工程地質(zhì)學(xué)--第五章巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

1、第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）工程學(xué)院工程地質(zhì)學(xué)Engneering Geology工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 2第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第一節(jié) 巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)的差別第二節(jié) 巖石的物理、水理性質(zhì)第三節(jié) 巖石的力學(xué)性質(zhì)工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 3第一節(jié)第一節(jié) 巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)的差別巖石與土工程地質(zhì)性質(zhì)的差別巖石和土都是礦物的集合體，是自然地質(zhì)作用的產(chǎn)物，并在地質(zhì)巖石

2、和土都是礦物的集合體，是自然地質(zhì)作用的產(chǎn)物，并在地質(zhì)作用下相互轉(zhuǎn)化。作用下相互轉(zhuǎn)化。土在一定溫度和壓力下，經(jīng)過壓密、脫水、膠結(jié)、重結(jié)晶等成巖土在一定溫度和壓力下，經(jīng)過壓密、脫水、膠結(jié)、重結(jié)晶等成巖作用形成巖石。作用形成巖石。巖石經(jīng)風(fēng)化作用，形成土。巖石經(jīng)風(fēng)化作用，形成土。堅(jiān)硬巖石堅(jiān)硬巖石軟弱巖石軟弱巖石半成巖石半成巖石堅(jiān)硬土層堅(jiān)硬土層軟弱土層軟弱土層巖石巖石風(fēng)化作用風(fēng)化作用土土 成巖作用成巖作用巖石巖石巖石與土之間，即存在多方面的共性和聯(lián)系，又有明顯不同巖石與土之間，即存在多方面的共性和聯(lián)系，又有明顯不同:巖石巖石在力學(xué)性能、抗水性、完整性等都比土好的多。但也有些巖石與在力學(xué)性能、抗水性、完整

3、性等都比土好的多。但也有些巖石與土很難區(qū)別，如粘土巖、泥灰?guī)r、凝灰?guī)r等?？偟膩碚f，巖石的土很難區(qū)別，如粘土巖、泥灰?guī)r、凝灰?guī)r等?？偟膩碚f，巖石的建筑條件比土體要優(yōu)越的多，土體中出現(xiàn)的問題，對(duì)巖體就顯得建筑條件比土體要優(yōu)越的多，土體中出現(xiàn)的問題，對(duì)巖體就顯得十分微弱或不存在了。十分微弱或不存在了。工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 4巖石與土之間的差別，主要表現(xiàn)在：巖石與土之間的差別，主要表現(xiàn)在：（1）巖石礦物顆粒間具有牢固的連結(jié)。）巖石礦物顆粒間具有牢固的連結(jié)。（巖石區(qū)別于土并賦予巖石（巖石區(qū)別于土并賦予巖石以優(yōu)

4、良工程地質(zhì)性質(zhì)的主要原因）以優(yōu)良工程地質(zhì)性質(zhì)的主要原因） 巖石巖石結(jié)晶連結(jié)、膠結(jié)連結(jié)結(jié)晶連結(jié)、膠結(jié)連結(jié) 土土 水膠連結(jié)、水水膠連結(jié)、水 連連 結(jié)結(jié)（2）巖石具有強(qiáng)度高、不易變形以及整體性和抗水性好，其中存在）巖石具有強(qiáng)度高、不易變形以及整體性和抗水性好，其中存在著結(jié)構(gòu)面（帶）。著結(jié)構(gòu)面（帶）。如斷層、節(jié)理等，使巖體受到不同程度切割。如斷層、節(jié)理等，使巖體受到不同程度切割。土體中一般沒有這種結(jié)構(gòu)面切割。土體中一般沒有這種結(jié)構(gòu)面切割。 巖體巖體結(jié)構(gòu)面切割結(jié)構(gòu)面切割巖塊力學(xué)性質(zhì)各向異性巖塊力學(xué)性質(zhì)各向異性 土體土體很少有結(jié)構(gòu)面很少有結(jié)構(gòu)面土體可以看作各向同性土體可以看作各向同性（3）巖體中具有較高的

5、地應(yīng)力）巖體中具有較高的地應(yīng)力。（巖體在長(zhǎng)期地質(zhì)歷史過程中，遭。（巖體在長(zhǎng)期地質(zhì)歷史過程中，遭受地質(zhì)構(gòu)造作用的結(jié)果）受地質(zhì)構(gòu)造作用的結(jié)果） 巖體巖體自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力物理力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜物理力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜 土體土體自重應(yīng)力自重應(yīng)力工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 5巖石:礦物、巖屑的集合體。結(jié)構(gòu)面:指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度，厚度相對(duì)較小的地質(zhì)界面或帶。巖塊:指不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體，是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體。巖體:指地質(zhì)歷史過程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成

6、的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。第二節(jié)第二節(jié) 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 6工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 7巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體巖石和土一樣，也是由固體、液體和氣體三三相組成相組成的。的。物理性質(zhì)：物理性質(zhì)是指巖石由于物理性質(zhì)：物理性質(zhì)是指巖石由于三相三相組成組成的的相對(duì)比例關(guān)系不同相對(duì)比例關(guān)系不同所表現(xiàn)的所表現(xiàn)的物理狀態(tài)物理狀態(tài)。水

7、理性質(zhì)：巖石在水理性質(zhì)：巖石在水溶液水溶液作用下表現(xiàn)出來的作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為水理性質(zhì)性質(zhì)，稱為水理性質(zhì)工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 8一、巖石的密度是指單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量，單位為g/cm3 ，巖石密度可分為巖石顆粒密度和巖石塊體密度。 1、巖石顆粒密度(s)： 是指巖石固體相部分的質(zhì)量與其體積的比值。 s= ms/Vs它不包括空隙，故其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其含量。巖石顆粒密度屬實(shí)測(cè)指標(biāo)，常用比重瓶進(jìn)行測(cè)定。2、巖石塊體密度()：指巖塊質(zhì)量與其體積之比值，即巖塊單位體積的質(zhì)量。 =m/V

8、巖石塊體密度除與礦物成分有關(guān)外，還與巖石的空隙性及含水狀態(tài)密切有關(guān)。致密而裂隙不發(fā)育的巖石，塊體密度與顆粒密度接近；隨空隙、裂隙的增加，塊體密度相應(yīng)減少。注意：（1）s與的區(qū)別 (s)（2）s與的單位 （g/cm3, kN/m3） （3）測(cè)試方法（s-比重瓶法；-量積法）工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)二、巖石的空隙性巖石孔隙性和裂隙性的統(tǒng)稱，用空隙率表示。巖石空隙率是巖石中空隙體積與巖石總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示。巖石的空隙有的與大氣相通稱開空隙，有的與大氣 不相通稱閉空隙。開空隙按開啟程度有大、小之分，故把巖石的空隙率分為總空隙率、總開空隙率、

9、大開空隙率、小開空隙率和閉空隙率。其計(jì)算公式如下：2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 9巖石的空隙(裂隙、孔隙) 閉空隙開空隙大開空隙小開空隙工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 10%10000VVnv%100VVnvbbbvaannVVn0%1000%100nnVVnvcc1dssVVVe%100)1 (%100sdvVVn隙比巖石空隙率 總空隙率(n) 總開空隙率(no) 大開空隙率(nb) 小開空隙率(na) 閉空隙率(nc)工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

10、2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 11第三節(jié)第三節(jié) 巖石的水理性質(zhì)巖石的水理性質(zhì)巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為水理性質(zhì)。主要有巖石的吸水性、軟化性、抗凍性及透水性等。一、巖石的吸水性定義：巖石在一定的試驗(yàn)條件下吸收水分的能力，稱為巖石的吸水性。常用吸水率、飽和吸水率和飽水系數(shù)等指標(biāo)表示。1.吸水率(Wa)：巖石試件在大氣壓力和室溫條件下自由吸入水的質(zhì)量(mw1)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比，用百分?jǐn)?shù)表示巖石吸水率的大小，主要取決于巖石中空隙和裂隙的數(shù)量、大小及其開啟程度，此與巖石成因及巖性有關(guān)。 %10021wwammW工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石

11、的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 122.飽和吸水率巖石的飽和吸水率(Wsat)是指巖石試件在高壓(一般為15MPa)或真空條件下吸入水的質(zhì)量(mw2)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比，用百分?jǐn)?shù)表示:巖石的飽和吸水率也是表示巖石物理性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。%1002swsatmmW工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 133.飽水系數(shù) 巖石的吸水率(Wa)與飽和吸水率(Wsat)之比，稱為飽水系數(shù)。 它反映了巖石中大、小開空隙的相對(duì)比例關(guān)系。satasWWK/工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的

12、工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 14二、巖石的軟化性 巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性。用軟化系數(shù)表示。 軟化系數(shù)(KR)為巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度(cw)與干抗壓強(qiáng)度(c)的比值。ccwRK 顯然KR 愈小，巖石軟化性愈強(qiáng)，巖石的軟化性取決于巖石的礦物組成與空隙性，當(dāng)巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，大開空隙較多，巖石的軟化性較強(qiáng)，軟化系數(shù)較小。 KR0.75，巖石的軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)較好； KR0.75，巖石軟化性較強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大

13、學(xué)工程學(xué)院 15三、巖石的抗凍性 巖石抵抗凍融破壞的能力，稱為抗凍性和質(zhì)量損失率來表示。 抗凍系數(shù)(Rd)：巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度(c2)與凍融前干抗壓強(qiáng)度(c1)之比，用百分?jǐn)?shù)表示%10012ccdR工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 16 質(zhì)量損失率(Km)：凍融試驗(yàn)前后干質(zhì)量之差(ms1ms2)與試驗(yàn)前干質(zhì)量(ms1)之比，以百分?jǐn)?shù)表示%100121sssmmmmKRd75，Km2，抗凍性高;吸水率Wa5、軟化系數(shù)KR0.75，飽水系數(shù)小于0.8的巖石，抗凍性高。工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五

14、章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 17四、巖石的透水性 在一定的水力梯度或壓力差作用下，巖石能被水透過的性質(zhì)，稱為透水性。 一般認(rèn)為，水在巖石中的流動(dòng)，如同水在土中流動(dòng)一樣，也服從于線性滲流規(guī)律達(dá)西定律，即 滲透系數(shù)是表征巖石透水性的重要指標(biāo)。其大小取決于巖石中空隙的數(shù)量、規(guī)模及連通情況等，并可在室內(nèi)根據(jù)達(dá)西定律測(cè)定。KJU 工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第三節(jié)第三節(jié) 巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì)是巖石在外力作用下所表現(xiàn)出來的性質(zhì)。在外力作用下，巖石首先產(chǎn)生變形，這種變形可分為彈性

15、變形和塑性變形。彈性變形是物體受力發(fā)生的全部變形，在外力解除的同時(shí)立即消失。因而是可逆變形；塑性變形是物體受力后，在外力解除后，變形不再恢復(fù)，是不可逆變形，又稱為永久變形或殘余變形。隨著力的不斷增加，當(dāng)達(dá)到或超過某一極限值時(shí)，巖石便產(chǎn)生破壞。巖石抵抗外力破壞的能力稱為強(qiáng)度。根據(jù)破壞的應(yīng)力類型，巖石破壞有拉破壞、剪破壞和流動(dòng)破壞。由于受力狀態(tài)和破壞形式的不同，巖石強(qiáng)度又可分為單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。研究巖石的力學(xué)性質(zhì)，一般是通過室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)進(jìn)行研究，主要研究巖石的變形破壞與強(qiáng)度性質(zhì)。2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 賈洪彪18工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖

16、石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 19一、一、單軸壓縮條件下的巖石變形單軸壓縮條件下的巖石變形（一）（一） 連續(xù)加載連續(xù)加載 1 1、變形階段、變形階段空隙壓密階段(OA)：曲線呈上凹型峰值前變形階段峰值后變形階段oABCDE(+) (-) L V d 破壞后階段(DE)全過程曲線前過程曲線非穩(wěn)定發(fā)展階段(CD) D點(diǎn):峰值強(qiáng)度微裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段(BC) C點(diǎn):屈服強(qiáng)度彈性變形階段(AB) B點(diǎn):彈性極限工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 賈洪彪202、峰值前巖塊的變形特征、

17、峰值前巖塊的變形特征 彈性型彈-塑性型塑-彈性型塑-彈-塑性型1塑-彈-塑性型2彈性-蠕變型工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 213、巖石的變形參數(shù)、巖石的變形參數(shù)1)變形模量（modulus of deformation)是指單軸壓縮條件下，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。 當(dāng)應(yīng)力-應(yīng)變?yōu)橹本€關(guān)系時(shí)，變形模量為常量，數(shù)值上等于直線的斜率。該模量又稱為彈性模量)oLiiEii工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 22當(dāng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線為“S

18、”型 ，常用的有初始模量、切線模量和割線模量。初始模量初始模量(i)指曲線原點(diǎn)處切線斜率：切線模量切線模量(t)指曲線上任一點(diǎn)處切線的斜率，在此特指中部直線段的斜率：割線模量割線模量(s)指曲線上某特定點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，通常取c處的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率：Lo2501i1502iiiiE1212tE5050iEiiiE1212tE5050iE工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 232)泊松比():是指在單軸壓縮條件下，橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比，即 在實(shí)際工作中，常采用/處的橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變來計(jì)算巖塊的泊松比。 巖塊

19、的變形模量和泊松比受巖石礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、風(fēng)化程度、空隙性、含水率、微結(jié)構(gòu)面及其與荷載方向的關(guān)系等多種因素的影響，變化較大。Ld工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 24（二）（二） 循環(huán)加載循環(huán)加載2. 卸荷點(diǎn)（P）的應(yīng)力高于巖石的彈性極限(A)，則卸荷曲線從原來的加荷曲線偏離出來。1. . 卸荷點(diǎn)（P）的應(yīng)力低于巖石的彈性極限(A)，則卸荷曲線將基本上沿加荷回到原點(diǎn)，表現(xiàn)為彈性恢復(fù)（圖）。工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì) 3.如反復(fù)加、卸荷多次，可得到如下圖所示

20、的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，由圖可見，每次加荷曲線與卸荷曲線都不重合，圍成一環(huán)行面積，稱為回滯環(huán)。當(dāng)每次卸荷后再加荷到原來荷載并繼續(xù)增加時(shí)（圖a），則曲線沿著單調(diào)加荷曲線上升，其形狀與連續(xù)加荷情況基本一致。說明反復(fù)受載過程并未改變巖石變形的習(xí)性。當(dāng)應(yīng)力在彈性極限以上的某一較高應(yīng)力下反復(fù)加荷卸荷時(shí)（圖b），將導(dǎo)致變形進(jìn)一步增加，直至破壞。破壞時(shí)的應(yīng)力低于峰值強(qiáng)度，通常稱為疲勞強(qiáng)度。 (巖石記憶、回滯環(huán)、疲勞破壞）2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 賈洪彪25工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 26工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概

21、論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 27二、單軸受力條件下的巖石的強(qiáng)度二、單軸受力條件下的巖石的強(qiáng)度巖石強(qiáng)度：巖石抵抗外力破壞的能力，按外力的性質(zhì)不同，又可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度等。巖塊破巖塊破壞方式壞方式 脆性破壞脆性破壞塑性破壞塑性破壞(延性破壞）延性破壞）拉破壞拉破壞剪切破壞剪切破壞工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 281、定義：、定義： 在單向壓縮條件下，巖石能承受的最大壓應(yīng)力，稱為單軸抗壓強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱抗壓強(qiáng)度（MPa） 。 2、意義意義

22、衡量巖塊基本力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo) 巖體工程分類、建立巖體破壞判據(jù)的重要指標(biāo) 用來大致估算其他強(qiáng)度參數(shù) 3、測(cè)定方法測(cè)定方法 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 式中為抗壓強(qiáng)度(MPa)；p為巖石試件受壓破壞時(shí)的荷載(N); A為試件的斷面積(mm2)。試樣pApcc一、單軸抗壓強(qiáng)度一、單軸抗壓強(qiáng)度ccc工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 29二、單軸抗拉強(qiáng)度二、單軸抗拉強(qiáng)度t1.定義：定義： 單向拉伸條件下，巖石能承受的最大拉應(yīng)力，稱為巖石的抗拉強(qiáng)度。2.意義：意義： 衡量巖體力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo) 用來建立巖石強(qiáng)度判據(jù)，確定強(qiáng)度包絡(luò)線 選

23、擇建筑石材不可缺少的參數(shù) 3.測(cè)定方法：測(cè)定方法： 直接拉伸 間接法(劈裂法、點(diǎn)荷載法、三點(diǎn)彎曲法)工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 30APtt直接拉伸法是將圓柱狀試件兩端固定在材料試驗(yàn)機(jī)的拉伸夾具內(nèi)，然后對(duì)試件施加軸向拉荷載至破壞。PtPt工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 31劈裂試驗(yàn)是用圓柱體或立方體試件，橫置于壓力機(jī)的承壓板上，且在試件上、下承壓面上各放一根墊條。然后以一定的加荷速率加壓，直至試件破壞。工程地質(zhì)學(xué)概論工程

24、地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 32在線布荷載(p)作用下，沿試件豎直向直徑平面內(nèi)產(chǎn)生的近于均布的水平拉應(yīng)力x=2p/DL在水平向直徑平面內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力y= 6p/ DL抗拉強(qiáng)度:DLPtt2（圓形試樣）22aPtt（方形試樣）工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 33點(diǎn)荷載試驗(yàn)是將試件放在點(diǎn)荷載儀中的球面壓頭間，加壓至試件破壞，利用破壞荷載求巖塊的點(diǎn)荷載強(qiáng)度。 工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)202

25、2-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 34 點(diǎn)荷載強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度kIst2DPIst工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 351、定義：定義：在剪切荷載作用下，巖（石）塊抵抗剪切破壞的最大剪應(yīng)力，稱為剪切強(qiáng)度2 2、類型、類型： （1）抗剪斷強(qiáng)度：抗剪斷強(qiáng)度：指試件在一定的法向應(yīng)力作用下，沿預(yù)定預(yù)定剪切面剪斷時(shí)的最大剪應(yīng)力。它反映了巖石的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦阻力。 （2）抗切強(qiáng)度：抗切強(qiáng)度： 指試件上的法向應(yīng)力為零時(shí)，沿預(yù)定剪切面剪斷時(shí)的最大剪應(yīng)力。它反映了巖石的內(nèi)聚力。 （3）抗剪（摩擦）強(qiáng)度：摩擦）強(qiáng)度： 指試件在一定的法向應(yīng)力作用下，沿已已有有破裂面（層面、節(jié)理等）再次剪切破壞時(shí)的最大剪應(yīng)力。它反映了巖石中微結(jié)構(gòu)面或人工破壞面上的阻力。Ctg Ctg三、剪切強(qiáng)三、剪切強(qiáng)度度工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 363 3、意義、意義 反映巖塊的力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo) 用來估算巖體力學(xué)參數(shù)及建立強(qiáng)度判據(jù) 4 4、測(cè)試方法測(cè)試方法 直剪試驗(yàn) 變角板剪切試驗(yàn) 三軸試驗(yàn) 工程地質(zhì)學(xué)概論工程地質(zhì)學(xué)概論:第五章第五章 巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2022-3-7中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院 37直剪試驗(yàn)在直剪儀上