岩体力学课件-岩体力学(1245章.ppt

图4-202岩体破碎程度的分类裂隙度K01 K=n/l （4-1）l为取样线长，n为l内出现节理的数量n。沿取样线，节理平均间距d: d=1/k=l/n （4-2） 当岩体上有几组方向的节理时，如图4-3,有两组节理ka1,ka2和kb1,kb2,则沿取样线x上的节理平均间距为：max=da/cos?a,,mbx=db/cos?bmnx=dn/cos?n取样线上的裂隙度k为各组节理的裂隙度之和：即k=ka+kb+……..kn其中：ka,kb,kn为各组节理的裂隙度. ka=1/max kb=1/mbx kn=1/mnx根据k可将节理分类。图4-3（二）切割度? Xe=a/A式中a:节理的面积，A:平直断面面积。若在同一平面上出现的节理面积为a1,a2,a3,…,an,则： Xe=(a1+a2+a3+…+an)/A=?ai?（三）岩体破碎程度分类，表4-3四、结构面的几何特征1．走向2．倾向3．连续性4．粗糙度5．起伏度la图4-5节理面的起伏度与粗糙度粗糙度表4-3第三节结构面的力学效应单节理和多节理的力学效应单节理的力学效应?设岩体中有一个与最大主平面成?角的节理存在，设节理面上的强度性质符合库伦理论，即：?=c+??tg? （4-43）中 c、?分别为节理面上的粘结力和内摩擦角。设节理倾角? ，由图4-19 得 （4-44）令?m为平均应力，?m为最大剪应力，其式如下：?m=1/2?(?1+?3) （4-46） ?m= 1/2?(?1-?3) (4-47）将式（4-46）及式（4-47）代入式（4-44）和式（4-45）得：?=?m+?mcos2? （4-48） ?=?msin2? （4-49）将（4-48）及式（4-49）代入式（4-43）得：?m(sin2?-tan?cos2?)=c+??mtg? （4-50） 将（4-46）及式（4-47）的?m?m代入式（4-50），并令tg?=f ,式（4-50）可写为： （4-51） （4-52） 讨论：1.在式（4-51）是，当?=1/2?时, ?1-?3??时，当??arctanf=?时, ?1-?3?? 所以 ??1/2? （4-53） 2．将式（4-51）对? 取一阶导数，然后令其为零，得： tan2?=-1/f,?=450+?/2沿节理破坏的最小应力圆直径为： (?1-?3)min=2(c+f?3)[(f2+1)1/2-f] （4-55） 3．沿节理破坏的范围在图4-19(b)? 即 （4-56）设?1，?2为图4-19中相应于点Q和R处的滑面倾角的位置，从(4-56）得出： （4-57） （4-58） ?（二）多节理的力学效应确定出滑动开始时沿哪一个节理移动（图4-21）（图4-21）当c=0时，节理的抗剪强度只靠摩擦力来维持，在式（4-51）中，当c=0，得：1（4-59） 2通过三角运标得：3上式可以用来求块体的平衡。4第五节岩体的应力—应变分析岩体的应力—应变曲线石与岩体的应 力— 应变为曲线的差别 石材料的破坏属脆 性破坏 体的应力—应变曲 线 由于节理的存在，曲 线上凹，此时岩石“非线 弹性”； 属线弹性段，加卸载可 逆； 开始破裂，并伴有结构面剪切滑移变形。?1，?2，?3 有时相等，可通过几次加卸荷轮回，求得一个平均角?值， E=tg?注：岩体加荷的速度对应力—应变曲线有较大的影响。 （二）岩体变形曲线的类型(a)：岩石的弹性性能；(b)：节理面上一点的力学性能，反映了岩体内部破裂，也可能局部发生剪坏；(c)：离开直线的部分为内部塑性变形的结果；(d)：曲线上有两个已经达到的极限点A、B。acdbcd岩体的变形模量可以从室内应力—应变关系、岩体变形机理、力