岩石力学基本性质.pptx

会计学第一部分岩石的变形特性

第二部分岩石的基本强度
岩石的变形特性单向压缩应力作用下的变形特性反复循环加载曲三向压缩应力作用下的变形特性当作用的外荷载较小时，体积应变主要表现为线性特征，且岩石的体积随荷载的增大而减小。然而，当外荷载达到一定的值之后，体积应变经过了保持不变的阶段，开始发生体积膨胀的现象。这一现象在岩体力学中被称为扩容。即体积的非线性膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的。产生扩容现象的主要原因是岩石试件在加载过程中，由于在岩石中存在的微裂纹张开、扩展、贯通等现象，使岩石内孔隙增大，促使其体积也随之增大。这一体积变化的规律在三向压缩试验中都会出现。但是，由于围压的增大，会出现扩容量随之减弱的现象。岩石基本强度单轴抗压强度单轴抗拉强度单轴抗拉强度单轴抗拉强度抗剪强度抗剪强度与抗压强度关系构造研究中的应力分析基础基本概念
外力、内力
处于地壳和岩石圈中的任何地质体，都会受到相邻介质的作用力。力－是物体之间或物体内部粒子之间
的一种相互作用．它趋向于引起
物体形态，大小或运动状态的改
变．
面力－（接触力）
体力－（非接触力）
外力被研究物体（对象）以外的物体施加于所研究物体的作用力。内力由外力作用引起的物体内部各部分之间的相互作用力。内力－外力，是个相对概念

内力→外力。视研究对象而定．

内力可能是均匀分布的，也可能不是，为了便于度量和研究，提出了“应力”的概念。其分析方法—截面法。应力－单位面积上的内力。一般用
“公斤／平方厘米”表示

内力/面积P/Ｆ
dP/dA
一般地，应力是矢量。当P不垂直于Ｆ时，有：
正应力垂直于被作用面
Ｆ的应力，用表示
剪应力平行于被作用面
Ｆ的应力，用表示/应力的符号约定：正应力以挤压为正、以拉张为负；剪应力以逆时针方向为正、以顺时针方向为负。总应力＝正应力的平方与剪应力的平方之
和的开平方。
主应力－

１＞２＞３

应力反应了作用在截面上内力的密集程度．对形状不规则的物体，在外力作用下，沿截面最弱处易于破坏．点应力状态
应力矢量（Ｐ）是与截面联系在一起的．通过地壳岩石中的任何一点（m），可作出无数个截面，因而存在无数个应力矢量．故地块中某一点的应力状态是不能用一个简单的矢量来表示的．

一点的应力状态，在直角坐标系中可以近似地看成是一个无限微小的正六面体单元体。一点的应力状态主应力弹性力学可以证明：对于给定的一个单元体，总能够找到这样一种取向：单元体表面上的剪应力分量都为零，即三个正交截面上没有剪应力作用而只有正应力作用，这种情况下的正应力称为该点的主应力，分别以1、2、3表示。/且约定：1＞2＞3，其中：1、2、3分别代表最大、中间和最小主应力。当1、2、3中有两个主应力为零，而另一个不为零时，称为单轴应力状态；当1、2、3中有两个主应力不为零，而另一个为零时，称为双轴应力状态；当1、2、3中三个主应力均不为零时，称为三轴应力状态。特殊地，当1=2=3时，称为均压状态。而1－3=，称为差异应力，它是引起物体发生形变的力。主方向主应力作用的方向主平面三个分别包含其中两个主应力的正交截面。应力莫尔圆（1）当=0时，=1，=0；
（2）当=90时，=2，=0；
（3）当=45或135时，=最大值，
为(1-2)/2；
（4）当1=2，=0时，为均压无剪应
力；在三维状态中，当1=2=3
时，为静水压力。应力场及其表示方法

应力场－某个地质体（物体）内部各点的瞬时应力状态在三维空间上的组成的总体，称为应力场。应力场的表示方法：一般地，用地质体（物体）内各点的主应力1、2、3，或最大或最小剪应力的大小和方位来表示其应力场的状态和特征。依次沿相邻的各点的主应力或剪应力方向连接得到的轨迹线称为应力轨迹线，由它们绘制而成的应力轨迹图能够客观地形象地定性表示某个地质体（物体）内的应力分布状态；而主应力或剪应力的应力等值线图能定量地表示某个地质体（物体）内各点的应力分布及其变化特点。因此，这两种图件是常用的有效的应力状态表示方法之一。A应力场的扰动变形岩石的应变分析基础一、变形和位移
1，变形
处于地壳和岩石圈中的任何地质体，受到力作用而会发生变形。
变形—是指地质体（物体）初始形状、方位或位置发生了改变。2，位移位移是指地质体（物体）及其内部各质点初始位置的改变，是通过物体内各质点的初始位置和终止位置的变化来表达的。质点的初始位置和终止位置的连线叫位移矢量。这条线只代表位移的最终结果，而不代表位移的实际路径。3，位移方式四种方式:平移——旋转——形变——体变——平移：
变形前后质点位置的平行移动//旋转：
变形前后物质线方位的改变//形变：
变形前后物体形状的改变