岩体强度特性

1、关于岩体的强度特性第一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月22.5 岩体的强度特性第二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月3一、岩石的强度假设岩石服从莫尔-库仑直线型强度准则1、 坐标下c破坏角：第三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月4一、岩石的强度2、 在 坐标下 令 则31c第四张，PPT共三十二页，创作于2022年6月5二、结构面强度假设节理面服从莫尔-库仑直线型强度准则第五张，PPT共三十二页，创作于2022年6月6二、结构面强度设节理的方向角为。节理面上的应力：满足库仑破坏准则时沿节理面破坏第六张，PPT共三十二页，创作于2022年6月7三、单结构面强度效应1、分

2、析模型岩体中发育一组结构面，假定AB面(指法线方向）与最大主应力方向夹角为。岩石强度为C0、0；结构面强度为CJ、J。13第七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月8三、单结构面强度效应三种可能破坏形式：（1）结构面破坏；（2）岩块破坏；（3）岩块与结构面同时破坏。结构面的产状对岩体的强度产生影响。第八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月 2、破坏方式的图解判断（1）、 无论多少，岩体不破坏。=ntgj+cj=ntg+c3113三、单结构面强度效应第九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（2） 12时 沿结构面破坏；（3）2时，既不沿结构面破坏，也不切岩石破坏。13311221

3、=ntgj+cj=ntg+c三、单结构面强度效应第十张，PPT共三十二页，创作于2022年6月（4）、2时剪切岩石破坏。 （5） 1或2时沿结构面与岩石同时破坏；31311221=ntgj+cj=ntg+c三、单结构面强度效应第十一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月12三、单结构面强度效应3、岩体破坏的解析法确定（1）、沿结构面破坏：对岩体强度有影响的节理方位：1 2 第十二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月13三、单结构面强度效应对岩体强度有影响的节理方位角：1 2 1、2可以直接在图上量取，也可以由正弦定律推求：第十三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月14三、单结构

4、面强度效应（2）、岩石（岩块）破坏：对岩体强度无影响的节理方位： 1或 2 第十四张，PPT共三十二页，创作于2022年6月15三、单结构面强度效应（3）、岩体强度当1或2时，岩石结构面同时破坏，岩体强度等于岩块强度当1或2时，岩块先破坏，岩体强度等于岩块强度：当12结构面先破坏时，岩体强度小于岩块强度第十五张，PPT共三十二页，创作于2022年6月16三、单结构面强度效应（3）单结构面岩体强度强度取完整岩石强度和结构面强度的小值（两者的强度都按直线型考虑）岩体单轴抗压强度：第十六张，PPT共三十二页，创作于2022年6月17三、单结构面强度效应根据单结构面强度效应可以看出岩体强度的各向异性，

5、岩体单轴或三轴受压强度受加载方向与结构面夹角的控制。第十七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月18四、多结构面强度效应多结构面的岩体强度：分步运用单结构面理论，分别绘出每一组结构面单独存在时的强度包络线和应力莫尔圆，岩体到底沿哪组结构面破坏，由1与各组结构面的夹角所决定。第十八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月 根据叠加原理多结构面的组合使得受力状态极其复杂，若不计受力后沿结构面滑动对应力分布的影响，则可将多组结构面分别按单一结构面考虑确定其强度，最后综合考虑岩石和各组结构面的强度，取其最小值。四、多结构面强度效应第十九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月20四、多结构面岩

6、体强度试验表明，随着岩体内结构面数量的增加，岩体强度特性越来越趋于各向同性，而岩体的整体强度却大大削弱了。Hoek和Bown认为，含四组以上性质相近结构面的岩体，在地下开挖工程设计中按各向同性岩体来处理是合理的。另外，随着围压3增大，岩体由各向异性向各向同性转化，一般认为当3接近岩体单轴抗压强度时，可视为各向同性体。第二十张，PPT共三十二页，创作于2022年6月21五、岩体强度估算（一）准岩体强度（岩体完整系数修正法）这种方法实质是用某种简单的试验指标来修正岩块强度，做为岩体强度的估算值。节理、裂隙等结构面是影响岩体的主要因素，其分布情况可通过弹性波传播来查明，弹性波穿过岩体时，遇到裂隙便发

7、生绕射或被吸收，传播速度将有所降低，裂隙越多，波速降低越大，小尺寸试件含裂隙少，传播速度大。第二十一张，PPT共三十二页，创作于2022年6月22五、岩体强度估算根据弹性波在岩石试块和岩体中的传播速度比，可判断岩体中裂隙发育程度，称此比值的平方为岩体完整性系数或龟裂系数。式中，Vml为岩体中弹性波纵波传播速度 Vcl为岩块中弹性波纵波传播速度第二十二张，PPT共三十二页，创作于2022年6月23五、岩体强度估算岩体种类岩体完整性系数K完整0.75块状0.450.75碎裂状0.45准岩体抗压强度：mc=Kc准岩体抗拉强度：mc=Kc第二十三张，PPT共三十二页，创作于2022年6月24五、岩体强

8、度估算（二）HokeBrown经验方程Hoke和Brown根据岩体性质的理论与实践经验，用试验法导出了岩块和岩体破坏时主应力之间的关系：式中：m、s为与岩性及结构面情况有关的常数，可查表或根据岩体分类RMR值计算。第二十四张，PPT共三十二页，创作于2022年6月25五、岩体强度估算剪应力正应力表达式：式中，为岩体的剪切强度；为岩体法向应力； A、B为常数，查表。第二十五张，PPT共三十二页，创作于2022年6月26五、岩体强度估算由HokeBrown经验方程估算岩体抗压强度由HokeBrown经验方程估算岩体抗拉强度第二十六张，PPT共三十二页，创作于2022年6月27五、岩体强度估算岩体材

9、料参数m、s的RMR分类系统评分确定：对于扰动岩体：对于未扰动岩体 式中：mi完整岩石的m值，可由三轴试验的结果确定。 第二十七张，PPT共三十二页，创作于2022年6月28五、岩体强度估算根据已知的岩体材料参数m、s，便可较方便地确定摩尔库仑准则中的岩体强度参数。首先假定滑动面上的正应力n，然后按下式计算： 第二十八张，PPT共三十二页，创作于2022年6月29五、岩体强度估算 Hoek曾指出，m与库伦莫尔判据中的内摩擦角非常类似，而s则相当于内聚力C值。如果这样，根据HoekBrown提供的常数，m最大为25，显然这时估算的岩体强度偏低，特别是在低围压下及较坚硬完整的岩体条件下，估算的三轴强度明显偏低。但对于受构造扰动及结构面较发育的裂隙化岩体，Hoek(1987)认为用这一方法估算是合理的。第二十九张，PPT共三十二页，创作于2022年6月30五、岩体强度估算（三）岩体粘聚力Cm的Simpson法估算法辛普森（Simpson）经验方法认为，岩体粘聚力Cm与完整岩块粘聚力CI和裂隙密度i之间有如下关系：第三十