1、關(guān)于巖石力學(xué)講義巖石的變形特征現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共57頁第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 單軸壓縮下的巖石變形特征單軸壓縮下的巖石變形特征第三節(jié)第三節(jié) 三軸壓縮下的巖石變形特征三軸壓縮下的巖石變形特征第四節(jié)第四節(jié) 巖石的流變特性巖石的流變特性主 要 內(nèi) 容現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共57頁第一節(jié) 概述o巖石變形的概念巖石變形的概念巖石的變形: 是指巖石在任何物理因素作用下形狀和大小的變化。工程最常研究的是由于力的影響所產(chǎn)生的變形。壩建在壩建在多種巖石多種巖石組成的巖基上，這些巖石的變形性質(zhì)不同，則由于組成的巖基上，這些巖石的變形性質(zhì)不同，則由于基巖的基巖的不均勻變位不均勻變位可以使壩體的剪應(yīng)力和

2、主拉應(yīng)力增長，造成開裂錯位等可以使壩體的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力增長，造成開裂錯位等不良后果。如果巖基中巖石的變形性質(zhì)已知并且在巖基內(nèi)這此性質(zhì)的變化不良后果。如果巖基中巖石的變形性質(zhì)已知并且在巖基內(nèi)這此性質(zhì)的變化也已確定，那么在壩施工中可以采取必要措施防止不均勻變形。也已確定，那么在壩施工中可以采取必要措施防止不均勻變形。o巖石變形對工程的影響巖石變形對工程的影響現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共57頁按照巖石的應(yīng)力按照巖石的應(yīng)力- -應(yīng)變應(yīng)變- -時間關(guān)系，可將其力學(xué)屬性劃分時間關(guān)系，可將其力學(xué)屬性劃分為為彈性彈性、塑性塑性和和粘性粘性。dtd彈性彈性塑性塑性粘性粘性1.材料的變形性質(zhì)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共57

3、頁彈性彈性：一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，物體受外力作用產(chǎn)生變形，而去除外力一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，物體受外力作用產(chǎn)生變形，而去除外力后能夠立即恢復(fù)其原有的形狀和尺寸大小的性質(zhì)。后能夠立即恢復(fù)其原有的形狀和尺寸大小的性質(zhì)。o產(chǎn)生的變形稱為彈性變形產(chǎn)生的變形稱為彈性變形o彈性按其應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系又可分為兩種類型彈性按其應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系又可分為兩種類型o具有彈性性質(zhì)的物體稱為彈性介質(zhì)具有彈性性質(zhì)的物體稱為彈性介質(zhì)o應(yīng)力和應(yīng)變呈直線關(guān)系應(yīng)力和應(yīng)變呈直線關(guān)系即線彈性（虎克即線彈性（虎克型彈性、理想彈性）型彈性、理想彈性）o應(yīng)力應(yīng)變呈非直線的非線性彈性應(yīng)力應(yīng)變呈非直線的非線性彈性彈性變形的概念現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共57頁塑性

4、塑性：物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除后不能完全恢物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除后不能完全恢復(fù)原狀的性質(zhì)。復(fù)原狀的性質(zhì)。塑性變形的概念p 不能恢復(fù)的那部分變形稱為不能恢復(fù)的那部分變形稱為塑性變形塑性變形，或稱永久變形、殘，或稱永久變形、殘余變形。余變形。p 當(dāng)物體既有彈性變形又有塑性變形，且具有明顯的當(dāng)物體既有彈性變形又有塑性變形，且具有明顯的彈彈性后效性后效時，彈性變形和塑性變形就難以區(qū)別了。時，彈性變形和塑性變形就難以區(qū)別了。p 在外力作用下只發(fā)生塑性變形，或在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)只在外力作用下只發(fā)生塑性變形，或在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)只發(fā)生塑性變形的物體，稱為塑性介質(zhì)。發(fā)生塑性變形的物體，稱為塑性介

5、質(zhì)。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共57頁粘性粘性(viscosity) ：物體受力后變形不能在瞬時完成，且物體受力后變形不能在瞬時完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)，稱為粘性。應(yīng)變應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)，稱為粘性。應(yīng)變速率隨應(yīng)力變化的變形稱為流動變形。速率隨應(yīng)力變化的變形稱為流動變形。粘性與流變流變流變(rheology )：材料的應(yīng)力、應(yīng)變隨時間變化而變材料的應(yīng)力、應(yīng)變隨時間變化而變化的現(xiàn)象?；默F(xiàn)象。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共57頁 巖石的變形特性常用彈性模量巖石的變形特性常用彈性模量E和泊松比和泊松比兩個常數(shù)來表示。兩個常數(shù)來表示。 如果把巖石當(dāng)作彈性體，用如果把巖石當(dāng)作彈性體，用E、

6、來描述巖石的變形特性是足夠的。來描述巖石的變形特性是足夠的。 但實際情況說明，僅僅用這些彈性常數(shù)來表征巖石的變形性質(zhì)但實際情況說明，僅僅用這些彈性常數(shù)來表征巖石的變形性質(zhì)是不夠的，因為許多巖石的變形是非彈性的，即荷載卸去后巖石是不夠的，因為許多巖石的變形是非彈性的，即荷載卸去后巖石變形并不能夠完全恢復(fù)。特別是在現(xiàn)場條件下巖石有裂隙、破碎變形并不能夠完全恢復(fù)。特別是在現(xiàn)場條件下巖石有裂隙、破碎層理巖，粘土夾層等，大多數(shù)巖體不是完全彈性的，對于這類巖層理巖，粘土夾層等，大多數(shù)巖體不是完全彈性的，對于這類巖石為了表征巖石的總的變形，常用變形模量石為了表征巖石的總的變形，常用變形模量E0和側(cè)脹系數(shù)和側(cè)

7、脹系數(shù)0 。巖石變形的表示方法現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共57頁2. 巖石力學(xué)實驗tpttpp現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共57頁第二節(jié)第二節(jié) 單軸壓縮條件下的巖塊變形單軸壓縮條件下的巖塊變形1.1.單軸抗壓試驗單軸抗壓試驗2.2.連續(xù)加荷方式單軸壓縮條件下的巖塊變形連續(xù)加荷方式單軸壓縮條件下的巖塊變形 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分 2)2)變形參數(shù)變形參數(shù)3)3)峰值前的變形機(jī)理峰值前的變形機(jī)理 4)4)峰值后變形階段峰值后變形階段3.3.循環(huán)加載方式單軸壓縮條件下的巖塊變形循環(huán)加載方式單軸壓縮條件下的巖塊變形 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共57頁1. 單軸抗壓實驗現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共57頁單軸實驗下

8、巖石的變形現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共57頁2.連續(xù)加荷方式單軸壓縮條件下的巖塊變形oerarv典型的巖石應(yīng)力-應(yīng)變曲線：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共57頁oArarv空隙閉合應(yīng)力空隙閉合應(yīng)力：單軸壓縮狀態(tài)下使巖石中的空隙閉單軸壓縮狀態(tài)下使巖石中的空隙閉合的最下應(yīng)力。合的最下應(yīng)力。 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分幾個概念幾個概念 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共57頁oABerarv比例彈性極限或彈性極限：比例彈性極限或彈性極限：應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線保持直線關(guān)應(yīng)變曲線保持直線關(guān)系的極限應(yīng)力系的極限應(yīng)力 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分幾個概念幾個概念 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共57頁oABCperarv

9、屈服應(yīng)力：屈服應(yīng)力：單軸壓縮狀態(tài)下巖石出現(xiàn)塑性變形的極限單軸壓縮狀態(tài)下巖石出現(xiàn)塑性變形的極限應(yīng)力應(yīng)力 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分幾個概念幾個概念 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共57頁oABCperarv擴(kuò)容：擴(kuò)容：壓縮應(yīng)力下巖石體積出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象稱為巖石擴(kuò)壓縮應(yīng)力下巖石體積出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象稱為巖石擴(kuò)容容. 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分幾個概念幾個概念 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共57頁oABCDEcperaarv峰值強度：峰值強度：單軸壓縮下巖石所能承受的最大應(yīng)力稱單軸壓縮下巖石所能承受的最大應(yīng)力稱為峰值強度。為峰值強度。峰前峰前峰后峰后 1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分幾個概念幾個

10、概念 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共57頁 空隙壓密階段空隙壓密階段(OA) 彈性變形階段彈性變形階段(AB) 微裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段微裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段(BC) 微裂隙非穩(wěn)定發(fā)展階段微裂隙非穩(wěn)定發(fā)展階段(CD) 破壞后階段破壞后階段(DE) oABCDEcperaarv峰前峰前峰后峰后1)1)變形階段的劃分變形階段的劃分五個階段五個階段現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共57頁2)2)變形參數(shù)變形參數(shù)變形模量變形模量（modulus of deformation)是指單軸壓縮條件下是指單軸壓縮條件下，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直應(yīng)變曲線為直線型，這時變形模量又稱為彈性模

11、量。線型，這時變形模量又稱為彈性模量。oLiiEii現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共57頁2)2)變形參數(shù)變形參數(shù): : 應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系不成直線應(yīng)變關(guān)系不成直線巖石的變形特征可以用以下幾種模量說明：巖石的變形特征可以用以下幾種模量說明：a0Mmm0ddEi 初始模量：初始模量：曲線原點處切線斜率曲線原點處切線斜率 切線模量：切線模量：曲線上任一點處切線的斜率曲線上任一點處切線的斜率 割線模量：割線模量：曲線上某點與原點連線的斜率曲線上某點與原點連線的斜率mddEtmmsE現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共57頁2)2)變形參數(shù)變形參數(shù)變形參數(shù)的一般確定方法變形參數(shù)的一般確定方法: : 實驗數(shù)據(jù)分析實驗

12、數(shù)據(jù)分析 Lo2501i1502iiiiE1212tE5050iE彈性模量：彈性段的斜率割線模量：極限強度50%所對應(yīng)點的斜率初始模量：初始段應(yīng)力-應(yīng)變曲線的切線的斜率現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共57頁變形參數(shù)測定的動力法變形參數(shù)測定的動力法 設(shè)巖石為均質(zhì)、各向同性、彈性體，則彈性波在巖體介質(zhì)中傳播的縱波速度和橫波速度可以用下列公式表示：1112ddpddEV12 1dsdEV縱波速度：橫波速度：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共57頁變形參數(shù)測定的動力法變形參數(shù)測定的動力法 根據(jù)上述兩個式子可以推導(dǎo)得出由縱橫波速度表示的動態(tài)彈性模量和泊松比：2222/22/1psdpsVVVV22 1ddsEV與實驗

13、室內(nèi)測得的靜態(tài)彈性模量和靜態(tài)泊松比相比：25%30%dEE差值d現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共57頁3)3)峰值前的變形機(jī)理峰值前的變形機(jī)理o米勒米勒(Miller)根據(jù)巖石的應(yīng)力根據(jù)巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨著巖石的性應(yīng)變曲線隨著巖石的性質(zhì)有各種不同形式的特點，采用質(zhì)有各種不同形式的特點，采用28種巖石進(jìn)行了大量種巖石進(jìn)行了大量的單軸試驗后，將巖石的應(yīng)力的單軸試驗后，將巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線分成應(yīng)變曲線分成6種類型種類型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共57頁類型類型類型類型類型類型彈性關(guān)系彈性關(guān)系彈彈-塑性塑性塑塑-彈性彈性塑塑-彈彈-塑性塑性彈彈-塑塑-蠕變性蠕變性塑塑-彈彈-塑性塑性現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六

14、頁，共57頁3)3)峰值前的變形機(jī)理峰值前的變形機(jī)理類型類型：彈性關(guān)系：彈性關(guān)系是一直線或者近似直線，直到試樣發(fā)生突然破是一直線或者近似直線，直到試樣發(fā)生突然破壞為止。壞為止。典型巖石：玄武巖、石英巖、白云巖以及極堅固的石典型巖石：玄武巖、石英巖、白云巖以及極堅固的石灰?guī)r?；?guī)r。類型類型：彈：彈- -塑性塑性在應(yīng)力較低時，近似于直線；應(yīng)力增加到一在應(yīng)力較低時，近似于直線；應(yīng)力增加到一定數(shù)值后，應(yīng)力定數(shù)值后，應(yīng)力- -應(yīng)變曲線向下彎曲變化，且隨著應(yīng)力逐漸增加應(yīng)變曲線向下彎曲變化，且隨著應(yīng)力逐漸增加，曲線斜率也愈來愈小，直至破壞。，曲線斜率也愈來愈小，直至破壞。典型巖石：石灰?guī)r、泥巖、典型巖石：石

15、灰?guī)r、泥巖、凝灰?guī)r。凝灰?guī)r。類 型類 型類 型類 型類 型類 型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共57頁3)3)峰值前的變形機(jī)理峰值前的變形機(jī)理類型類型：塑：塑- -彈性彈性應(yīng)力較低時，曲線略向上彎，應(yīng)力增加到應(yīng)力較低時，曲線略向上彎，應(yīng)力增加到一定數(shù)值逐漸變?yōu)橹本€，直至試樣破壞。一定數(shù)值逐漸變?yōu)橹本€，直至試樣破壞。典型巖石：花崗巖典型巖石：花崗巖、片理平行于壓力方向的片巖以及某些輝綠巖。、片理平行于壓力方向的片巖以及某些輝綠巖。類型類型：塑：塑- -彈彈- -塑性塑性壓力較低時，曲線向上彎曲；壓力增加到壓力較低時，曲線向上彎曲；壓力增加到一定值后，曲線就成為直線；最后，曲線向下彎曲；曲線似一定值后，

16、曲線就成為直線；最后，曲線向下彎曲；曲線似S S形。形。典型巖石：大理巖、片麻巖。典型巖石：大理巖、片麻巖。類 型類 型類 型類 型類 型類 型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共57頁3)3)峰值前的變形機(jī)理峰值前的變形機(jī)理類型類型：基本上與：基本上與相同，也呈相同，也呈S S形。曲線的斜率較平緩。一般形。曲線的斜率較平緩。一般發(fā)生在壓縮性較高的巖石中。壓力垂直于片理的片巖具有這發(fā)生在壓縮性較高的巖石中。壓力垂直于片理的片巖具有這種性質(zhì)。種性質(zhì)。類型類型：彈：彈- -塑塑- -蠕變性蠕變性是鹽巖的特征，開始有很小一段直線部分是鹽巖的特征，開始有很小一段直線部分，然后有非彈性的曲線部分，并繼續(xù)不斷地蠕變

17、。某些軟弱巖石也具，然后有非彈性的曲線部分，并繼續(xù)不斷地蠕變。某些軟弱巖石也具有類似特性。有類似特性。類 型類 型類 型類 型類 型類 型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共57頁3.單軸壓縮循環(huán)加載方式下的巖塊變形加載加載- -卸載時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系卸載時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 1 1）巖石是彈性的或卸荷點（）巖石是彈性的或卸荷點（P P）的應(yīng)力低于巖石的彈性極限）的應(yīng)力低于巖石的彈性極限(A)(A)表表現(xiàn)為彈性恢復(fù)現(xiàn)為彈性恢復(fù)PA現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共57頁2 2）如果卸荷點）如果卸荷點( (P P）的應(yīng)力高于彈）的應(yīng)力高于彈性極限性極限(A)(A)，則卸荷曲線偏離原，則卸荷曲線偏離原加荷曲線，也不再回到原

18、點，加荷曲線，也不再回到原點，變形除彈性變形外，還出現(xiàn)了變形除彈性變形外，還出現(xiàn)了塑性變形。塑性變形。PAep加載加載- -卸載時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系卸載時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁，共57頁逐級循環(huán)加載條件下的變形特性逐級循環(huán)加載條件下的變形特性 o應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的外包線與連續(xù)加載條件下的曲線基本一致，應(yīng)變曲線的外包線與連續(xù)加載條件下的曲線基本一致，說明加、卸荷過程并未改變巖塊變形的基本習(xí)性，這種現(xiàn)象說明加、卸荷過程并未改變巖塊變形的基本習(xí)性，這種現(xiàn)象稱為稱為巖石記憶巖石記憶。隨循環(huán)次數(shù)增加，塑性滯回環(huán)的隨循環(huán)次數(shù)增加，塑性滯回環(huán)的面積有所擴(kuò)大，卸載曲線的斜率面積有所擴(kuò)大，卸載

19、曲線的斜率（代表巖石的彈性模量）逐次略（代表巖石的彈性模量）逐次略有增加，這個現(xiàn)象稱為有增加，這個現(xiàn)象稱為強化強化。每次加荷、卸荷曲線都不每次加荷、卸荷曲線都不重合，且圍成一環(huán)形面積重合，且圍成一環(huán)形面積稱為回滯環(huán)稱為回滯環(huán)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁，共57頁反復(fù)加卸載條件下的變形特性反復(fù)加卸載條件下的變形特性 巖塊的破壞產(chǎn)生在反復(fù)加、卸荷曲線與應(yīng)力巖塊的破壞產(chǎn)生在反復(fù)加、卸荷曲線與應(yīng)力- -應(yīng)變?nèi)^應(yīng)變?nèi)^程曲線交點處。這時的循環(huán)加、卸荷試驗所給定的應(yīng)程曲線交點處。這時的循環(huán)加、卸荷試驗所給定的應(yīng)力，稱為疲勞強度。它是一個比巖塊單軸抗壓強度低力，稱為疲勞強度。它是一個比巖塊單軸抗壓強度低且與循環(huán)

20、持續(xù)時間等因素有關(guān)的值。且與循環(huán)持續(xù)時間等因素有關(guān)的值。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁，共57頁真三軸實驗真三軸實驗 1 2 3 常規(guī)三軸實驗常規(guī)三軸實驗 1 2= 3 第三節(jié)第三節(jié) 三軸壓縮條件下的巖塊變形三軸壓縮條件下的巖塊變形三軸實驗分類：真三軸實驗示意圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁，共57頁常規(guī)三軸實驗示意圖施加軸向壓力施加圍壓現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁，共57頁圍壓對變形破壞的影響 圍壓增大，巖石的抗壓強度(峰值強度)增大。 圍壓增大，巖石的變形模量(彈性模量)增大。軟巖增大明顯，硬巖石增大不明顯。 圍壓增大，巖石的塑性增強。 圍壓增大，巖石的破壞方式從脆性劈裂向延性破壞(塑性流動)過渡?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的

21、是第三十六頁，共57頁圍壓對變形破壞的影響不同圍壓下同種巖石的應(yīng)力不同圍壓下同種巖石的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁，共57頁第四節(jié)第四節(jié) 巖石的流變性質(zhì)巖石的流變性質(zhì)o巖石的流變性主要包括以下幾個方面：巖石的流變性主要包括以下幾個方面：n蠕變?nèi)渥儯涸诤愣☉?yīng)力條件下，變形隨時間逐漸增長的現(xiàn)象：在恒定應(yīng)力條件下，變形隨時間逐漸增長的現(xiàn)象n流動特征流動特征：指時間一定時，應(yīng)變速率與應(yīng)力的關(guān)系：指時間一定時，應(yīng)變速率與應(yīng)力的關(guān)系n松弛松弛：應(yīng)變一定時，應(yīng)力隨時間逐漸減小的現(xiàn)象應(yīng)變一定時，應(yīng)力隨時間逐漸減小的現(xiàn)象n長期強度長期強度：指長期荷載（應(yīng)變速率小于：指長期荷載（應(yīng)變速率小于1

22、010-6-6s s）作用下巖石的）作用下巖石的強度強度巖石的變形和應(yīng)力受時間因素的影響。在外部條件不變巖石的變形和應(yīng)力受時間因素的影響。在外部條件不變的情況下，巖石的應(yīng)力或應(yīng)變隨時間變化的現(xiàn)象叫的情況下，巖石的應(yīng)力或應(yīng)變隨時間變化的現(xiàn)象叫流變流變?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁，共57頁蠕變與松弛的示意圖to常數(shù)t to常數(shù)0蠕變：應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時間發(fā)生變化。松弛：應(yīng)變恒定，應(yīng)力隨時間而減小。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁，共57頁巖石的松弛的分類巖石的松弛特性可以分為四種類型：立即松弛：應(yīng)力立即消失到0。完全松弛：應(yīng)力逐漸消失直至為0。不完全松弛：應(yīng)力逐漸減小，但最終不為0。不松弛：應(yīng)力保持不變。ot6

23、12345645231現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁，共57頁1. 巖石的蠕變性質(zhì)246824681 01 2頁 巖頁 巖花 崗 巖（10-5）工程實踐發(fā)現(xiàn)，在巖石開挖洞室以后一段很長的時間內(nèi)，工程實踐發(fā)現(xiàn)，在巖石開挖洞室以后一段很長的時間內(nèi)，支支護(hù)或襯砌上的壓力一直在變化的護(hù)或襯砌上的壓力一直在變化的，這可解釋為由蠕變的結(jié)果。，這可解釋為由蠕變的結(jié)果。研究巖石的蠕變對于洞室特別是深埋洞室圍巖的變形，有著重研究巖石的蠕變對于洞室特別是深埋洞室圍巖的變形，有著重要意義。要意義。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁，共57頁AB段段- -初始蠕變階段（初始蠕變階段（減速蠕變階減速蠕變階段）：段）：曲線呈下凹型，應(yīng)變最初隨

24、時曲線呈下凹型，應(yīng)變最初隨時間增大較快，但其應(yīng)變率隨時間迅速間增大較快，但其應(yīng)變率隨時間迅速遞減，到遞減，到B點達(dá)到最小值。點達(dá)到最小值。在巖塊試件上施加恒定荷載，可得到在巖塊試件上施加恒定荷載，可得到典型蠕變曲線典型蠕變曲線。在加載的瞬。在加載的瞬間，巖塊產(chǎn)生一瞬時應(yīng)變間，巖塊產(chǎn)生一瞬時應(yīng)變(OA段段)，隨后便產(chǎn)生連續(xù)不斷的蠕變變，隨后便產(chǎn)生連續(xù)不斷的蠕變變形。根據(jù)蠕變曲線的特征，可將形。根據(jù)蠕變曲線的特征，可將巖石蠕變劃分為三個階段巖石蠕變劃分為三個階段。典型的蠕變曲線現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二頁，共57頁BCBC段段- -等速蠕變階段等速蠕變階段（穩(wěn)定蠕變階段（穩(wěn)定蠕變階段) )：曲線呈近似直

25、線，即應(yīng)變隨時間近：曲線呈近似直線，即應(yīng)變隨時間近似等速增加，直到似等速增加，直到C C點。若在本階段點。若在本階段內(nèi)某點內(nèi)某點T T卸載，則應(yīng)變將沿卸載，則應(yīng)變將沿TUVTUV線恢線恢復(fù)，最后保留一永久應(yīng)變復(fù)，最后保留一永久應(yīng)變p p。CDCD段段- -加速蠕變階段：蠕變加速發(fā)展直加速蠕變階段：蠕變加速發(fā)展直至巖塊破壞至巖塊破壞(D(D點點) )。 在初始蠕變階段中某一點在初始蠕變階段中某一點P卸載，應(yīng)變沿卸載，應(yīng)變沿PQR下降至零。卸荷后應(yīng)下降至零。卸荷后應(yīng)力立即消失，但應(yīng)變隨時間逐漸恢復(fù)，二者恢復(fù)不同步力立即消失，但應(yīng)變隨時間逐漸恢復(fù)，二者恢復(fù)不同步應(yīng)變恢應(yīng)變恢復(fù)總是落后于應(yīng)力，這種現(xiàn)象

26、稱為彈性后效復(fù)總是落后于應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為彈性后效。典型的蠕變曲線現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁，共57頁2. 巖石蠕變的影響因素巖石本身性質(zhì)巖石本身性質(zhì)是影響其蠕變性質(zhì)的內(nèi)在因素。是影響其蠕變性質(zhì)的內(nèi)在因素。246824681012頁 巖頁 巖花 崗 巖（10-5）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁，共57頁2. 巖石蠕變的影響因素 應(yīng)力水平的影響：應(yīng)力水平的影響： 越小，越小，-t曲線的第二曲線的第二階段越長；階段越長； 小到一定程度，第三小到一定程度，第三蠕變不會出現(xiàn)；蠕變不會出現(xiàn)； 很高，第二階段短，很高，第二階段短，立即進(jìn)入三階段立即進(jìn)入三階段現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁，共57頁應(yīng)力水平對蠕變的影響應(yīng)力水平

27、對蠕變的影響鹽巖蠕變實驗結(jié)果表明：偏應(yīng)力越大，蠕變過程中的軸向應(yīng)變越大?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共57頁2. 巖石蠕變的影響因素o溫度對蠕變的影響溫度對蠕變的影響n溫度越高，總的應(yīng)變量越?。粶囟仍礁?，總的應(yīng)變量越??；n溫度越高，第二階段的斜率越小。溫度越高，第二階段的斜率越小。o濕度對蠕變的影響濕度對蠕變的影響n飽和試件第二階段應(yīng)變速率和總應(yīng)變量都將大于干燥飽和試件第二階段應(yīng)變速率和總應(yīng)變量都將大于干燥狀態(tài)下的試件結(jié)果。狀態(tài)下的試件結(jié)果?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共57頁1 1）彈性模型（胡克體）彈性模型（胡克體）2 2）粘性模型（牛頓體）粘性模型（牛頓體）3 3）理想塑性模型（圣維南體）理想塑性模型（圣維南體）3. 蠕變模型（一）基本介質(zhì)模型（一）基本介質(zhì)模型 巖石性質(zhì)變化范圍大，用多種模型來表述。主要性質(zhì)：彈巖石性質(zhì)變化范圍大，用多種模型來表述。主要性質(zhì)：彈性、塑性、粘性（流變）。性、塑性、粘性（流變）?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共57頁物體基本模型應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變方程說明剛性固體(歐幾里德)無伸縮剛桿Euclid任何載荷下沒有變形彈性固體(胡克)彈簧Hooke有彈性和強度，無粘滯性粘滯流體(牛頓)粘壺Newton有粘滯性，無彈性和強度塑性固體(圣維南)摩擦片St.Venant有小彈性與大塑性無粘滯性00GEy現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共5