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地震和构造形变复习.pdf

发布:2017-10-04约1.35万字共13页下载文档
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地震和构造形变复习 1、应力应变关系 2 、材料(岩石)的强度 岩石的强度:是指岩石抵抗破坏的能力。岩石在外力作用下,当应力达到某一极限值时便发生破坏,这 个极限值就是岩石的强度。 材料的强度分理论强度和实际强度,而材料的理论强度和实际强度相差几个数量级。这是因为理论强度 是把材料当做均质、各项同性的材料来进行估算的,而现实中的材料内部存在小裂缝等缺陷,缺陷的存在会 严重降低材料的强度,使得实际强度远远小于理论强度。 屈服:岩石受荷载作用后,随着荷载的增大,由弹性状态过渡到塑性状态,这种过渡称为屈服。 3、Griffith 理论 格里菲斯(1920)认为脆性材料断裂的起因是分布在材料中的微小裂纹尖端有拉应力集中(这种裂纹现在 称之为Griffith 裂纹)所致。 格里菲斯强度理论的基本思想: (1)在脆性材料内部存在着许多杂乱无章的扁平微小张开裂 纹。在外力作用下,这些裂纹尖端附近产生很大的拉应力集 中,导致新裂纹产生,原有裂纹扩展、贯通,从而使材料产 生宏观破坏。 (2 )裂纹将沿着与最大拉应力作用方向相垂直的方向扩展。 式中:γ——新裂纹长轴与原裂纹长轴的夹角; β——原裂纹长轴与最大主应力的夹角。 基本假设(观点): ① 体内随机分布许多裂隙; ② 所有裂隙都张开、贯通、独立; ③ 裂隙断面呈扁平椭圆状态; ④ 在任何应力状态下,裂隙尖端产生拉应力集中,导致 裂隙沿某个有利方向进一步扩展。 ⑤ 最终在本质上都是拉应力引起岩石破坏。 -1- 两个关键点: 1 − ①最容易破坏的裂隙方向ψ = arccos 1 3 ( ) 2 2 + 1 3 ②最大应力集中点(危险点) Grriffith 强度准则评价: 优点: ①岩石抗压强度为抗拉强度的8 倍,反映了岩石的真实情况; ②证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏,即材料的破坏机理是拉伸破坏; ③指出微裂隙延展方向与最大主应力方向斜交,最终与最大主应力方向一致。 不足: ①仅适用于脆性岩石,对一般岩石莫尔强度准则适用性远大于Griffith 准则。 ②对裂隙被压闭合,抗剪强度增高解释不够。 ③Griffith 准则是岩石微裂隙扩展的条件,并非宏观破坏。 4 、Coulomb—Mohr 原理 观点: ①岩石破坏主要为剪切破坏; ②岩石抗剪切能力由两部分组成(岩石本身的内聚力、剪切面上法向力产生的内摩擦力)。 ③强度准则形式-直线型:τ = + = +tanφ ,式中,τ为剪切面上的剪应力(剪切强度), — 0 0 0 内聚力, — 内摩擦系数, —正应力,φ— 内摩擦角。 库仑准则可由 AL 直线表示 + − 1 3 1 3 ( ) = + 2 任意截面上应力为{ 2 − 2 1 3 ( )
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