四节岩石强度理论.ppt

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1、四节岩石强度理论 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望忽略了对强度的影响忽略了对强度的影响（三）库伦（三）库伦莫尔强度理论（准则）莫尔强度理论（准则）CACoulomb1773年提出是莫尔准则的一特例简洁、应用简便（二）强度曲线（二）强度曲线莫尔图包络线莫尔图包络线表达式：表达式：由于岩石的力学性质所致，莫尔包线向应力增大的由于岩石的力学性质所致，莫尔包线向应力增大的方向开放，单向抗拉强度小于单向抗压强度；单向方向开放，单向抗拉强度小于单向抗压强度；单向

2、抗拉区小于单向抗压区。抗拉区小于单向抗压区。应用实例说明应用实例说明（1 1）实实验验基基础础：岩土材料压剪或三轴试验和 纯剪。（2 2）破破坏坏机机理理：（基本思想）材料属压剪破坏，剪切破坏力的一部分用来克服与正应力无关的粘聚力，使材料颗粒间脱离联系；另一部分剪切破坏力用来克服与正应力成正比的摩摩力，使面内错动而最终破坏。内摩擦系数（3 3）数学表达式：）数学表达式：（4 4）主应力表示）主应力表示（2-42）由式（2-42）推出：（243）其中为塑性指数；当时，；为拉压指数。（5 5）破坏方向角）破坏方向角（）强度曲线倾斜向上说明抗剪强度与压应力成正比。受拉区闭合，说明受三向等拉应力时岩石

3、破坏；受压区开放，说明三向等压应力不破坏 缺点缺点:忽略了中间主应力的影响 （中主应力对强度影响在15%左右）（7）应用实例（6 6）优点）优点 同时考虑了拉剪和压剪应力状态；可判断破坏面的方向。强度曲线向压区开放，说明 与岩石力学性质符合。三、格里菲斯准则（三、格里菲斯准则（Griffth 1921Griffth 1921）断裂力学21年提出，70年代岩石力学领域（1）实验基础：玻璃材料中的微裂纹张拉扩展，连接，贯通，导致材料破坏。（2）基本思想：在脆性材料的内部存在许多随机分布的裂纹，其中有一个方向的裂纹最有利于破裂，在外力作用下，首先在该方向裂纹的尖端张拉扩展。两个关键点：两个关键点：1

4、.最容易破坏的裂隙方向；2.最大应力集中点（危险点）。在压应力条在压应力条件下裂隙开件下裂隙开列及扩展方列及扩展方向向带椭圆孔薄板的孔边应力集中问题数学式数学式 GriffthGriffth准则几何表示准则几何表示 Griffth准则图解 最有利破裂的方向角最有利破裂的方向角（3 3）GriffthGriffth（张拉）准则张拉）准则（a）在 坐标下 由此区可见，当 时，即压拉强度比为8。（b）坐标下设 应力圆圆心；应力圆半径 又设 ，则Griffth强度准则第二式写成 （a）应力圆方程：（b）（a）代入（b）得：（c）（c）式是满足强度判据的极限莫尔应力圆的表达式求切点：（c）式对 求导得GriffhGriffh准则仅考虑岩石开裂，并非宏观上破坏，故强度值偏大。准则仅考虑岩石开裂，并非宏观上破坏，故强度值偏大。另外，在岩石力学中，还会遇到另外，在岩石力学中，还会遇到TrescaTresca准则和准则和MisesMises准则，这个准则，这个准则在其它课程中已学过。同学们自已复习。准则在其它课程中已学过。同学们自已复习。(d)返回返回(d)d)代入代入(c c）得得在在 下的准则下的准则 与库仑准则类似，抛物线型。与库仑准则类似，抛物线型。