巖體強度特性

1、關(guān)于巖體的強度特性第一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月22.5 巖體的強度特性第二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3一、巖石的強度假設(shè)巖石服從莫爾-庫侖直線型強度準則1、 坐標下c破壞角：第三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4一、巖石的強度2、 在 坐標下 令 則31c第四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月5二、結(jié)構(gòu)面強度假設(shè)節(jié)理面服從莫爾-庫侖直線型強度準則第五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6二、結(jié)構(gòu)面強度設(shè)節(jié)理的方向角為。節(jié)理面上的應(yīng)力：滿足庫侖破壞準則時沿節(jié)理面破壞第六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月7三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)1、分

2、析模型巖體中發(fā)育一組結(jié)構(gòu)面，假定AB面(指法線方向）與最大主應(yīng)力方向夾角為。巖石強度為C0、0；結(jié)構(gòu)面強度為CJ、J。13第七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月8三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)三種可能破壞形式：（1）結(jié)構(gòu)面破壞；（2）巖塊破壞；（3）巖塊與結(jié)構(gòu)面同時破壞。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀對巖體的強度產(chǎn)生影響。第八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、破壞方式的圖解判斷（1）、 無論多少，巖體不破壞。=ntgj+cj=ntg+c3113三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)第九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） 12時 沿結(jié)構(gòu)面破壞；（3）2時，既不沿結(jié)構(gòu)面破壞，也不切巖石破壞。13311221

3、=ntgj+cj=ntg+c三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)第十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）、2時剪切巖石破壞。 （5） 1或2時沿結(jié)構(gòu)面與巖石同時破壞；31311221=ntgj+cj=ntg+c三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)第十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月12三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)3、巖體破壞的解析法確定（1）、沿結(jié)構(gòu)面破壞：對巖體強度有影響的節(jié)理方位：1 2 第十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月13三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)對巖體強度有影響的節(jié)理方位角：1 2 1、2可以直接在圖上量取，也可以由正弦定律推求：第十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月14三、單結(jié)構(gòu)

4、面強度效應(yīng)（2）、巖石（巖塊）破壞：對巖體強度無影響的節(jié)理方位： 1或 2 第十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月15三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)（3）、巖體強度當1或2時，巖石結(jié)構(gòu)面同時破壞，巖體強度等于巖塊強度當1或2時，巖塊先破壞，巖體強度等于巖塊強度：當12結(jié)構(gòu)面先破壞時，巖體強度小于巖塊強度第十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月16三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)（3）單結(jié)構(gòu)面巖體強度強度取完整巖石強度和結(jié)構(gòu)面強度的小值（兩者的強度都按直線型考慮）巖體單軸抗壓強度：第十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月17三、單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)根據(jù)單結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)可以看出巖體強度的各向異性，

5、巖體單軸或三軸受壓強度受加載方向與結(jié)構(gòu)面夾角的控制。第十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月18四、多結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)多結(jié)構(gòu)面的巖體強度：分步運用單結(jié)構(gòu)面理論，分別繪出每一組結(jié)構(gòu)面單獨存在時的強度包絡(luò)線和應(yīng)力莫爾圓，巖體到底沿哪組結(jié)構(gòu)面破壞，由1與各組結(jié)構(gòu)面的夾角所決定。第十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據(jù)疊加原理多結(jié)構(gòu)面的組合使得受力狀態(tài)極其復雜，若不計受力后沿結(jié)構(gòu)面滑動對應(yīng)力分布的影響，則可將多組結(jié)構(gòu)面分別按單一結(jié)構(gòu)面考慮確定其強度，最后綜合考慮巖石和各組結(jié)構(gòu)面的強度，取其最小值。四、多結(jié)構(gòu)面強度效應(yīng)第十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月20四、多結(jié)構(gòu)面巖

6、體強度試驗表明，隨著巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面數(shù)量的增加，巖體強度特性越來越趨于各向同性，而巖體的整體強度卻大大削弱了。Hoek和Bown認為，含四組以上性質(zhì)相近結(jié)構(gòu)面的巖體，在地下開挖工程設(shè)計中按各向同性巖體來處理是合理的。另外，隨著圍壓3增大，巖體由各向異性向各向同性轉(zhuǎn)化，一般認為當3接近巖體單軸抗壓強度時，可視為各向同性體。第二十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月21五、巖體強度估算（一）準巖體強度（巖體完整系數(shù)修正法）這種方法實質(zhì)是用某種簡單的試驗指標來修正巖塊強度，做為巖體強度的估算值。節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面是影響巖體的主要因素，其分布情況可通過彈性波傳播來查明，彈性波穿過巖體時，遇到裂隙便發(fā)

7、生繞射或被吸收，傳播速度將有所降低，裂隙越多，波速降低越大，小尺寸試件含裂隙少，傳播速度大。第二十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月22五、巖體強度估算根據(jù)彈性波在巖石試塊和巖體中的傳播速度比，可判斷巖體中裂隙發(fā)育程度，稱此比值的平方為巖體完整性系數(shù)或龜裂系數(shù)。式中，Vml為巖體中彈性波縱波傳播速度 Vcl為巖塊中彈性波縱波傳播速度第二十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月23五、巖體強度估算巖體種類巖體完整性系數(shù)K完整0.75塊狀0.450.75碎裂狀0.45準巖體抗壓強度：mc=Kc準巖體抗拉強度：mc=Kc第二十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月24五、巖體強

8、度估算（二）HokeBrown經(jīng)驗方程Hoke和Brown根據(jù)巖體性質(zhì)的理論與實踐經(jīng)驗，用試驗法導出了巖塊和巖體破壞時主應(yīng)力之間的關(guān)系：式中：m、s為與巖性及結(jié)構(gòu)面情況有關(guān)的常數(shù)，可查表或根據(jù)巖體分類RMR值計算。第二十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月25五、巖體強度估算剪應(yīng)力正應(yīng)力表達式：式中，為巖體的剪切強度；為巖體法向應(yīng)力； A、B為常數(shù)，查表。第二十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月26五、巖體強度估算由HokeBrown經(jīng)驗方程估算巖體抗壓強度由HokeBrown經(jīng)驗方程估算巖體抗拉強度第二十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月27五、巖體強度估算巖體材

9、料參數(shù)m、s的RMR分類系統(tǒng)評分確定：對于擾動巖體：對于未擾動巖體 式中：mi完整巖石的m值，可由三軸試驗的結(jié)果確定。 第二十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月28五、巖體強度估算根據(jù)已知的巖體材料參數(shù)m、s，便可較方便地確定摩爾庫侖準則中的巖體強度參數(shù)。首先假定滑動面上的正應(yīng)力n，然后按下式計算： 第二十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月29五、巖體強度估算 Hoek曾指出，m與庫倫莫爾判據(jù)中的內(nèi)摩擦角非常類似，而s則相當于內(nèi)聚力C值。如果這樣，根據(jù)HoekBrown提供的常數(shù)，m最大為25，顯然這時估算的巖體強度偏低，特別是在低圍壓下及較堅硬完整的巖體條件下，估算的三軸強度明顯偏低。但對于受構(gòu)造擾動及結(jié)構(gòu)面較發(fā)育的裂隙化巖體，Hoek(1987)認為用這一方法估算是合理的。第二十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月30五、巖體強度估算（三）巖體粘聚力Cm的Simpson法估算法辛普森（Simpson）經(jīng)驗方法認為，巖體粘聚力Cm與完整巖塊粘聚力CI和裂隙密度i之間有如下關(guān)系：第三十