工程岩土学_课件.ppt

第二篇 土和土体的工程地质研究 第三篇岩石和岩体的工程地质研究　第一章 岩石和岩体的地质特征（前面已介绍） （3）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量（105℃烘24h） （1）岩石吸水率(ω1)： （2）岩石的饱水率（ω2） （3）岩石的饱水系数（Ks） 　　　　　　　　　 　　 　　　　　　 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 a.分三全阶段 （1）原生微裂隙压密阶段（OA级） 特点：① 曲线　，应变率随应力增加而减小； ②塑性变形（变形不可恢复） 原因：微裂隙闭合（压密） （2）弹性变形阶段（AB段） 特点：① 曲线是直线；②弹性模量，E为常数（变形可恢复） 原因：岩石固体部分变形，B点开始屈服，B点对应的　　应力为屈服极限。 二、 岩石的单轴抗压强度 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。见表2－2 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 五、 影响岩石力学性质的因素 （二）岩石的结构构造对岩石力学性质的影响 （三）水对岩石力学性能的影响 七、 风化对岩石力学性能的影响 3）结合工程情况，计算岩体基本质量指标修正[BQ]按表5-18的指标值确定本工程的工程岩体级别。 [BQ]＝BQ－100(K1+K2+K3) K1,K2,K3值，可分别按表5-19、5-20、5-21确 定。无表中所列情况时，修正系数取零。 [BQ]出现负值时，应按特殊问题处理。 在上述岩体质量定量评价的基础上，可据下式确定岩体基本质量指标(ＢＱ)： ＢＱ＝90+3Ｒｃ+250Kv 其中Ｒｃ的单位为MPa。 根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标两方面的特征，对岩体质量进行初步定级。 2.工程岩体分级标准的应用(2条) （1）岩体物理力学参数的选用 工程岩体基本级别一旦确定以后，可按表5-2选用岩体的物理力学参数以及按表5-23选用岩体结构面抗剪断峰值强度参数。 （2）地下工程岩体自稳能力的确定 利用标准中附录所列的地下工程自稳能力（表8-24），可以对跨度等于或小于20m的地下工程作自稳性初步评价，当实际自稳能力与表中相应级别的自稳能力不相符时，应对岩体级别作相应调整。 二、岩体的流变特征 蠕变：指在应力一定的条件下,变形随时间的持续而逐渐增长的现象；松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减小的现象。 长期强度：出现蠕变破坏的最低应力值 一、天然应力的组成 １.自重应力; ２.构造应力：由构造运动产生的地应力; 3.剩余应力（风化剥蚀后）及变异应力等。 二、天然应力的分布规律 1.三向不等空间应力场； 2.水平应力与垂直应力的关系； 3.水平应力的方向性； 4.河谷地区应力场。 (1)应力恢复法 是在岩体表面或地下洞室围岩表面预先布置好测量元件，当其旁边开槽解除岩体中的应力时，测量元件读数便发生变化。再把平面扁千斤顶放人槽内加压，使测量元件恢复到原来状态，此时千斤顶的应力就是垂直槽壁方向的应力。 (2)应力解除法 1)孔壁应变法。 是借助粘贴在钻孔孔壁上的电阻应变片