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文檔簡介

1、巖 石 力 學,土木工程系翟聚云,巖石的強度理論,2.5,1、概念 將巖石作為均質各向同性材料討論。 巖石的應力、應變增長到一定程度，巖石就發(fā)生破壞。用以表征巖石破壞條件的函數(shù)（應力應變函數(shù)），稱破壞判據或強度準則。所有研究巖石破壞的原因、過程及條件的理論，稱強度理論。,目前巖石力學中應用較多的有：最大正應變理論、莫爾-庫侖強度理論、格林菲斯強度理論和應變能理論。 本節(jié)講莫爾-庫侖強度理論。,應力狀態(tài)分析：討論一 點截面方位改變引起的 應力變化趨勢。 （與受力材料無關）,2、應力狀態(tài)（莫爾圓）,應力隨截面方位改變而變化.,空間應力狀態(tài),平面應力狀態(tài),平面應力狀態(tài),巖石力學的正方向,力的平衡方程

2、得到： 整理得到正應力和剪應 力的方程： 次二次方程為圓的方程，該圓叫做莫爾圓。（同一點不同傾斜方向的應力與莫爾圓圓周上點的坐標有一一對應的關系）,如果用主應力來表示： 為圓心， 為半徑。,應力的大小在莫爾圓上的位置，可通過基準面上的應力位置旋轉2倍轉角得到。,3、庫侖定律（巖石抗剪強度曲線） 庫侖定律是在試驗的基礎上得到的：,( ),直線型數(shù)學表達式：,內摩擦系數(shù),破壞機理：材料屬壓剪破壞，剪切破壞力的一部分 用來克服與正應力無關的粘聚力，使材料顆粒間脫 離聯(lián)系；另一部分剪切破壞力用來克服與正應力成 正比的摩摩力，使面內錯動而最終破壞。 只與巖石材料有關。,將應力圓與抗剪強度線放在一個坐標系

3、，看其位置關系。,4、莫爾-庫侖強度準則,三軸實驗的加載示意圖,可以通過多個莫爾圓得到抗剪強度線。,其中相切是臨界狀態(tài),破壞面方向與大主應力作用面成,B,O,得到軸壓與圍壓成直線關系。,思考題：某均質巖石的強度線： 其中 。試求此巖體在側向圍巖壓力 的條件下的極限抗壓強度 。并求出破壞面的方位。,解： （1）在 直角坐標系中畫出巖石的強度曲線，并在 軸上選取 ; （2）作一個通過A點并與強度曲線相切于M點的極限應力圓 ; （3）圓 與 交于B點，根據莫爾應力圓的概念，線段OB長度等于巖體在圍巖應力 條件下的極限強度 ，可得： ； （4）連接AM線段，得 ，此角為巖體內破壞面與 方向的夾角 ； （5）在巖體

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