用的巖土和巖石物理

力學(xué)參數(shù)文件排版存檔編號(hào)：[UYTR?OUPT28?KBNTL9*UYNN208]2(1+v)

V)與做，G)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下:當(dāng)y值接近的時(shí)候不能肓目的使用公式，因?yàn)橛?jì)算的K值將會(huì)非常的高，偏離實(shí)際值很多。最好是確定好K值(利用壓縮試驗(yàn)或者P波速度試驗(yàn)估計(jì))，然后再用K和y來(lái)計(jì)算G值。表和分別給出了巖土體的一些典型彈性待性值。巖石的彈性(實(shí)驗(yàn)室值)(GOodman,1980)干密度(kg/m3干密度(kg/m3)E(GPa)K(GPa) G(GPa)砂巖粉質(zhì)砂UJ石灰石頁(yè)巖大理石花UJ石灰石頁(yè)巖大理石花岡L石LJ20W22^25702700-土的彈性特性值(實(shí)驗(yàn)室值)(Das,1980) 表十密度(kg/m3)彈性模量E(MPa)泊松比V松散均質(zhì)砂土147010-26密質(zhì)均質(zhì)砂土184034-69松散含角礫淤泥質(zhì)砂土1630密實(shí)含角礫淤泥質(zhì)砂土1940硬質(zhì)粘土 t__t —- 1 17306-14軟質(zhì)粘土1170-14902-3黃土1380

軟質(zhì)有機(jī)土610-820凍土215G各向異性彈性特性一一作為各向異性彈性體的特殊情況，橫切各向同性彈性模型需要5中彈性常量：E1,E3,V12,V13和G皿正交各向異性彈性模型有9個(gè)彈性模量E,E,E,V,V,V,G,氐和G這些常量的定義見(jiàn)理論篇。1 2 3 12 13 23 12 23o均質(zhì)的節(jié)理或是層狀的巖石一般表現(xiàn)出橫切各向同性彈性特性。一些學(xué)者己經(jīng)給出了用各向同性彈性特性參數(shù)、節(jié)理剛度和空間參數(shù)來(lái)表示的彈性常數(shù)的公式。表給出了各向異性巖石的一些典型的特性值。橫切各向同性彈性巖石的彈性常數(shù)（實(shí)驗(yàn)室）砂巖砂巖石灰石頁(yè)巖"大理石Es(GPa)橫切各向同性彈性巖石的彈性常數(shù)（實(shí)驗(yàn)室）砂巖砂巖石灰石頁(yè)巖"大理石Es(GPa)E7(GPa)表GXy(GPa)流體彈性特性一一用于地下水分析的模型涉及到不可壓縮的土粒時(shí)用到水的體積模量Kc如果土粒是可壓縮的，則要用到比奧模量M。純凈水在室溫情況下的氐值是2Gpao其取值依賴(lài)于分析的目的。分析穩(wěn)態(tài)流動(dòng)或是求初始孔隙壓力的分布狀態(tài)（見(jiàn)理論篇第三章流體-固體相互作用分析），則盡量要用比較低的2,不用折減。這是由于對(duì)于大的心流動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)很小，并且，力學(xué)收斂性也較差。在FLAC妙中用到的流動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，訐與孔隙度n,滲透系數(shù)k以及心有如下關(guān)系：()t-OC11()rKkl對(duì)于可變形流體(多數(shù)課本中都是將流體設(shè)定為不可壓縮的)我們可以通過(guò)獲得的固結(jié)系數(shù)C,,來(lái)決定改變Kf的結(jié)果。C=—— ()rnny其中其中，k'一一FLAC3d使用的滲透系數(shù)k一一滲透系數(shù)，單位和速度單位一樣(如米/秒)ri一一水的單位重量考慮到固結(jié)時(shí)間常量與C1,成比例，我么可以將?的值從其實(shí)際值(2x109Pd)減少，利用上面得表達(dá)式看看其產(chǎn)生的誤差。流動(dòng)體積模量還會(huì)影響無(wú)流動(dòng)但是有空隙壓力產(chǎn)生的模型的收斂速率(見(jiàn)節(jié)流動(dòng)與力學(xué)的相互作用)。如果心是一個(gè)通過(guò)比較機(jī)械模型得到的值，則由于機(jī)械變形將會(huì)產(chǎn)生孔隙壓力。如果Kf遠(yuǎn)比k大，則壓縮過(guò)程就慢，但是一般有可能K/寸其影響很小。例如在土體中，孔隙水中還會(huì)包含一些尚未溶解的空氣，從而明顯的使體積模量減小。在無(wú)流動(dòng)情況下，飽和體積模量為：n不排水的泊松比為：3K-2GV= U2(3K+G)u這些值應(yīng)該和排水常量k和“作比較，來(lái)估計(jì)壓縮的效果。重要的是，在FLAC妙中，排水特性是用在機(jī)械連接的流變計(jì)算中的。對(duì)于可壓縮顆粒，比奧模量對(duì)壓縮模型的影響比例與流動(dòng)。固有的強(qiáng)度特性在FLACd中，描述材料破壞的基本準(zhǔn)則是摩爾一庫(kù)侖準(zhǔn)則，這一準(zhǔn)則把剪切破壞面看作直線破壞面：/=5-kNq+2c何 ()其中N(p=(I+sin0)/(1-Sin0)o1---最大主應(yīng)力(壓縮應(yīng)力為負(fù))；6 最小主應(yīng)力6---摩擦角C一一粘聚力當(dāng)fsVO時(shí)進(jìn)入剪切屈服。這里的兩個(gè)強(qiáng)度常數(shù)d和C是由實(shí)驗(yàn)室的三軸實(shí)驗(yàn)獲得的。當(dāng)主應(yīng)力變?yōu)槔r(shí)，摩爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則就將失去其物理意義。簡(jiǎn)單情況下，當(dāng)表面的在拉應(yīng)力區(qū)域發(fā)展到6等于單軸抗拉強(qiáng)度的點(diǎn)時(shí)，of,這個(gè)次主應(yīng)力不會(huì)達(dá)到拉伸強(qiáng)度一例如；f=o-ol ()當(dāng)fl>0時(shí)進(jìn)入拉伸屈服。巖石和混凝土的抗拉強(qiáng)度通常有由西實(shí)驗(yàn)獲得。注意，抗拉強(qiáng)度不能超過(guò)。3,這是和摩爾-庫(kù)侖關(guān)系的頂點(diǎn)的限制是一致的。最大的值由下式給出maxtan0maxtan0表列出了一系列具有代表性的典型的巖石標(biāo)本的粘聚力、摩擦角和抗拉強(qiáng)度值。土體的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值見(jiàn)表。土體強(qiáng)度用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度％表示，Q11與粘聚力C和摩擦角0的關(guān)系由下式確定qu=2ctan(45+02) ()巖石的強(qiáng)度特性值(實(shí)驗(yàn)室測(cè)定) 表摩擦角(度)粘聚力(MPa)抗拉強(qiáng)度(MPa)沙巖粉質(zhì)巖泥質(zhì)頁(yè)巖硅石 >■八 L 石灰石山脈花崗巖測(cè)試場(chǎng)地玄武石土體的強(qiáng)度特性值(排水實(shí)驗(yàn)測(cè)定)粘聚力(kpa)摩擦角的最大值(度)摩擦角的殘留值(度)沙礫3432無(wú)細(xì)沙的沙:性砂礫3532粘性艮好的沙性砂礫3532較細(xì)的砂礫和沙的混合體2822細(xì)沙粒3230粗沙粒3430級(jí)配艮好的沙粒3332低塑性、泥沙2825中-高塑性泥沙2522低塑性粘2420中塑性、粘」?Jr12010高塑性、粘」b176有機(jī)淤泥或粘土2015巖石物理力學(xué)性質(zhì)一覽表巖石物理力學(xué)性質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)巖石密度(g/cm3)孔隙率吸水率軟化系數(shù)巖類(lèi)變形模量（IQ巖石密度(g/cm3)孔隙率吸水率軟化系數(shù)巖類(lèi)變形模量（IQsMPa）抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度內(nèi)聚力（\巖石密度（g/液限％塑限％塑性指數(shù)變形模量（MPa）孔隙比％抗拉強(qiáng)度內(nèi)聚力C積石土堆川碎<?V土粒密度2Q~4Q般假定O般假定Q黃土類(lèi)土十、23~3315~2Q8~13新黃土具有濕陷性般假定O、（老）、（新）粘性土?V23~5516~3Q7~25ri2（壓縮模量）般假定O

泥巖、（粘土巖）、59（干粘土巖）、（粘二巖）頁(yè)巖、-V16~2010、Ioo2~103~20泥板石ZV123~199（干板巖）粉砂巖 >_-~rr▲?.i 10~32、 “,、 石英砂UU54~5868、13(寒武)54(MR)砂巖?V-V174120、2004~258'40礫巖、?V'（新鮮巖體）10~1502~158~50泥灰?guī)rZV~（新鮮巖體）"2040~60（新鮮體）灰?guī)r 2 ZV35~3950~2005~2010"50白云石■V、~3280~25015'2520'50LLUJ、、（綠泥石片巖）44~7210、100「10「20「枚巖、、IO（石英千枚巖）10、100「10「20

板石（新鮮巖體）60、2007~152~20大理巖?V49~6770~140（裂隙發(fā)育巖K石英石ZV65~70150~35015~3010"50, 花岡4甘XJLLJ?VzV3O~37100~2507~2514"50閃長(zhǎng)巖、、、（具裂隙巖體）Io(T25010'2510"50輝長(zhǎng)巖?V、180"30015~3610"50流紋巖、180"30015'3010"50安山巖?V"（具裂隙巖體）100~25010'2010、40玄武巖?V83180"30015~3610"50注：未注明為巖體的數(shù)據(jù)，均為巖石試驗(yàn)數(shù)據(jù)。唐大雄劉佑榮張文殊王清工程巖土學(xué)（第二版）地質(zhì)出版社1998北京重慶建筑工程學(xué)院同濟(jì)大學(xué)巖體力學(xué)中國(guó)建筑工業(yè)出版社北京工程地質(zhì)手冊(cè)編寫(xiě)委員會(huì)工程地質(zhì)手冊(cè)（第三版）中國(guó)建筑工業(yè)出版社北京李先煒巖體力學(xué)性質(zhì)煤炭工業(yè)出版社泊松比范圍為0、，不會(huì)大于。砂巖泊松比左右，煤巖左右。一般巖石彈性模量量級(jí)為10,單位Pa。煤巖彈性模量量級(jí)為9,Pao在巖石的彈性工作范圉內(nèi)，P一般為常數(shù)，但超越彈性范圍以后，U隨應(yīng)力的增大而增大，直到。二為」I,巖石種類(lèi)E（IO的4次方NTa）U閃長(zhǎng)巖細(xì)?；◢徣缡遍L(zhǎng)花崗石 斑狀花崗石IJLJI花崗閃長(zhǎng)i1I石英砂巖片麻花崗Z/I/wtL石IJLJ止長(zhǎng)巖kt rrk[[▲U-I片石玄武巖安山巖絹云母頁(yè)石—廿LLJ花岡石細(xì)砂巖中砂巖