高等巖石力學(xué)教案2009-02

1、為石力重慶大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)科工學(xué)碩士學(xué)位課程高等巖石力學(xué)目錄緒論第1章巖石物理力學(xué)性質(zhì)第2章巖體力學(xué)性質(zhì)第3章地應(yīng)力及其測(cè)量第4章巖石木構(gòu)關(guān)系與強(qiáng)度理論第5章巖右力學(xué)數(shù)值分析方法 第6章巖石地下丁程第7章巖右邊坡丄程第8章巖石地阜丁程第9章巖右力學(xué)研究新進(jìn)展4巖石的力學(xué)性質(zhì)1）巖石的強(qiáng)度2）巖石的變形性質(zhì)第1章巖石物理力學(xué)性質(zhì)1 概述2. 巖石和巖體的基木構(gòu)成與地質(zhì)分類(lèi)3. 巖石的物理性質(zhì)4. 巖石的力學(xué)性質(zhì)影響巖石力學(xué)性質(zhì)的主要因素1）巖石的強(qiáng)度A背石強(qiáng)度的定義及其分類(lèi)B巖石強(qiáng)度試驗(yàn)的賊本要求C卩軸抗壓強(qiáng)度D點(diǎn)荷載強(qiáng)度E單軸抗拉強(qiáng)度F抗剪切強(qiáng)度G三軸抗床強(qiáng)度H破壞后強(qiáng)度I不同荷載作用下巖石的典

2、型破壞類(lèi)型A巖石強(qiáng)度的定義及其分類(lèi)巖石強(qiáng)度的定義s即巖H在并種不b0荷我作用 下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力.影響巖石強(qiáng)度的主要因素：試件尺、J、形狀、三維尺寸比例載荷條件、加戦或變形速率、加載路徑溫度、濕度試件加TMft：（國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)）ISRM標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)建議標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容框架:A試件形狀與尺寸A試件個(gè)數(shù)A端面平行度»端面與側(cè)面平整度A端面處理A靜態(tài)加載速率或應(yīng)變速率A實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件一一溫度與濕度巖石強(qiáng)度的分類(lèi):單釉抗拉強(qiáng)度»抗剪切強(qiáng)度三軸抗壓強(qiáng)度»破壞后強(qiáng)度ss(v>H 12 MH*域什帀於(川巖樣采集及其基木要求定義與計(jì)算式:巖石在單軸用縮荷載作

3、用下達(dá)到破壞前所能承受的最大壓應(yīng)力稱(chēng)為巖石的E軸抗丿k強(qiáng)度(uniaxial compressive strength),或稱(chēng)為II礙制性抗爪強(qiáng)度(unconfined compressive strength). W為試件只受到軸向爪力作用.側(cè)向沒(méi)有壓力.因此試件變形沒(méi)冇受到限制.如右下圖所示.國(guó)際上通常把單軸抗壓強(qiáng)度表示為UCS,我 國(guó)習(xí)慣十將單軸抗壓強(qiáng)度表示為% 其值等j: 達(dá)到破壞時(shí)的最人軸向壓力P除以試件的橫截 而枳A即：Pc單軸抗壓強(qiáng)度定義與計(jì)算式實(shí)驗(yàn)用設(shè)備三種主要破壞形式端面約束效應(yīng)高徑(寬)比對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響三種常見(jiàn)的破壞形式:< ° >< b

4、> 14 鐵勢(shì)鞅巖石常見(jiàn)破壞形式素描圖:材料的泊松效應(yīng)以及巖石靖面與鋼壓板間的摩擦*fp由于巖石與鋼承丿k板的泊松 效應(yīng)不同，將在英接觸面上引 起相對(duì)錯(cuò)動(dòng),由此在接觸面上 產(chǎn)左摩擦力F.端面約束效應(yīng)8材料的泊松效應(yīng)巖石端面與鋼斥板間的摩擦巖石端面的復(fù)朵應(yīng)力狀態(tài)分析改善端面約束效應(yīng)的兒種1:要方法巖石HI面的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)分析:巖石鋼面的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)分析:B !« 贓朋性*BE«ZMn«fVAKAra 2-5臺(tái)刈十金M低之特殊形狀的試件:改善竭面約束效應(yīng)的幾種主要方法：接觸啲間插入緩沖材料：黃油、紫 銅片、紙板、橡膠等加工特殊形狀的試件國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)推薦相同形

5、狀尺 寸的鋼壓板K 6.2.1中的柱翦盤(pán)五宦一心 肚;I與涇按緻的BJID開(kāi)蟾.b； m»«P!I力的雑形瑞塊.（C中部具有產(chǎn)距 長(zhǎng)度的適卡試樣.（町醫(yī)配喊塊高徑（寬）比對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度的影響:W 1-4 試廈值 4 勺試件比之|8|的關(guān)娛用慮僭D點(diǎn)荷載強(qiáng)度P38/ 實(shí)於設(shè)務(wù)：液壓泵、千斤頂、圓錐形加壓頭 試件形狀：025-50mm的巖芯 強(qiáng)度指標(biāo)（jls（50）：fX30) = * /,(D)(1-17)k = 0.2717-t0.01457D (宜 D 筵 SSmmM)(1-18)k - 0.754D -t 0.H05WDD > 55 mmW)(1-19)單軸抗壓強(qiáng)

6、度叨S(50)間的關(guān)系:升=247/50)(1-20)E單軸抗拉強(qiáng)度定義與計(jì)算式克接試驗(yàn)方法間接試驗(yàn)方法I工接試驗(yàn)方法Zm l it拉伸認(rèn)迪加載和試件爪血1劃定義與計(jì)算式：巖石在單軸拉伸荷載作川下達(dá)到破壞時(shí)所能 承受的最大拉應(yīng)力稱(chēng)為巖石的單軸抗拉強(qiáng)度 （tensile strength）,或簡(jiǎn)稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度，理想化 的實(shí)驗(yàn)受力狀態(tài)如右卜圖所示。通常以T或©農(nóng)示單軸抗拉強(qiáng)度，其值等!于達(dá)到破壞時(shí)的最人軸向拉力X除以_試件的橫截而積A.即：“直接試驗(yàn)方法之二N : 12岸材性點(diǎn)按拉仲EJi*倉(cāng)已(12?)間接試驗(yàn)方法巴西試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)）:試件形狀：o50 X 25mm3 （圓餅試件）試驗(yàn)設(shè)

7、備與方法計(jì)算公式間接試驗(yàn)方法巴西試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)）單軸抗拉強(qiáng)度:2F6 =霜 im間接試驗(yàn)方法梁的彎曲試驗(yàn):試件形狀試驗(yàn)設(shè)備與方法計(jì)算公式齣御樹(shù)油獅盤(pán)慨低城 繃刪酬0詢(xún).Hf刪顯卵刪酬：!»)ilf綁嫌撕名詵嘲胸腳畫(huà)！F抗剪切強(qiáng)度a. 定義與分類(lèi)b. 非限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)c. 限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)d. 試驗(yàn)曲線分析a. 定義與分類(lèi)定義:巖石在剪切荷載作用卜達(dá)到破壞前所 能承受的最人明應(yīng)力稱(chēng)為巖右的抗剪切強(qiáng)度 (shear strength)«分類(lèi)：抗剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)分非限制性剪切強(qiáng)度 試驗(yàn)(unconfined shear strength)和限制性剪 切強(qiáng)度試驗(yàn)(confined

8、 shear strength)兩類(lèi)?？辜羟懈缍葘?shí)臉的分類(lèi):b.非限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)限制性燈切強(qiáng)度試驗(yàn)T f*鼻限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)單面剪切試驗(yàn)雙而剪切試驗(yàn)沖擊剪切試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置c.限制性剪切強(qiáng)度試驗(yàn)4剪儀壓剪試驗(yàn)角模壓剪（變角剪切、傾斜壓模剪切）試驗(yàn)直剪儀壓剪試驗(yàn)角模壓眄試驗(yàn) （亦稱(chēng)變角剪切 試驗(yàn)或傾斜壓 模剪切試驗(yàn)）d.試驗(yàn)曲線分析一好切強(qiáng)慢d.試驗(yàn)曲線分析一不同正應(yīng)力條I F剪應(yīng)力-位移曲線圖1-10 hoi制性剪療媒度汶驗(yàn)結(jié)貼 繪制奠爾強(qiáng)度包絡(luò)線Ml匚 VZ-C0»CWWG三軸抗壓強(qiáng)度P35a. 定義與分類(lèi)b. 常規(guī)三軸加載及其強(qiáng)度c. 真三軸加載及兀強(qiáng)

9、度a定義與分類(lèi)定義：為限制性抗床強(qiáng)度分類(lèi)：常規(guī)三軸抗壓強(qiáng)度：常規(guī)三軸加載，立方體試件 賓三軸抗壓強(qiáng)度：真三軸加載，圓柱體試件b常規(guī)三軸加載及其強(qiáng)度加載方式及其實(shí)驗(yàn)裝汽莫爾強(qiáng)度包絡(luò)線粘結(jié)力與內(nèi)摩擦角-<oM人n常規(guī)三軸加 式及其實(shí)驗(yàn)裝迎mi -“周圧卜破壊過(guò)程e可視化三軸圧縮強(qiáng)度試験小。連続寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験屮連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験中連続芻真三軸圧縮強(qiáng)度試験中0連続寫(xiě)真三軸丿£縮強(qiáng)度試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験屮連続寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験小連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮強(qiáng)度試験中°連続寫(xiě)真H破壊直前0寫(xiě)真撮影寫(xiě)真撮影夬亍2構(gòu)

10、築開(kāi)発IzZ：寫(xiě)真撮影:> 巧"特徴三軸圧縮夕V-7-試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮夕1丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八丿一才試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮夕丿一 7試験中<0連続寫(xiě)真M軸圧統(tǒng)P |丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八試験中連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮夕V-7-試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮夕）丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八一才試験中。連続行真三軸圧縮9'丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧統(tǒng)p I丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八一乍試験中連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮夕I丿一才試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮八一乍試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八丿一才試験中。連続寫(xiě)真三軸丿£縮夕M 一 7試験中0連続寫(xiě)真工軸圧縮八丿一

11、才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八一乍試験屮連統(tǒng)寫(xiě)真工軸圧縮八丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八一乍試験屮連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮夕V-7-試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮夕試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八一才試験中。連続寫(xiě)真三軸圧縮°）丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八丿一才試験屮。連続寫(xiě)真三軸圧縮夕M -7-試験中連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮八丿一才試験屮。連続寫(xiě)真三軸圧縮夕M -7-試験中連統(tǒng)寫(xiě)真三軸圧縮夕V-7-試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮夕丿一才試験中連続寫(xiě)真三軸圧縮八丿一才試験中。連続寫(xiě)真'丿一才試験中連続寫(xiě)真二種丄要擬介方式直線型或女fi線型拋物線型雙曲錢(qián)型c真三軸加載及其強(qiáng)度真三軸加載方式及其實(shí)驗(yàn)裝置中間主應(yīng)力對(duì)巖石

12、強(qiáng)度的影響貞三軸加載方式及氏實(shí)驗(yàn)裝置H破壞后強(qiáng)度a. 半程壓縮試驗(yàn)與全程壓縮試驗(yàn)b. 剛性伺服材料試驗(yàn)機(jī)全應(yīng)力一應(yīng)變曲線及其I：程意義圖1-21單軸壓締試較應(yīng)力-應(yīng)變曲線a半程壓縮試驗(yàn)與全程壓縮試驗(yàn)半程爪縮試驗(yàn)條件卜的變形曲線壓縮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)受力分析全程斥縮試驗(yàn)條件卜的變形曲線b剛性伺服材料試驗(yàn)機(jī)c全應(yīng)力一應(yīng)變曲線及其工程意義匸程意義一頂測(cè)巖爆剛性試驗(yàn)機(jī)液爪伺服控制系統(tǒng)rvi a“in全應(yīng)力一應(yīng)變曲線:工程意義：預(yù)測(cè)巖爆預(yù)測(cè)蠕變破壞預(yù)測(cè)循環(huán)加載條件下巖石的破壞工程意義一預(yù)測(cè)蠕變破壞ffl 1-23企應(yīng)力-應(yīng)變曲線備測(cè)巖爆示住旳ffl 1 21仝應(yīng)力應(yīng)處山線條測(cè)陸交破壞注，交興止fdttit是在不同

13、應(yīng)力水平下交終止點(diǎn)的連絃丁程意義一預(yù)測(cè)循環(huán)加我條件卜巖石的破壞I不同荷載作用下巖石的典型破壞類(lèi)型:甩4.5.1 o m軸壓細(xì)中的漢向破. e勿切磁裂.(c)鄉(xiāng)礪為 切破禮(町拉仲破裂.由履苗皺盧生的綻停破割2）巖石的變形性質(zhì)A. 概述B. m軸斥縮荷載條件卜巖石的變形待征C. 三軸壓縮荷我條件下巖石的變形持征D. 循環(huán)載荷條件下巖石的變形特征E. 巖石變形指標(biāo)及其確定F. 巖石的擴(kuò)容I.巖石的各向異性A.概述a. 巖石變形的定義b. 巖石變形的表示方法c巖石變形的一般特征c. 巖石變形的三種基木類(lèi)別蜃件 SBa. 巖石變形的定義所謂巖石的變形是指巖石在外界因素的 影響卜,所產(chǎn)生的E態(tài)殳化，而巖

14、石力學(xué) 中所討論的巖石變形，般是指巖石在 加/ J卜所產(chǎn)生的於變化。 iA ilb. 巖石變形的表示方法在以應(yīng)力為縱軸、以應(yīng)變?yōu)闄M軸的冇角 坐標(biāo)系中繪制的各類(lèi)應(yīng)丿丿-n%血 亦丿丿縱變iih 線、軸向w力-橫向心 燦線、軸向應(yīng)力-體 應(yīng)變曲線等來(lái)衣述。C.巖石變形的一般特征之一巖石一般，在加棧過(guò)程中也不出現(xiàn)明顯的I攵：【U 其應(yīng)力一應(yīng)變曲線也非嚴(yán)格的直線。C.巖石變形的般特征Z二巖石一旦在外力作用下產(chǎn)生了變形， 不論該變形有多小，卸載后都或多或少 地殘留有-定數(shù)量的K久戈孩（亦稱(chēng)塑 性變形），且該永久變形的大小將隨外 力的增加而增大，該現(xiàn)象在結(jié)構(gòu)疏散或 軟巖中更為突出。c. 巖石變形的一般特征

15、之三在反復(fù)加、卸載過(guò)程中,每對(duì)加、卸載曲線 都不廳機(jī)卩介,其間呈現(xiàn)所謂“塑性滯環(huán)”現(xiàn) 彖，這表明巖石在反復(fù)加、卸載過(guò)程中，It應(yīng) 力一應(yīng)變曲線具有明顯的非單值性。但若將 加、卸載值固定,并反復(fù)進(jìn)行，則相應(yīng)的“ I”的面積將可能隨加、卸載循環(huán)次數(shù)的遞增而減少,且其卸載至零時(shí)的永久變形量乜 隨循環(huán)次數(shù)的遞增而降低。C.巖石變形的一般特征之四對(duì)于節(jié)理、裂隙較多的巖石，在受裁初 期，般都顯示出具有-個(gè)J I、,即在應(yīng)力一應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為 塑彈性，而對(duì)于結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬的巖石，則 在應(yīng)力一應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為彈脆性。C.巖石變形的-般特征之五在描述巖石的變形特性時(shí)，所采用的 “線性”、“可逆”等等術(shù)語(yǔ)，都是簡(jiǎn)化

16、近似 的概念,而像“彈性極限”、“彈性模量”、 “泊松比”等材料參數(shù)也都是在一定條件H 的 或 。C巖石變形的一般持征：巖和股不堆從虎克進(jìn)卅住加拔過(guò)秤中也不:譏點(diǎn).其應(yīng)力一向受曲找也嚴(yán)恪的ftth巖石 "4外力什用卜產(chǎn)件.變形.小論該變-）、卸製后那或或少抱嫂用存 進(jìn)散駅的水久變彤（亦稱(chēng)熨性變形 11該水久受形的人 小將隨外力的増加向增人.該現(xiàn)紋化結(jié)構(gòu)iftlft或狀巖中出為知山WkI環(huán)培表朝巖石tPtttt程中其應(yīng)力應(yīng)受由 枚貝的明顯的IIMtti性.但卩將加、卸載值18迄并反復(fù)進(jìn)行.JM卅應(yīng)的的而積將"J能前H 加裁的的堆而被少.II lUUikr導(dǎo)時(shí)的水久變形At也甌

17、帑壞次散的遞增而l«H心對(duì)理.製隊(duì)較多的林仃.（戈儀初期h. «hr閉合的過(guò)程I在應(yīng)力 應(yīng)變曲線上衣現(xiàn)為押廈性而對(duì)rm *« SME的巖i 則“應(yīng)力一應(yīng)變曲伐上表現(xiàn)為MHSIftM述u的蝕彤轉(zhuǎn)性時(shí).mi L J- m “nr等弟術(shù)訥mm化 近念.而啊性樓破誘性欖ar泊松比等MH»*也祁見(jiàn)在 定條d下的近均值 Ail 25彈性變形：在受外力作用的瞬間即 產(chǎn)生全部變形，而去除外 力（卸載）后又能立即恢復(fù)其 原有形狀和尺寸的變形。粘性變形，受外力作用后變形 不能在瞬時(shí)完成，且 其應(yīng)變率隨應(yīng)力增加 而增加的變形。d巖石變形的三種基本類(lèi)別彈性變形塑性變形粘性變形n

18、oon1 0 &塑性變形=受外力作用后產(chǎn)生 變形，在外力去除（卸 載）后變形不能完全恢 復(fù)的變形?？紫读严队妹茈A段彈性變形階段卄穩(wěn)定破裂發(fā)展階段破裂后階段B中軸壓縮荷載條件卜巖石的變形特征a. 巖石的典型應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線 及其四個(gè)基本階段b. 巖石變形曲線的六種基本類(lèi)型孔陳製陳J£密階段（0A段h即試件中原有張開(kāi)性結(jié)構(gòu)血或微裂隙逐漸閉合，巖石被壓密，形成早期的罪線性變形，曲線呈上凹 型，任此階段試件橫向膨脹較小，試件體枳隨 荷載增人而減小，本階段變形對(duì)裂隙化巖石來(lái) 說(shuō)較明顯，而對(duì)堅(jiān)破少裂隙的巖石則不明顯， 甚至不顯現(xiàn)。非穂定破製發(fā)展階段（或稱(chēng) I進(jìn)性破製階段，BC段）IB

19、點(diǎn)是巖右從彈性變?yōu)樗苄缘霓D(zhuǎn)折破斫階段（C點(diǎn)以厲段）:巖塊承載力達(dá)到峰值強(qiáng)度 后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，點(diǎn),稱(chēng)此點(diǎn)為屈眼點(diǎn)，相應(yīng)F該點(diǎn)的hv.力為屈服應(yīng)力（即屈服極限）.H值約為峰值強(qiáng)度的 三分Z二，進(jìn)入本階段后，微破裂的發(fā)展出現(xiàn)了質(zhì) 的變化，破裂不斷發(fā)展，直至試件完全破壞，試件們?cè)嚰颈３终w狀，到本階段，裂隙快速發(fā)展,交叉且相互聯(lián)合形成宏觀斷裂面,此后,巖由體積壓縮轉(zhuǎn)為擴(kuò)容,軸向應(yīng)變和體積應(yīng)變速率迅 速増大，本階段的上界應(yīng)力稱(chēng)為峰值強(qiáng)度.塊變形主耍衣現(xiàn)為沿宏觀斷裂面的塊體滑移，試 件承載力隨變形増人迅速下降，但并不定降到 零，說(shuō)明破裂的巖石仍有定的承戯力。eSSKBSBB 化 9峰值前巖石的

20、6種典型應(yīng)力一應(yīng)變曲fthb. 巖石變形曲拔的六種基本類(lèi)型彈脆性彈一塑性塑一彈性塑一彈一塑性（堅(jiān)硬巖石）塑一彈一塑性（軟弱巖石）彈一粘性?xún)H）阿 ？C三軸壓縮荷載條件卜巖石的變形特征a. 不同鬧壓下的變形曲線b圍壓對(duì)巖石變形的影響轉(zhuǎn)化應(yīng)力b圍壓對(duì)巖石變形的影響隨著圍壓的增大, 增加隨著圍壓的增大,巖石的三軸扒丿z I!顯著巖右的顯著増加隨著用爪的增大.巖石的顯著増加隨著圍壓的增大，巖石的發(fā)生明顯變化,將有彈脆性向彈塑性再向應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變。C.轉(zhuǎn)化應(yīng)力常規(guī)三軸試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)研究結(jié)果衣明：1 圍壓作用呦 的變形性質(zhì)與單軸壓縮時(shí)不盡 相同。首先,破壞前巖石的應(yīng)變隨圍壓增大而增 加：直次，隨圍丿

21、3;増大，巖石的瞰性也不斷境 人,IL di life性逐漸轉(zhuǎn)化為塑性，并隨閘壓的進(jìn)一 步増大，還將出現(xiàn)應(yīng)變碩化現(xiàn)象（即巖石承載;力 隨用爪增加而增加）。為此，我們把巖仃由脆性 轉(zhuǎn)化為槊性的臨界11；1丿E稱(chēng)為轉(zhuǎn)化丿I；.力，一般而 言，巖冇越堅(jiān)鎖.轉(zhuǎn)化應(yīng)力越大，反之亦然。SBSBSBBBBSB的乜三a.4種典型巖石線彈性完全彈性彈性非彈性D循環(huán)載荷條件下巖石的變形特征a. 4種典型巖石b. 反復(fù)加載與卸載（循環(huán)載荷）條 件下的變形曲線c. 臨界應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度d. 巖石的變形記憶 4” 彤=拔彈性巖石:龍全彈性巖石:彈性巖石:規(guī)律。加載路徑與卸載路徑完 全重:介，多次反復(fù)加載、 卸載時(shí)，其應(yīng)力

22、應(yīng)變路 徑是相同的，都沿同一11 線往返。其加載、卸載路徑也 完全重介，但應(yīng)力應(yīng) 變關(guān)系是曲線，不是H 線，反復(fù)多次加載與卸 載，工應(yīng)力應(yīng)變路徑 仍服從此曲線關(guān)系。非彈性巖石:雖然加載曲線與卸載曲線不巫合。但是反復(fù)加載 與卸載時(shí)，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān) 系曲線總是服從此環(huán)路的如果卸載點(diǎn)p超過(guò)屈服點(diǎn),則卸載曲線不與加載曲 線巫合，形成塑性滯回環(huán)， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，卸載曲線的平均 斜率般與加載曲線直線段 的斜率相同，或者和原點(diǎn)切 線斜率相同。反復(fù)加、卸裁條件下（環(huán)載） 的變形曲拔：如果是參次反熒加微、卸載幅環(huán) II 每次施加的g大術(shù)戎9第次施加的 JtiAffa-n 6圖，則每次加. 卸型曲線都形成個(gè)數(shù)性滯冋環(huán).

23、這 些塑性滯網(wǎng)環(huán)隨右加.卸戲的次數(shù)増 加I仙愈來(lái)愈狀窄并且彼此愈來(lái) 近. 金來(lái)愈扱：“屮. 山 到某次循壞沒(méi)右型性受形為止。如果是多次反復(fù)加敘.卻我循環(huán)II 每次施加的最大荷戲比前次循環(huán)的 址大茍伐為大（右圖）.則融檸循環(huán) 次數(shù)的增加.級(jí)性嗣環(huán)的面積也有 所擴(kuò)大.卸般曲線的斜率也逐次略仃 刑加.農(nóng)明卸我應(yīng)力下的巖石材料彈 性有所增強(qiáng).巖石的變形記憶：分析右圖還發(fā)現(xiàn)，每次卸載后再加載,在荷載超過(guò)上次循環(huán)的最大荷載以后，變形曲線仍沿著原來(lái)的單調(diào)加載曲線上升，好 像不曾受到反復(fù)加載、卸載的影響似的，把這 種現(xiàn)彖稱(chēng)為巖石的變形記憶。KB5B=ESB Sa.變形模量定義：巖石在外載荷作用卜的軸向W力一軸

24、 向應(yīng)變曲線的斜率，即a變形模就分類(lèi)：B泊松比定義：巖石在外戦荷作用卜的橫向比變一軸向應(yīng)變曲線斜率的負(fù)值，即E巖石變形指標(biāo)及其確定a. 變形模量b. 泊松比c. 各巖石變形指標(biāo)之間的關(guān)系d. 影響巖石變形指標(biāo)的上要因索巖石變形指標(biāo)的般取值耐始模量：加栽段曲線上初始點(diǎn)的切線斜率ck»切線模鼠：加栽段曲線I澡點(diǎn)的切線斜率 :.模量:加越段曲銭上兩點(diǎn)間割線的斜率»彈性模量:加載段曲線上彈性直線段的斜率A卸棧段的變形模呈：卸載段曲線的外相應(yīng)斜率B泊松比分類(lèi)：»初始泊松比：加載段曲線I:初始點(diǎn)的切線斜率»切線泊松比：加載段曲線上某點(diǎn)的切線斜率割線泊松比：加載段曲線

25、上兩點(diǎn)間創(chuàng)線的斜率»彈性泊松比：加載段曲線上彈性直線段的斜率»卸載段的變形泊松比：卸我段曲線的各相W斜率a m3需見(jiàn)巖石比這筋名秋變形煎幽戚atett泊牡密始鼻性初始rttt20«150 1000.2-II.310-1010-101)0 22-0.3520-8050-100IM-D.2S2-5010-K0.2*04J0UW70-1500-D.320-5020-M0.2-0350-1W50-1201).2-1).310-3$20-W0.27470110M1500.12-0.2SM10-1003.2-03Z0a-idJ.2-OJ580-11080-1500.1-0.3

26、10-8050-19012-03540-IM60- I2«0.1-0.35白云fO-MKI-ID0.271SW-2W6O-2W0.1-0.2510-M 10-W9.2-0 35各巖石變形指標(biāo)Z間的關(guān)系:空交思換比和泊松比耳個(gè)劭基龍0：參數(shù)外，還有些從不同處度反映巖£變 &住質(zhì)的務(wù)故如剪切模址G、址痔常紋久及休積模肚氏帛這些冬數(shù)與變&憔 生E及泊松比何有如下關(guān)來(lái)：r'2(l I ”)E-仃)(1 2小(1-39)(XI)E影響巖石變形指標(biāo)的主要因素：巖石的礦物組成巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造巖石的風(fēng)化程度巖石的孔隙性巖石的含水率微結(jié)構(gòu)面及與荷載作川方向的關(guān)系

27、1;= “ 婕 Sa.巖石的體積應(yīng)變按照彈性力學(xué)的某本思路，有:£ = E + £y+68V =場(chǎng)+習(xí)+習(xí)F巖石的擴(kuò)容a巖石的體枳應(yīng)變b. 應(yīng)力一體積應(yīng)變曲線c. 應(yīng)力一體枳應(yīng)變曲線的三個(gè)寒本階段d. 巖石的擴(kuò)容S=HH= 使如C.應(yīng)力一體積應(yīng)變曲線的三個(gè)叢本階段:體積（壓縮）變形階段體積不變階段擴(kuò)容階段c. 巖石的擴(kuò)容顯然，巖石在外載荷作用下，在其破 壞前都將產(chǎn)生明顯的非線性體積膨脹變 形現(xiàn)象，我們把該II線性體枳膨脹變形 的現(xiàn)彖稱(chēng)之為巖石的擴(kuò)容。在巖石擴(kuò)容階段，巖石的泊松比將不 再是一個(gè)常量。© 存彤G巖石的各向異性白刪力學(xué)可亂著砒三向應(yīng)力狀態(tài)下，其圧加應(yīng)頰系如式酈.4= 5G +門(mén)冷+心小必仁必 5人竹=VnCi t 020令CBh十血小，f(”心叭=50 + 十CfiCr +存7" 4 “才憑+畑治(142J一 CH<r + “2©" <C<: + fuZip . "5丫聲 + C殆滄 rv= y + Y灼七 50 + “g 十討.+ c»yv ra - y * <«S f 3巧 * 吃滄如聯(lián)6聯(lián)可寫(xiě)慮k； = D|t|如用矩陣式可可也泌=D |K申b： - as.cr g s歸林