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第三次课 岩石的拉伸、剪切以及三轴压缩试验


岩石的抗剪强度
定义 指岩石在一定的应力条件下(主要指 压应力),所能抵抗的最大剪应力,常 用 表示
1.
抗剪断强度试验(下图为试验室直剪试验):
P A
T A
tan c
现场直剪试验(平推法和斜推法)
变角板剪切试验
根据力的平衡原理,作用 于剪切面上的法向力N和切向力 T可按下式计算:
N P cos f sin A A T P sin f cos A A
优点?缺点?
τ f(Mpa)
σ (MP
2.
抗切试验(下图分别为单剪和双剪试验):
剪切面上无压应力的剪切试验
3.
弱面抗剪强度(摩擦强度)试验:
摩擦强度 残余强度 非弹性变形作业:1、名词解释:残余强度、泊松比 2、你认为花岗岩和粉砂岩在常规三轴压缩试 验中,它们的弹性模量分别会出现什么变化? 为什么? 3、课后习题第6题。 sin48=0.743,sin55=0.819,sin64=0.899 cos48=0.669,cos55=0.573,cos64=0.438
2 2 1
1 2 P
3. 间接方法
(1)抗弯法(梁的弯曲试验)
t MC / I
(2)劈裂法(巴西法)(最常用的测试方法)
t 2P / DH
t
2P ah
(3)点荷载试验法
Is P / y2
t t
kt I s ( 50 )
P kt y2

4
3 2 1 7 5 6
补充知识:岩石的扩容
扩容----所谓扩容,是指岩石受外力作用后,发生非
弹性的体积膨胀,并且该体积膨胀不可逆,标志是岩石
的泊松比大于0.5。 岩石试件在不断加载过程中,由于试件中产生微裂
纹的张开、扩展、贯通等现象,使岩石内的孔隙不断增
大,同时促使岩石在宏观上表现为体积也随之增大的现 象,扩容发生在岩石破坏前。 一般单轴、三轴压缩都出现扩容,只是围压增大, 扩容量减小。多数岩石在破坏前都要产生扩容,扩容的 快慢和大小与岩石本身的性质、种类及其它因素有关。


岩石的抗拉强度
1. 定义:岩石试件在受到轴向拉应力后试件发生破坏时的 单位面积上所受的拉力。 2. 直接拉伸法: (1) 单轴直接拉伸法 抗拉强度: P—试件能承受的最大拉力; A—垂直拉应力方向试件的截面积。
Rt P / A
(2) 限制性直接拉伸法
限制性直接拉伸装置示意图
P( d 2 d ) 3 2 d1
四、三轴压缩状态下的岩石变形特性
1、岩石在常规三轴试验条件下的变形特性
岩石在常规三轴试验条件下的莫尔强度包络线
直线型莫尔强度包络线
曲线型莫尔强度包络线
常规三轴压缩试验中围压对岩石刚度的影响
常规三轴压缩试验中围压对岩石变形及其强度的影响
2、岩石在真三轴试验条件下的变形特性
现场三轴压缩试验
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