当前课程知识点：地质学与工程地质 > 第10章 岩石和岩体的工程地质性质 > 10.3 岩石的力学性质 > Chapter 10.3.2 强度
同学们好 欢迎来到地质学与工程地质课程
岩石在外荷载作用下将发生一系列的变形
当外力达到一定程度后
岩石内部的破裂将不断开展
并逐渐形成贯通的破裂面
岩石的变形过程也就转化为破裂过程
岩石的强度呢就是描述岩石抵抗
这种外部荷载而不破坏的能力
或者说是岩石在达到破坏前
所能承受的最大的应力值
它是评价岩石力学性能的重要指标
这节课我们就来学习岩石的强度特征
岩石所受到外部荷载作用方式不同
岩石的强度也有很大的差别
目前工程中常用的强度有单轴抗压强度
抗剪强度 抗拉强度及点荷载强度
岩石的抗压强度其实就是岩石的单轴抗压强度
它是岩石试样在单向受压时
所能承受的最大压应力
有时又叫极限抗压强度
通常用单轴压缩试验来获得
抗压强度它是反映岩石力学性质的主要指标之一
影响岩石抗压强度的因素有很多
比如岩石矿物成分 颗粒大小 胶结程度
层理 片理及裂隙的发育程度等等
另外岩石的含水量
也是影响岩石抗压强度的一个重要因素
一般地来讲饱和岩石的抗压强度
要比干燥岩石的抗压强度要小
所以根据岩石的含水情况
岩石抗压强度又可以分为饱和抗压强度
天然抗压强度及干燥抗压强度
当然岩石的抗压强度还受一些外部因素的影响
比如 加荷速率 试样的尺寸等等
加荷速率越大得到的岩石抗压强度呢
一般来讲就越高 试验条件相同的情况下
在一定的尺寸范围内 岩石的抗压强度
随着试样尺寸的增加
具有降低的趋势 具体试验时呢
需要参考有关的规范进行合理的选择
岩石抗剪强度呢 它是岩石试样
在一定法向应力作用下能承受的最大剪应力
工程中τ是岩石的抗剪强度 单位是兆帕
σ是法向应力 单位也是兆帕
φ是岩石的内摩擦角
c是岩石的内聚力 单位是兆帕
φ和c也就构成了岩石的抗剪强度参数
也是用来描述岩石强度的重要的一些参数
它们一般是通过直剪试验来获得的
那么大家想一下 至少几组直剪试验
才能得到或者是建立抗剪强度
与法向应力的关系呢
具体留到课后大家思考
另外如果不受法向应力的作用
那么试样的抗剪强度
是不是就等于岩石的粘聚力
这种情况下的抗剪强度又叫做抗切强度
或者是抗切断强度
那么如果岩石是沿着一个预先的内部剪切面发生滑动
这时它的抗剪强度是不是等于法向应力
与内摩擦系数的乘积 所以又叫抗摩擦强度
岩石在单向受拉时所能承受的
最大拉应力称为岩石的抗拉强度
但是由于岩石的拉伸试验比较困难
一般情况下采用间接的方法来得到它的抗拉强度
国内最常用的间接拉伸法就是巴西试验法
又叫劈裂试验法 这是岩石的劈裂试验装置
将圆形试样放在试验台上受压力 方向通过圆心
从而间接地将试样劈开
进而可以通过这个公式计算得到岩石的抗拉强度
根据我国的试验标准 那么试样直径一般是5公分
厚度为直径的一倍 岩石的抗拉强度
要远远小于岩石的抗压强度和抗剪强度
它的量值要比抗压强度低一个数量级
所以一般情况下认为岩石的破坏
主要是受拉应力有关
点荷载强度呢它是将任意形状的岩石试样
可以是规则的圆柱形 也可以是不规则的岩块
放在具有上下两个圆锥形的压板之间
通过施加集中荷载使岩石试样破坏
根据试验结果 可以通过这个公式得到相应的强度指标
IS是岩石的点荷载强度 单位是帕
P是岩石破坏时的荷载 单位是牛
D是上下两个接触点的距离 单位是米
由于点荷载试验比较便捷
而且点荷载仪器呢也比较轻便小巧
通常可以在现场直接进行量测
所以点荷载强度通常可以作为现场评价
岩石风化能力及岩石分级的一个重要指标
下面简单看一下岩石工程地质分类
岩石的工程地质分类方法有很多
比如我们前面学到的根据成因类型
地壳岩石可以分为三类岩类
也就是岩浆岩 沉积岩和变质岩
各类岩石中又可以根据不同性质进一步分类
在我们工程建设中最关心的是岩石质量好坏
也就是它们的强度 所以根据岩石的单轴饱和抗压强度
岩石可以分为极硬岩
硬岩 较软岩 软岩及极软岩五类
好这节课我们学习了岩石的力学性质
它也是岩石重要的强度特征 通过这节课的学习
同学们要掌握岩石常见的强度指标
它的含义及试验方法 了解岩石的工程地质分类方法
-0.1 人类工程活动与地质环境
-0.2 工程地质学的任务
-知识巩固--作业
-1.1 地球的形成与演化
-1.2 地球的基本性质
-1.3 岩石圈板块构造与地质作用
-知识巩固
-2.1 地壳运动
--默认
-2.2 岩浆作用
-2.3 变质作用
-2.4 地震作用
-知识巩固
-3.1 引述
-3.2 风化作用
-第3章 外动力地质作用--3.2 风化作用
-3.3 地面流水的地质作用
-3.3 地面流水的地质作用--作业
-3.4 风的地质作用
-3.4 风的地质作用--作业
-3.5 冰川的地质作用
-3.5 冰川的地质作用--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-4.1 矿物
-第4章 矿物与岩石--4.1 矿物
-4.2 岩浆岩
-第4章 矿物与岩石--4.2 岩浆岩
-4.3 沉积岩
-4.3 沉积岩--作业
-4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-基础篇
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-提高篇
-5 地质年代
-知识巩固--作业
-6.1 水平构造与倾斜构造
-6.2 褶皱构造
-6.3 断裂构造
-第6章 地质构造--知识巩固-基础篇
-第6章 地质构造--知识巩固-提高篇
-7.1 概述
-7.2 地质图的表示方法
-7.3 地质图的阅读和分析
-第7章 地质图--知识巩固-基础篇
-第7章 地质图--知识巩固-提高篇
-8.1 基本概念
-8.1 基本概念--作业
-8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-第8章 地下水--8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-8.3 地下水的运动
-8.3 地下水的运动--作业
-8.4 地下水的水质
-8.4 地下水的水质--作业
-8.5 与地下水有关的工程地质问题
-8.5 与地下水有关的工程地质问题--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-第8章 地下水--知识巩固-提高篇
-9.1 土的物质组成
-9.1 土的物质组成--作业
-9.2 土的基本性质
-9.2 土的基本性质--作业
-9.3 土的工程分类
-9.4 特殊土及工程性质
-9.4 特殊土及工程性质--作业
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-基础篇
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-提高篇
-10.1 概述
--10.1练习
-10.2 岩石的物理和水理性质
--10.2练习
-10.3 岩石的力学性质
--10.3习题
-10.4 岩体结构、结构面与结构体
--10.4习题
-10.5 结构面的特征及力学性质
--10.5习题
-10.6 岩体力学性质
--10.6习题
-10.7 岩体的工程地质分类
--10.7习题
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-11.1 斜坡变形与破坏
-11.1 斜坡变形与破坏--作业
-11.2 影响斜坡稳定的因素
-11.3 斜坡稳定性分析
-11.3 斜坡稳定性分析--作业
-11.4 岩质边坡稳定的结构分析法
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施--作业
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-基础篇
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-提高篇
-12.1 地下洞室及其应力重分布
-12.1 地下洞室及其应力重分布--作业
-12.2 洞室围岩的变形与破坏
-12.3 影响洞室围岩稳定性的因素
-12.4 洞室围岩失稳的防治措施
-第12章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析--知识巩固
-13.1 水利工程坝基
--Chapter 13.1.1 坝型及对工程地质条件的要求
-13.2 常见地基处理方法
-第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析--知识巩固
-14.1 水库渗漏
-14.2 库岸稳定问题
-14.3 库周浸没及水库淤积
-知识巩固--作业
-15.1 概述
-15.2 工程地质测绘
-15.3 工程地质勘探与野外试验
-15.4 地质罗盘的使用方法
-知识巩固
-汶川地震泥石流——5年的回顾
--汶川地震泥石流
--汶川地震这五年
--解疑答惑
-期末考试
