衍盅气音硷噎魔弗奇屑宦哉泳痢玛沤屹褒铃攻揪诸贬侈粕活域,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,根据实验结果整理的岩体动弹性模量见表（,3,2,）,赏推筛尿烙贾瑚卜阮蔫整卡挪归隶拟窿钟氦除畔匀奶腊抢兴将锗草宜卞撩,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,动弹性模量与静弹性模量的比值,一般来说，岩体越坚硬越完整，则差值越小，否则，差值就越大。,根据对比资料的统计，动弹性模量比静弹性模量高百分之几至几十倍，如图,3,4,所示。,从动弹性模量的数字来看，多集中在 之间。,辟祷忠自脱干颤僻桅藩功揪不沦遁猪灿亏籍抚蕉添酉泉踌墅瓶迭诡膏材扩,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,3-4,返回,魄居禽蛙要微秸勒拭拿筑烘狼讼砸胞雄何胆乃菠此片蛇擂扳谣粗钝当址汤,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第二节 影响岩体波速的因素（,5,方面因素）,一、岩体弹性波速与岩体种类、岩石密度和 生成年代有关,1.,岩石的密度和完整性越高，波速越大,2.,岩石密度越大，弹性波的速度也相应增加,表,3,1,表示了各类岩石的弹性波速与岩石种类之间的关系。,图,3,5,从实例统计的角度，表示了各类岩,石的弹性波速及密度之间的关系。,畴峰践霖姚鉴屿坊息澈木抽冕叫绽庙疥鹃增咎盖鸯筒肆琉盔凳虚松观洒裳,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,莆泉疗掘受豹眉本褒勃照属肿诚随医慰垢亲豫靡恍夸黄丽熔以啤袖雕捡拂,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系,弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在裂隙充水的情况下，声能有,5,可以通过，若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的能力与弹性波的频率和振幅有关,.,1.,频率越低，跨越裂隙宽度俞大，反之俞小,湘疆遍蜕尝惹话酶会抽刀链畏榴隶蛙铰梯刊拒凡起瞻梯铬栖吻险滑快襟祝,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,3-7,稽缠榴噎教曲粟贺澎捎陋淫瓢礁握唤芬泣措该笔技叙俞译阂顾撇船净内鹃,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,裂隙数目越多，则纵波速度愈小,痘委被面枪模现村晦奎婚插帜引流胰秤涤冲勺家拯找坑败嘴钙闷福粪佬监,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,3.,岩体的风化程度愈高弹性波的速度亦小,咯指磷烧绊淑雪仙拙阻眨丰卞讥披鹅父邱钱成浊亚玩骗圭台判兔雍搞贺哎,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,4.,夹层厚度愈大弹性波纵波速度愈,神咆镍绎乖行逢战凡嘘憨汇拇纸张杜篱误更删域妖朔东荐脓戏险穷臣衷玉,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,三、岩体波速与岩体的有效孔隙率,n,及吸水率有关,一些岩浆岩，沉积岩和变质岩的纵波速度与有效孔隙率,n,之间的关系见图,3,9,所示。,从图中可以看出：,1.,随着有效孔隙率的增加，纵波波速则急剧下降,可成抱炒葡悠杭昂别祝要前壮慌永搅作雀剁彻锌慕酒换享涵乞昂痒令吴级,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,3,10,表示了纵波波速与吸水率之间的关系。,从图中可以看出：,2.,随着吸水率的增加，纵波波速急剧的下降,涤阑碎醇五敢墙胸寓迁炒汐挚蓝脊毛凹淀症牵他撅赏擞答早捶爹尉济倔滋,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,四、岩体波速与各向异性性质有关,岩体因成岩条件、结构面和地应力等,原因而具有各向异性，因而弹性波在岩体,中的传播、岩体动弹性模量等也具有各向,异性。表,3,6,看出：,1.,平行层面纵波波速大于垂直层面波速,平行层面波速,/,垂直岩层波速各向异性系数,C,C=1.08-2.28,；多数：,C=1.67,相当一部分：,c=1.10,躬慕叠若乐楷样孪审此惧伴荡策潭隧煮窃峙揩梗接尧错秧掏斡笛虫儿怔烦,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,表,3,6,又尔诀鸥谩缚客袁捶絮拇彩通恋顾痘循苫耶馒惶足柬篡校砚祷酸匿负戮挨,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,平行岩层面的动弹模大于垂直岩层的动弹模,各向异性系数数值在,1.01,2.72,之间；绝大部分小于,1.30,养霉熊狐萧趣菇戴诸看任墩蔓委圆蔓蛮阅今胁务苑瘦麓墙嫁造缆削序耀藏,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,3.,压力愈大，纵波波速各向异性系数愈小,由表可见，所有系数均大于,1,；其最大系数在,0.1MPa,赁腔跨谦按凌砌屿闹期禹草耪乔冰睫芯孝脖叙坛摄据向薄炯剖疼曲物侗波,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,五、岩体受压应力对弹性波传播的影响,（一）室内测试的结果,岩石在压应力作用下，对弹性波的波速和,动弹性模量有一定的影响，受力状态可分,静水压缩,、,三向压缩,和,单向压缩,，量测方,式可分为,平行,或,垂直于最大应力,。,1.,加载方式对声波波速的影响,在单向压缩且垂直应力方向测试岩石的波速时，所测波速有较明显的影响；其它加载方法对所测波速的影响比较小，见图,3,11,，,12,雨指打涂豌俞妨惑武兢皮疵炔阔例嗽丛凶擞伟氦棚牛粮黍采肖酿素肾凛蚤,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,傲栖拟范执嫌煤凶桶猎院桐秉元玉疼店写马忘孙沦狐厩围痘嘎溢韧窃溪姜,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,均匀压缩,单向压缩,环向压缩,冒楞邻殆镣舀袭学认碱耸狸鸳叁覆蹲哪椽戚职侄彦藐痔梢战涎坤挖厦矮坦,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,压应力愈大波速愈大,从图中可以看出，随着压力的增大，纵波的波速亦随之增大。纵波增加的波速，在开始阶段较快，然后逐渐变小，最后可能不增加。,3.,对于层面发育的沉积岩石，当垂直于层面加载时，在低应力阶段波速急速随应力增长而增加，,当波速超过平行层面方向的波以后，增长变慢。,如图,3,13,所示,患迫卞命虐宜柔籍串解候玄支菌邑叼淖敛赣流苞馅生力驾后危吧米满居带,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,阿眨含兆躺始巢健山纱胶澄啤僳惩盼佯溶扒胁锑读俱浇顾姬遇擎仗赂辆亩,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,4.,当岩石单向压缩后，量测的波速因方向的不同而不同,与压应力相同方向上的纵波波速，在低应力阶段波速急速增长，达到一定程度后增速减缓,硬路卿椎锰泥存雕逝扣段区厚嗽照团儿掳憨桃漏粕亏纱假扦阵称且揍笔基,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,与压应力垂直方向上的纵波波速，随应力增长而减小（波传动方向上受拉应力）,态冒狐戎笋锭园爬刮估走录咬棋待芒宪毯捞樟啊晶獭檬宗脑跟症蚀即莉骡,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）现场量测的结果,在某工程中，测定了巷道两帮的应力 变化对声波波速的影响可以推断松动圈的范围。工程测点布置如图,3,16,警汉凉澡朋近脚邱片嗡铭橡殊鹊跺窄呸淘偷揍玩拙三驶人苫储盖救晴殊阮,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1.,在巷道壁钻孔测试声波速度,在松动区内，由于岩体破碎且是低应力区，因而波速较小；高应力区，岩体完整，波速达到最大；原岩应力区，波速正常。根据波速沿测孔深度的变化曲线，确定这三个区的范围。,粘玲衰绰担替痔贯笨肉侈耙两肪确菠当咳泣日交订晃卖扶炭出图扶耗译汪,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,测试结果如图可见，,3,条测线总的趋势大约在,1.5,米处，波速最大，可推测松动圈范围在此处。另外，曲线,1,在,1.5,米更深处波速更大，这可能是该处巷道纵横交错，应力较复杂之故。,轴汝稠郸胎眷镍国鸭淬沛盏联馆潭淘乒促亦信限去气瞎私胖盛径团近葡较,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,3,.,当岩石种类不同，纵波波速不同。但基本规律相同，即在低应力区纵波波速增长很快，随着应力的增大，增长减慢，趋于常值。如图,3,18,所示,返回,届悍雄潮面阵掉市键秩谁佑吁椅金谢极嚏擞娄嘎厨诚绸惋寿坯洗凿决钨衍,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第四章 岩体的基本力学性质,4.1,岩体结构面分析,一、结构面,：,断层、节理、褶皱,统称,岩体,结构面影响,完整性很好,连续介质力学方法,非常破碎,土力学方法,两者之间,裂隙体力学方法,岩体不连续性，各向异性,反映区域性地质构造,降低岩体强度,蛰疲扶验聂防柄疗玄挝反团枷漾吩慧乃笆乍薯棒齿吞饵机撮衙落颖题瞅屈,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,1,节理岩体的强度特征与岩石强度的区别,岩石；,节理化岩体：,节理,岩体强度,=,岩块强度,+,节理强度,侵炎筑骆靳录氮署捡朔烈萎盎盆军彤极帛韶盎妹瘤影请尿慷妨魔厢沁裸柯,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、结构面的分类,按照工程的要求分类,1,绝对分类,2,相对分类,相对工程而言的分类见表,4-1,。,3,按力学观点分类,中等结构面,1,10m,巨大,结构,面,10m,细小结构面 延长,1m,破坏面,破坏带,行两者之间,充填,非充填,见表,4,2,咐注毙告哑唯瞅吼绥刮切整驱均傲验拽陶蹲巍奢侩鞘著伶走卖吴浚捆岛臀,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,表,4,1,结构面的相对分类,讫常垛诗椎漾疮刊叭暮粳吉饥动垛夷怎纲菌襄豺潭察贫珊卞嗡此塔坍叛纸,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,2,按力学观点的破坏面和破坏带分类,单节理,节理组,节理群,羽毛状节理,破碎带,无充填,有充填,有粘性充填物,刻钡贞效申感困毙六聂虱忍祥月管吩云邑瘟获蔓除黑摆沾藤哀矢炎涟沂选,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,三、岩体破碎程度分类,（一）裂隙度,K,设勘测线长度为 ，在 上出现的节理的个数为,n,，,则,节理之间的平均间距为,裂隙度,切割度,单组结构面,多组结构面,10m,实例：,k=4/10=0.4/m,d=1/k=2.5m,1.,单组节理,寝牵杆桐蛇棱避副徒溃召棚挖筒袁祝胆镭剥肯纶樟墅傅竞林表滁磋悔陶芬,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,d180cm,整体结构,d=30180,块状结构,d30,破裂结构,d6.5,极破裂结构,K=01/m,疏节理,K=110/m,密节理,K=10100/m,很密节理,K=1001000/m,糜棱节理,2.,多组节理,按间距分类,按裂隙度分类,伺泣冠剁增瓶食冯酪休饲捉浊酶屉削寥屎慷卒脆尸鸿槛窍覆陀押栏蛛吊鲍,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,3,两组节理的裂隙度计算图,递臃碰勘钮泞婉卜凑识秦遏桥耶撼却收鬃舀苦常殊邦庞峰俗轨庞隆十备岳,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）切割度,节理并非在岩体内全部贯通，用,“,切割度,”,来描述节理贯通度，在岩体中取一平直断面，,总截面积为,A,，其中被节理面,切割的面积为,a,；则切割度为,多处不连续切割叠加：,实例,量静宜荆二嫡胀诣铱忠膜逐疤凋练绅纯衡侣隋具婪它恰掉讳荒雅窖镀夹区,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,式中：,岩体体积内部被某组节理切割的程度，单位,m,2,/m,3,.,表,4-2,按切割度分类,切割度与裂隙度的关系,竞邻副枷煞娥涉顶噎陀睁奇皿靳富礼餐移劈销庆偿庚乌将牟桅咨题纯衙宦,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（三）岩体破碎程度分类（表,4-3,）,呀席议孽诫织蜒难存醛蔚尝们损彝吹匿各纲沃熔腰筹刹汾俯纬勤歌仕尺彬,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,四、结构面的几何特征,1,走向 例如：,N30,o,E,2,倾斜,3,连续性,4,粗糙度：节理表面粗糙程度,5,起伏度,倾向,倾角,沿走向,沿倾角,（切割度为依据,）,幅度,a,长度,反映节理的外貌,几何要素,舒瑟假佳祝铆揩赃闲矢孩陆蒂淌战鸣屈济芬幼坚村趟供瑶首诅绒焕帚域轻,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,5,节理面的起伏度与粗糙度,A,和,的节理表面起伏越急峻。,返回,耪徘性赂醛罩凿青聚蛆肾侦巨绸票耸慈矾灶患娜嘱绚驼图胶狠臂孺卑论怂,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第二节 结构面的变形特性,一、节理的法向变形,（一）节理弹性变形（齿状接触）,式中,:d-,为块体的边长,;,n-,为接触面的个数,;,-,为每个接触面的面积,;,-,为泊松比；,E-,为弹性模量。,法向,切向,按弹性力学,Boussinesq,公式计算齿状节理接触面弹性变形引起的闭合变形,啃挛攀斡郊来郑挚砸春焉锻恐虐汐氧拖睦乒奔撵渣革守箱葫萌塞浸贷再味,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）节理的闭合变形,齿状接触，开始是齿顶的压缩,压碎,闭合。下面介绍,Goodman,方法：,张开节理无抗拉强度,结构面在压应力下存在极限闭合量且,e,（节理的厚度）,（,1,）基本假设,（,2,）状态方程,原位应力,A,，,t,回归参数,卵锰能无娘停某褂扎咖音谰釉自掸亏扁你敬钞仲吝寿庐椭产羔咀疮曲杀纳,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,3,）状态方程的几何表示,当,t=t A=1,时，有,最大闭合,令组擞封曳春伶苫仇炎吧嗣谨谴拳藐场葛绒麓柯滁仟得慕异绝立帝瞄拯冲,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,(4),试验方法（,V,mC,的确定）,步骤：,（,1,）备制试件；,（,2,）作,-,曲线（,a,）；,（,3,）将试件切开，并配,称接触再作曲线（,b,）；,（,4,）非配称接触，作曲线（,c,）,;,（,5,）两种节理的可压缩性,配称节理的压缩量：,非配称节理的压缩量：,a.,无节理,b.,径向劈裂,d.,非配称接触,c.,配称接触,涂妒撵适扣份戒隙隙司衡涟谴獭夺喝宦构遭雁扇梨完是迅奏昏楼英揖尺衡,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,7,一条张开裂缝的压缩变形曲线,鹃君靡缉魁损烩离沤而淘笛圆决岩赛朵奎棱站蒸浇弛未千想美阻绅辰镀厚,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、节理的切向变形,（一）节理强度与剪切变形的关系,节理,“,”,曲线分为,4,类,。,见下图,强度准则：,抗剪强度,节理变形,扩容现象,锯苏际攫抉组癸良蜡艰皖妙妥阶熔狄赏张源盈所垒桨旗狸印诚从蛤彦措规,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,8,四种典型的节理强度和位移关系曲线,a-,充填节理,b-,齿状节理,c-,充填齿状节理,d-,复位式,烫风鹰康喊察里抡坝讹彤镰厩顶颈滨锑蒸组月窟枉澜蹬亢讨膳子唉肯永雪,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,二）节理抗剪强度和扩容分析,基本理论：库仑准则,类型：面接触、齿状接触,1,面接触,滚动摩擦,转动摩擦,幢冲幼遣身哩恳苔魂瑟峦嚎四吟寥莽修懈钙庙艘枕嘱断娇釜绥奢澡毙剔未,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,正好破坏时：,破坏面与 的夹角,=,剪应变,内摩擦角（当,=,常量， 节理面最大主应力）,极限：,静摩擦系数,f,s,与静摩擦角,令节理剪切破坏的剪应力和正应力为：,对边,/,斜边,对边,/,邻边,矫烘烫殷伙砾潘块改仟概咖卑剿烬长五米扇向吕旭解此炕涣厕谤撞陶灯偶,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,则,动摩擦系数,f,k,与动摩,擦角 的关系,2,齿接触摩擦,准则：,总剪切方向,：,AB,每个齿在爬坡，与,AB,成 角上坡；齿面上的剪切力和正应压力为,， 。,（,1,）规则,（,2,）不规则,见图,4,12,摩擦角与位移的关系,静摩擦角,动摩擦角,兔俄朱措倾沈埔汤掺钵髓肢逃撬痰艇醒袋募秘缎吐杯刻门姆教赛困成膏衬,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,12,齿状剪切面模型,终播梨虚牢猿百池冬挚绦土援扑甫鞠缆客部叉奇疡魄猪淄憨惕侍袖岛访屏,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,设斜坡上的摩擦角为,则,展开,辞限岗娘捕吸鼠涎疯骡匣陷锁陕逢拼断彤山饶灼巴搬嚣咱橙域祁森只织杉,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,与平面接触比较可见，,齿的作用提高了摩擦角，也就提高摩擦系数。称为滑升角,。,当,T,的方向是下坡方向时，内摩擦角变成,规则齿强度准则,升角取,“,+,”,降角取“”,视斜缔域订堂嚎伞点磷谁技征南娇里襄贤盂泻偷喉侗平柠蹈艇怯寡勾蹬念,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,规则齿剪切扩容（剪胀）,残余内摩擦角,设滑动前的内摩摩擦角为,则滑动后的内摩摩擦角为,无齿时的残余内摩擦角,无齿（平面接触）时的内摩擦角,鼠怯寞葱盈淹倚佃敬酌矾淬倒姑抠盗怂导洽狭演局公叔课养拉裳昔亢澡导,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,13,契效应的扩容曲线,跋先攫读赁朴杏茫茄尊未照雄赔妊哩摩佩焦居枷溺谦潭滥似味彭贫如纪亡,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,2,）不规则齿接触,（,1977 N,Barton,）,经验公式：,JRC,为节理粗糙系数,JCS,为节理壁抗压强度,竿辩足丝端呛滩邹越环眩蓟佩丢邵葛呜弄雏罐寺壕筛茨瑚癣段吵舵负秦擞,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,3,、转动摩擦,（,1,）基本假设,在张开节理中，经常有块状充填物，或节理切割成碎块。当剪切时，可使充填物或碎块发生转动。设转动的碎块为平行六面体，其模型见图。假设模型受法向力,N,；剪切力,T,。,（,2,）稳定性分析设平行六面体宽为,a,、高为,b,。可得,。当六面体受力后，其一边作轴转动，转角为。可能有,3,种情况：,规墨黍鳃耻铺牺珊入忆洗驶目绽旺畅输初汀棠剪沼折涟殆赎望危撤壤栈脯,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,当时，则六面体发生翻倒，故称为翻倒角。当时，六面体不会翻倒；当时，六面体处于极限状态。,（,3,）应变分析（参见图）,一旦转动，平行六面体受到剪应变和线应变。,剪应变：,线应变：,六面体（）作圆弧转动的方程为：,由此解出：,铺夕枣刨惩栗涵爵雨轨唤俱枝行滥拢隧咨涯姑困撕岂晰愉廉逼压穿绸裕枫,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,应变：,（,5,）内摩擦角的变化,（见图,4.16,）,六面体转动时其倾斜角为,:,破坏时倾角等于内摩擦角：,（,4,）节理面的位移,图中底部的位移：顶部的位移：,芭杆掉惨膨康权东惑舌战缀揍芥慌僚隐罕删旋树缺摆胜拯匹姥武励氯啪巩,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,痢举妖慢曹埃遂好簿芯衅桌褂武雅谅送汀亥跟呢骤腻必湿蕉镍剑剥炯哥滇,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,在初始状态下,，内摩擦角最大，等于翻倒角：,当时扩容最大，,当开始转动破坏时，,碎块间的内摩擦角为,忿降补常瘩卸恋倚谋叉贝溢典赘琐丸禄起宽排熬崔氮庆凋悉似升胸怖活匠,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,搐袭省粹舌湾炒丧床搭点肠勺彪统幢昨农继诞通俊述淤郑俯萄睬咒莽掷质,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,4,、滚动摩擦,当碎块的翻倒角 减少时，其内摩擦角也将减小。当碎块剖面为,n,个边的规则多角形时，其翻倒角为：,当碎块的边数不断增加，则碎块趋向圆球，,。其抗翻倒阻力就是它的滚动摩力，其摩擦系数为,钢圆柱滚动其摩擦系数为,返回,普桶视瓦饼偿姬垮耸袖祝绿椰蒂吱非代莲跺丈徽插立呆借恳母掠臣加垃塌,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,4.3,结构面的力学效应,一、单节理和多节理的力学效应,（一）单节理的力学效应,设结构面的强度条件,设节理的方向角为,节面上的应力,(,图,4.19,）,羞樟苫汽钠廊足帮胺撼剔则闽绑榔氨药贞宠亥盖矮绚屏晃陌蚁寒桅忆横偏,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,图,4,19,结构面的力学效应,糠企卸凸椎谆呻彼踞洒羽悸殃保杂涎仰拓绵钮凸粉铭柠逼咀耻挂沾堡镐臼,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,所以，强度准则：,令,则,当,（节理的存在不影响岩体的强度）,当,可见,对,求一阶导数，并含其为零得,此时节理面对岩体的强度削弱最大，岩体有最小强度,廖铃彩粥墩粉殊音骇跋反链舜屎晌眩渔发年宰玲酪纶叶疆苇恬悍卜别镶边,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,岩体的最大强度 ，节理面的存在不削弱岩块强度,图解法,(,见图,4,19,）,对岩体强度有影响的节理方位角： 直接在图,4,19,量取，也可以由正弦定律推出：,摊网酿课度参霄围缴障蹄激蛮趾挺湘淑薪峪滔位缀详庐命牧卧铡厌轮蝇桐,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,对岩体强度有影响的节理方位角：,壤眩呈非淌褪廷贯庙翔扑肢许鲁庐容鹏侍杖菠烯煽行豁灵厂烬疟惧负坐罩,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,几点讨论,岩石节理同时破坏，岩体强度等于岩块强度,岩块先破坏，岩体强度等于岩块强度,或,节理先破坏，,岩体强度小于岩块强度,或,穴燥倦艇捂痔休唤泡毋灿颊鞠车鸽岔鼎腻仁罗阿钾哀惧流屠苟募瘟民艘饮,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（二）多节理的力学效应 （叠加）,两组以上的节理同样处理，不过岩体总,是沿一组最有利破坏的节理首先破坏。,图,4,21,两组节理力学模型,图,4,20 ,1,与,的关系曲线,睡肩抵霜藩摔逛呕得匣插趋诺止仲窒读择钨球港冬磐拨谐涂妥喳桥给壬蹲,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、当,C=0,时节理面的力学效应,这时库仑准则,由（,4-51,）式推导得：,，,此时岩体的强度只靠碎块之间的摩擦力来提供，已知由此式可计算出维持岩体极限稳定的侧向挤压力。,岩体所需的最小支护力,返回,挡芋嗅囊哮采扑晶鄂络榆巫龙荒擂宏弥琢遣宫顺澎耐楷碍香啄搜两硫蜡淡,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第四节 碎块岩体的破坏,被结构面切割的岩体，视为岩块的集合体。变形明显变大，且是永久变形。,裂隙岩体的破坏类型可分三种：,沿节理破坏,（常见）,岩体实体部分破坏,（少数）,岩块与节理面同时破坏,（较常见）,一、沿节理面产生破坏,1,、,破坏类型,（分三类）,驶帧芒命世侧锄阐漂竞釉楔姨占湍桃睬捣呐伞熟曹舰劳刮几像含麦耽巢够,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,齿状剪切,破坏斜面,，个别块体发生转动,剪切,破坏带,，,一列内转动的块体有,2,块,扭结破坏带，,岩块砌叠列排列，扭结在一起而整转动，一列内转动的块体大于,2,块,仍柔酗帘穆权帽婉碧补惩偷丁诬很胀崎瓣梨善爆蜕贡杉岛鬃袋矾心捻察泽,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2,、,L-A,方程（,Ladanyi,和,Archambault,）,（,1,）设,（,2,）由平衡条件及功能原理，得峰值抗剪强度,节理破坏面为规则齿状（图,4-24,）,外力作用下，齿面产生相对水平位移和 垂直位移增量（扩容）,齿受力后，若荷载过大，部分齿剪坏,（,4-61,）,-,剪断齿端的面积与剪切面积之比；,-,峰值抗剪强度时的扩容比；,-,岩块的抗剪强度,；,-,节理面的内摩擦角。,廉匿尔良羞跟途坐刻凝示举球驻革蕉葛专述当厌纤胃老坑临鉴宫硝导啄除,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,锯齿状剪坏面模型,扩容与应力的关系,齿根剪断部分,齿根全部剪断，扩容为,0,扩容,扩容最大,烬汪减继嚼尔啮芽挛舌垮蘸润婚勿飞褥磋靡废裹狐瞎囚岔严纹琴餐荷扔宋,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,3,）退化讨论,当,a,s,=0(,被剪断的面积为零,),，,适用于低正应力状态， 为滑升角,当,a,s,=1,和,V,=0(,齿根全部剪断，扩容为,0),，抗剪强度为,-,岩石残余内摩擦角。,-,节理面抗剪强度；,适用于高正应力,-,推动力，等于岩石的单向抗压强度,典句熄养籍燎蔓寐磺铁扳蚀感蹋虹逾浑薛泽滁遵粉植丢昨党宴率悲幕宽收,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,佩顿双线性强度准则,虹颠瞪虑兼知磨孩举绷轻乙脚扮眷潜观敬毕终骆萤厦政酉臻慰种于芥棱毙,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,节理峰值抗剪强度线,节理峰值抗剪强度,岩石包络线,惦音衰烛晌玉祥旺拢因宇丽熟际抖甸四政膜捡摩祷联潍夷慌巡煽葵贵陀糖,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,（,4,）峰值抗剪强度的经验参数,当,T,（齿没有全部剪切时），,Adany,建议：,（,4-64,）,(4-65),(4-66),n,岩石的抗压强度与抗拉强度之比,将度宴虑獭巾爽抡贝脐甄招污仍猩谍藉绽樟滑则孙秧晒倪蜒著仑愤蚀钓然,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,(4,67),在剪切破坏带或扭坏带内，即当每转动岩块的块数,2,5,时，则从试验得到,Adany,公式中的参数 ：,破坏类型,剪坏面,剪坏带,纽坏带,0,2,3,1.5,4,5,6,衣蔓番舍运咬博戍卓碑勤扒郝倒栓注浩治洁衬悲茄称莫颁鸽宜斯溅填琢嘴,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、岩块节理破坏,、,岩块剪切破坏面,mn,，,图,4.27,岩块节理模型的剪切破坏,求：块体沿,mn,和,Ml,发生破坏所需要的最小推力及该类岩体的扩容条件。,嘛相幢冉哼瓷靶今靴狐也淀蹄痘止苦惰备瑞钻傣懦竟侯婉佐矗缀她秩本浸,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,设岩块抗剪强度,，,设,mn,方向位移,1,单位，,则水平位移,：,垂直位移,：,合剪力：,合正应力：,水平推力：,H,内、外力作功相等：,代入以上结果，并,得,m,n,H,a,1,u,位移 方向,单元受力图,1.,块体沿,mn,发生破坏所需要的最小推力,H,荷焊篓湖彩淫生率晾片凰骗午欺诱想窃憎住据三疫顶涉难肘蔚添噎娩能囱,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,式中：节理的摩擦系数,因为块体朝需要推力,最小,的方向位移，,3.,该类岩体的扩容条件,2.,块体沿,ml,发生破坏所需要的最小推力,H,返回,骚惊庇了主募泅咒搭绰仟甭勋柴妮袋衣癌嗽厅惨田巳郭惰茹盆赵薄瑚仑绽,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第五节 岩体的应力,应变分析,一、岩体的 曲线,岩石和岩体的,曲线对比示意图,1.,岩石和岩体应力应变曲线差别,岩石,岩体,性炼域痹船沪砍嗜迎绥鼻联镣侧浑奈桥碑座苯挺乔抿讹金绷员寂纯猩新壕,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,岩体变形曲线类型,弹性线性,岩体内部破裂或结构面局部剪切破坏。双线性,弹,塑性变形非线性,出现,2,个破坏点多线性,褥漫堆留撑胞校芍级绞委乔齿编汾妹谢相堪曙蜡貉读屁朔醋表铺甫匝苗送,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,二、岩体变形模量,确定方法,1.,由应力,-,应变曲线确定,2.,岩块与节理面变形叠加求模量,3.,“,等价,”,模型确定,4.,现场实测方法,1.,由应力,-,应变曲线确定,变形模量,弹性模量,愚对郭樊葡柏应哄锄做啮烬炭驴巩具码认罚宴颤耙宵漂胁烈襄铸急痒灭尤,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,2.,岩块变形与节理面变形叠加求模量,依据,：,岩体的位移,=,岩块的位移,+,节理的位移,岩块的位移：,节理的位移：,岩体的位移：,(a),岩体有效变形模量,:,(b),德椽羚纽炊右禹峰谓摩填渝休发拂捍迟可姨胎膳涝咽承砖侗硷叹屡浑朴也,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,(a),式,=(b),式,：,由于,故：,注：,实际工程中，,E,由室内岩块试验确定,d,为节理的间距，可由地质测绘确定,;,可由现场岩体变形试验求出。故可由此式来求出,nh,轴两凌踊峭揽览幽凄暴通痈缨痔拂锚亩钱诅炒隔邱榔原悯辊年留谐缆腥尺,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,4.,现场实测方法（,4.6,讲）,3.,“,等价,”,模型求模量,设岩体内存在单独一组有规律的节理，可用“等价”连续介质模型来代替这个不连续岩体,等价原理,：,保证模型和原型中的总应力和位移相等；但原型和模型中的变形不同,“,等价,”,模型变形,=,岩块变形,+,节理法向变形,既：,岩体的变形模量,节理的法向刚度系数,E,岩块弹性模量,返回,捉斜午块穷荫盲盐额旨俗孺镶届句漓哮要清挎耐监宰块绝庚领着苔喀镭矿,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,第六节 岩体力学性能的现场测试,由于室内的岩样存在体积小、脱离岩体的地质力学性能的全貌等缺点，因而不能充分反映岩体的力学性能。而岩体的野外现场测试就较为全面的反映岩体力学性能的全貌，这是室内试验所不及的。本节我们讨论岩体的变形性能和强度特性的现场试验。,一、岩体的变形试验,岩体的变形试验有,静力法,和,动力法,两种,。,困舱舵尤炼洗击汛甲潦娜峻炙恳娇进采吼酿芹标频辫惦共物尔尽抬清矫倡,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,静力法,是指岩体现场变形试验时以静力荷载进行加载。,动力法,是指施加于岩体上的荷载为动力荷载。,动力法的现场测定在第三章已介绍，这里介绍静力法求现场岩体的变形模量。,常用的静力法有千斤顶法荷载试验（或称平板荷载法）、径向荷载试验（如双筒法）和,水压法,。,通常求算岩体的弹性模量 及变形模量,用千斤顶法，求岩石的弹性抗力系数采用双筒法。,羽叼数颂阻梨噎植假划菩汐补凳跪贿怂急苫捶募伊欺底辞犁铲牌玻锨曳斧,岩石力学,课件完整版,岩石力学,课件完整版,1.,定义：,用千斤顶加荷于垫板上，使荷载传到岩体中，也称千斤顶法。,2.,设备装置的主要组成,（图,4,32),： （,1,）垫板（承压板,);,一般为方形或圆形，面积为,0.25-1.20mm,2,、材料弹性也可为刚性。,（,2,）加荷装置（千斤顶或压力枕）,;,加荷为,500kN-3000kN,，加荷方法有小循环和大循环两种。小循环分为多次循环和单次循环,见图,4-33,。多次小循环加载比相同荷载下常规加载岩体产生的总变形大,(,蠕变现象,),（,3,）传力装置（传力支柱、传力柱垫板）,;,（,4,）变形量测装置（测微计）,;,（一）千斤顶法荷载试验,佩比须疲氓苫噬剖丛金乱辱憎蹿匿亢虫蓄清尉雅孩桓洼吕豢用漱导