岩石的强度理论ppt课件

1、 第四节第四节 岩石的强度实际岩石的强度实际 由正应力和剪应力组协作用使岩石产生破坏受拉破坏、拉剪破坏，压剪破坏 莫尔包络线一、莫尔强度实际一、莫尔强度实际Mohr 1900Mohr 1900年提出，莫尔强度准那么年提出，莫尔强度准那么一根本思想一根本思想以脆性资料、铸铁 实验数据统计分析为根底；不思索中间主应力对岩石 强度的影响；忽略了对强度的影响忽略了对强度的影响)(f2三库伦三库伦莫尔强度实际准那么莫尔强度实际准那么CACoulomb1773年提出是莫尔准那么的一特例简约、运用简便二强度曲线二强度曲线莫尔图包络线莫尔图包络线表达式：表达式：由于岩石的力学性质所致，莫尔包线向应力增大的由于

2、岩石的力学性质所致，莫尔包线向应力增大的方向开放，单向抗拉强度小于单向抗压强度；单向方向开放，单向抗拉强度小于单向抗压强度；单向抗拉区小于单向抗压区。抗拉区小于单向抗压区。运用实例阐明运用实例阐明1 1实验根底：岩土资料压剪或三轴实验和实验根底：岩土资料压剪或三轴实验和 纯剪。纯剪。2 2破坏机理：根本思想资料属压剪破破坏机理：根本思想资料属压剪破坏，剪切破坏力的一部分用来抑制与正应力坏，剪切破坏力的一部分用来抑制与正应力无关的粘聚力，使资料颗粒间脱离联络；另无关的粘聚力，使资料颗粒间脱离联络；另一部分剪切破坏力用来抑制与正应力成正比一部分剪切破坏力用来抑制与正应力成正比的摩摩力，使面内错动而

3、最终破坏。的摩摩力，使面内错动而最终破坏。tgtgf 内摩擦系数3 3数学表达式：数学表达式： 4主应力表示22sin3131ctg2-42 c31sin1sin1sin1cos2Cc03tctc/,031222)245()245(sin1sin1tgtgctg2450由式2-42推出：243其中为塑性指数 ；当时，c1；为拉压指数。5 5破坏方向角破坏方向角1n 强度曲线倾斜向上阐明抗剪强度与压应力成正比。 受拉区闭合，阐明受三向等拉应力时岩石破坏；受压区开放，阐明三向等压应力不破坏 缺陷: 忽略了中间主应力的影响 中主应力对强度影响在15%左右 7运用实例 6 6优点优点 同时思索了拉剪和

4、压剪应力形状；可判别破坏面的方向。强度曲线向压区开放，阐明 与岩石力学性质符合。tc三、格里菲斯准那么三、格里菲斯准那么Griffth 1921Griffth 1921断裂力学21年提出，70年代岩石力学领域1实验根底：玻璃资料中的微裂纹张拉扩展，衔接，贯穿，导致材料破坏。2根本思想 ：在脆性资料的内部存在许多随机分布的裂纹，其中有一个方向的裂纹最有利于破裂，在外力作用下，首先在该方向裂纹的尖端张拉扩展。 两个关键点：两个关键点：1.1.最容易破坏的裂最容易破坏的裂隙方向；隙方向；2.2.最大应力集中点最大应力集中点危险点。危险点。在压应力条在压应力条件下裂隙开件下裂隙开列及扩展方列及扩展方向

5、向带椭圆孔薄板的孔边应力集中问题数学式数学式)(2arccos213121 GriffthGriffth准那么几何表准那么几何表示示 tt8)(03033123131331时时Griffth准那么图解 最有利破裂的方向角最有利破裂的方向角3 3GriffthGriffth张拉准那么张拉准那么a在 坐标下 由此区可见，当 时， ，即压拉强度比为8。 3103t81b 坐标下设 应力圆圆心；应力圆半径 又设 ，那么Griffth强度准那么第二式写成 a应力圆方程： b a代入b得： c c式是满足强度判据的极限莫尔应力圆的表达式求切点：c式对 求导得231m2/ )(31m0331tmmtmmt48)2()2(8)(2231231222)(mmmm4)(22mGriffhGriffh准那么仅思索岩石开裂，并非宏观上破坏，故强度值偏准那么仅思索岩石开裂，并非宏观上破坏，故强度值偏大。大。另外，在岩石力学中，还会遇到另外，在岩石力学中，还会遇到TrescaTresca准那么和准那么和MisesMises准那么，准那么，这个准那么在其它课程中已学过。同窗们自已复习。这个准那么在其它课程中已学过。同窗们自已复习。tmtm2