内容发布更新时间 : 2024/5/17 9:56:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

即：r1c?cctan??r1ccsc?

因为：r1=82.25 MPa，φ=35.2°， 所以求得：c=42.64 MPa 所以：AO=c ctanφ=60.45 MPa ΔABC≌ΔADE得：r1r2?ACcctan??r1?AEAO??3?r2

解得：r2=137.76 MPa

所以σ1=40.8+2×137.76=316.32 MPa

(8) 在威克尔(Wuerker)假定条件下，岩石抗压强度是它的抗拉强度的多少倍？

解：由上述题(5)知：

cos??c1?sin?1?sin????t2ccos?1?sin?1?sin?故

2c

c

φ (1+si(1-siσnφ) nφ) σt

/

1.4220.5772.463

25

618

30 35

576

40

788

45

107

50

382 0.5

913 3

1.5

1.5730.4263.690

424

172

1.6420.3574.598

212

91

1.7070.2925.828

893

427

1.7660.2337.548

16

044

55

152

60

025

根据此式点绘的图如下：

15010050002040956 632

1.8190.18010.05

848

901

1.8660.13313.92

975

82

6080100

五、岩石的变形特征

一、 解释下例名词术语

1、刚性压力机：用伺服系统来获得试件全过程曲线的压力机。

2、全过程曲线：反映单轴压缩岩石试件在破裂前后全过程的应力应变关系的曲线。

3、初始模量：应力—应变曲线在原点处的切线斜率。 4、切线模量：应力—应变曲线直线段的斜率。

5、割线模量：从应力—应变曲线的原点到曲线上一点的连线的斜率，取通常σc的40-60%。

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6、泊松比：是指在单轴压缩条件下，横向应变与轴向应变之比。 7、弹性滞后：多数岩石的大部分弹性变形在卸荷后能很快恢复，而小部分（约10%~20%）须经过一段时间才能恢复，这种现象称为弹性滞后。.

8、塑性滞环：岩石在循环荷载条件下，每次加荷，卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积，即塑性滞环。.

9、岩石的记忆：每次卸载后再加载到原来的应力后继续增加荷载，即逐级循环加载，则新的加载曲线段将沿着卸载前的加载曲线方向上升的形象。

10、反复循环：在低于弹性极限的恒定应力下反复加载、卸载。 11、逐级循环：每次卸载后再加载到原来的应力后继续增加荷载。 12、疲劳强度：岩块在高于弹性极限的某一应力下反复加载、卸载时将导致试件进一步的变形，发生破坏时的应力低于单轴抗压强度，这一应力称为疲劳强度。

13、岩石的流变性：岩石的变形和应力受时间因素的影响，在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化的现象叫流变。

14、蠕变：岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质。 15、松驰：岩石在长期的应力作用下，强度渐渐变小的性质称之为松弛。 16、初始蠕变：在本阶段内，蠕变曲线呈下凹型，特点是应变最初随时间增大较快，但其应变率随时迅速递减到B点达到最小值。

17、等速蠕变：本阶段内，曲线呈近似直线，即应变随时间近似等速增加，直到C点。

18、加速蠕变：本阶段蠕变加速发展直到岩石破坏。

19、长期强度：把出现加速蠕变的最低应力值称为长期强度。

20、力学介质模型：用已知边与变形关系的简单元件来描述固体物质在受力条件下的变形特征。用于模拟某种物质的力学性质而用其它具有相似性质的材料建立的模型。

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21、体积应变曲线：用于描述岩石所受应力与体积应变相互关系的曲线称为体积应变曲线。

22、初裂：岩石在荷载作用下，经过弹压压缩阶段，岩石体内开始出现微小裂缝的过程，称为初裂。

二、简答题

(1) 单轴压缩条件下，岩石变形曲线的主要类型有哪些？ 答：如图所示： σⅠooσⅡoσⅢεεεσⅣoσⅤσⅥ 根据米勒的试验结果，岩石变形曲线的主要类型有以下六种：类型Ⅰ表现为近似于直线关系的变形特征，直到发生突发性破坏，且以弹性变形为主。类型Ⅱ，开始为直线，至末端则出现非线性屈服段。类型Ⅲ开始为上凹型曲线，随后变为直线，直到破坏，没有明显的屈服段。类型Ⅳ为中部很陡的“s”形曲线。类型Ⅴ是中部较缓的“s”形曲线。类型Ⅵ开始为一很小的直线段，随后就不断增长的塑性变形和蠕变变形。

(2) 图示单轴压缩条件下岩石变形的全过程曲线，说明各特征点的位置和意义，简述岩石变形各阶段及其机制。. εoεoεσdεⅢεvCCⅡBDⅢⅣLεBⅡAⅠo扩容AⅠ压缩ε 19

答：单轴压缩条件下岩石变形的全过程曲线如上图所示：

（Ⅰ）孔隙裂隙压密阶段（OA），试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合，岩石被压密，形成早期的非线性变形。

（Ⅱ）弹性变形至微破裂稳定发展阶段（AC段），据其变形机理又可细分弹性变形阶段（AB段）和微破裂稳定发展阶段（BC段），弹性变形阶段不仅变形随应力成比例增加，而且在很大程度上表现为可恢复的弹性变形，B点的应力可称为弹性极限。微破裂稳定发展阶段的变形主要表现为塑性变形，试件内开始出现新的微破裂，并随应力增强而逐渐发展，当荷载保持不变时，微破裂也停止发展，这一阶段的上界应力（C点应力）称为屈服极限。

（Ⅲ）非稳定破裂发展阶段（CD）。由于破裂过程中造成的应力集中效应显著，即使外荷载保持不变，破裂仍会不断发展，并在某些薄弱部位首先破坏，应力重新分布，其结果又引起次薄弱部位的破坏，依次进行下去直到试件完全破坏。

（Ⅳ）破坏后阶段（D点以后阶段）：岩块承载力达到峰值后，其内部结构完全破坏，但试件仍基本保持整体状，到本阶段，裂隙快速发展，交叉且相互联合并形成宏观断裂面，此后，岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移，试件承载力随变形增大迅速下降，但并不降到零，说明破裂的岩石仍有一定的承载能力。

(3) 简述岩石单轴压缩变形试验的试验方法、过程、和资料整理。 答：试样大多采用圆柱形，一般要求试样的直径为5cm，高度为10cm，两端磨平光滑，在侧面粘贴电阻丝片，以便观测变形，用压力机对试样加压，在任何轴向压力下都测量试样的轴向应变和侧向应变，设试样的长度为 l，直径为d，试样在荷p作用下轴向缩短Δl，侧向膨胀Δd，则试样的轴向应变为：

εa=Δl/ l，以及侧向应变为：εc=Δd/d，试样面积为A，则σ=P/A，根据数

据绘制应力-应变曲线。

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