2010年造價工程師(土建)指導:巖石主要力學性質(zhì)

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巖石主要力學性質(zhì)
    1.巖石的變形
    巖石受力作用會產(chǎn)生變形,在彈性變形范圍內(nèi)用.彈性模量和泊松比兩個指標表示。彈性模量是應力與應變之比,以“帕斯卡”為單位,用符號Pa表示。相同受力條件下,巖石的彈性模量越大,變形越小。即彈性模量越大,巖石抵抗變形的能力越強。泊松比是橫向應變與縱向應變的比。泊松比越大,表示巖石受力作用后的橫向變形越大。
    巖石并不是理想的彈性體,巖石變形特性的物理量也不是一個常數(shù)。通常所提供的彈性模量和泊松比,只是在一定條件下的平均值。
    2.巖石的強度
    巖石的強度是巖石抵抗外力破壞的能力,也以“帕斯卡”為單位,用符號Pa表示。
    巖石受力作用破壞,表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等,故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。
    (1)抗壓強度。抗壓強度是巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力,是巖石最基本最常用的力學指標。在數(shù)值上等于巖石受壓達到破壞時的極限應力。抗壓強度主要與巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風化程度和含水情況等有關(guān),也受巖石的礦物成分和生成條件的影響。
    所以,巖石的抗壓強度相差很大,膠結(jié)不良的礫巖和軟弱頁巖小于20MPa,堅硬巖漿巖的大于250MPa。
    (2)抗拉強度??估瓘姸仁菐r石抵抗拉伸破壞的能力,在數(shù)值上等于巖石單向拉伸破壞時的張應力。巖石的抗拉強度遠小于抗壓強度,故當巖層受到擠壓形成褶皺時,常在彎曲變形較大的部位受拉破壞,產(chǎn)生張性裂隙。
    (3)抗剪強度??辜魪姸仁侵笌r石抵抗剪切破壞的能力,在數(shù)值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應力。在一定壓應力下巖石剪斷時,剪破面上的剪應力,稱為抗剪斷強度,其值一般都比較高??辜魪姸仁茄貛r石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動時的指標,其強度遠遠低于抗剪斷強度。
    三項強度中,巖石的抗壓強度,抗剪強度居中,抗拉強度最小。抗剪強度約為抗壓強度的10%~40%,抗拉強度僅是抗壓強度的2%~16%。巖石越堅硬,其值相差越大,軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強度和抗剪強度,是評價巖石(巖體)穩(wěn)定性的主要指標,是對巖石(巖體)的穩(wěn)定性進行定量分析的依據(jù)之一。