理论教育 岩体强度及其定义、演绎和控制作用

岩体强度及其定义、演绎和控制作用

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)岩体强度的定义岩体强度用岩石(块)的强度乘以龟裂系数来表示,分为抗压强度、抗剪强度和抗拉强度,一般通过直接的试验(岩块)和相应的演绎得到。弱面对岩体强度、岩体稳定起着控制作用,所以有人说岩体力学就是弱面力学。因此,岩体的强度低于岩石,岩体的变形大于岩石,岩体的渗透性大于岩石。岩石在短期外力作用下表现为弹性体,如果在长期外力作用下,强度降低,表现出塑性,甚至流变性。

岩体强度及其定义、演绎和控制作用

(一)岩体强度的定义

岩体强度用岩石(块)的强度乘以龟裂系数来表示,分为抗压强度、抗剪强度和抗拉强度,一般通过直接的试验(岩块)和相应的演绎得到。

岩石的抗压强度表示为

式中:P——岩石受到的压力(N);

   A——岩石截面面积(m2)。

岩体的抗压强度表示为

式中:σcr——岩石的抗压强度(MPa);(www.daowen.com)

   σcm——岩体的抗压强度(MPa);

   KV——岩体完整性系数,为岩体的弹性波纵波速度(m/s),vpr为岩样(块)的弹性波纵波速度(m/s)。

(二)影响岩体强度的主要因素

岩体中甚至岩石中会有各种裂纹、裂隙,微观的、宏观的、原生的、次生的等,如界面、层理、节理、劈理、片理、不整合面、岩脉边界、断层、褶皱等各种断裂面、不连续面、夹层,这些都是弱面。弱面对岩体强度、岩体稳定起着控制作用,所以有人说岩体力学就是弱面力学。因此,岩体的强度低于岩石,岩体的变形大于岩石,岩体的渗透性大于岩石。除上述特点之外,弱面还有明显的各向异性。弱面的产状与工程构筑物的相互关系不同,其直接地、显著地影响工程的稳定和安全。

岩石在短期外力作用下表现为弹性体,如果在长期外力作用下,强度降低,表现出塑性,甚至流变性。在漫长的地质年代里,造山运动、造陆运动、地幔对流等作用的时间,远远超过了岩石松弛期,所以岩石表现出很大的塑性,具有很明显的流变性,岩体出现如褶曲、褶皱等大变形构造。

水对岩体的力学作用表现为水对岩体——多孔连续介质施加的静水压力和动水压力,这是一种荷载,是广义孔隙水压力的一种形式,其中也包括超静孔隙水压力。

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