第二章变形体变形规律

第二章变形体的变形规律第二章变形体的变形规律第二章变形体的变形规律变形：是指变形体在各样荷载作用下，形状、大小及地点在时空域中的变化岩石的物理性质组要从岩石的质量指标、体积指标及水理性质三方面进行介绍一、岩石的质量指标（1）岩石的密度岩石的密度分为岩石的质量密度（简称密度）和重力密度（简称重度）（2）岩石的比重岩石的比重是岩石固体部分的重量Grd和4℃时同体积纯水重量的比值二、岩石的体积指标1）岩石的缝隙性岩石的缝隙性：岩石中孔隙和裂隙等的统称。2）岩石的碎胀性及碎胀系数从岩体中采掘或崩落下来的碎石，其整个体积大于它在岩体内的体积。这类体积增大的性质，叫做岩石的碎胀性。三、岩石的水理性质1）岩石的含水性岩石的含水性一般用湿度或含水率表示2）岩石的吸水性岩石在必定条件下汲取水分的性能称为岩石的吸水性。往常以吸水率表示。3）岩石的透水性岩石能被水透过的性能称为岩石的透水性4）岩石的融化性岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的融化性5）岩石的抗冻性岩石抵挡冻融损坏的性能称为岩石的抗冻性6）岩石的膨胀性岩石浸水后体积增大和相应地惹起压力增大的性质称为岩石的膨胀性岩石的力学性质包含岩石的变形性质及强度性质①岩石的变形性质：是指岩石所表现的弹塑性等力学属性，在各样应力状态下的应力—应变关系以及岩石的流变性；②岩石的强度性质：主要包含岩石的单向抗压强度、单向抗拉强度、抗剪强度以及岩石的三向抗压强度等。一、岩石的变形性质（1）岩石变形的力学属性物体上任一点的绝对或相对位移，或许线性尺寸的变化，称为该物体的变形。岩石变形的力学属性：弹性、塑性、粘性、脆性和延性岩石变形分为：弹性、塑性、粘性、脆性、延性弹—塑性、塑—弹性、弹—粘—塑性或粘—弹性影响岩石变形的要素：①岩石的组分和结构；②受力条件、大小；③温度等环境要素（2）单轴压缩条件下岩石变形性质岩石试件在单轴压缩荷载作用下产生变形的全过程可由图全应力—应变OABCD曲线表示。由全应力—应变曲线可将岩石的变形分为以下四个阶段：1）孔隙裂隙压密阶段（OA阶段）：即试件中原有张开性结构面或微裂隙渐渐闭合，岩石被压密，形成初期的非线性变形，在此阶段岩石横向膨胀很小，试件体积随荷载增大而减小。2）弹性变形阶段（AB阶段）：该阶段的应力—应变近似呈直线。3）非稳固破碎发展阶段（或称累进性破碎阶段）BC阶段）：在本阶段，岩石的变形既有弹性变形又有塑性变形，此中微裂隙的发展出现了质的变化，裂隙不停发展，直至试件完整损坏；试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率快速增大。本阶段的上界应力称为峰值强度。4）破碎后阶段（CD阶段）：岩块承载能力达到峰值强度后，其内部结构受到损坏，但试件基本保持整体状；到本阶段，裂隙快速发展，交错且互相结合形成宏观断裂面，今后，岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移，试块承载能力随变形增大快速降落，但其实不降为零，说明破碎的岩石仍有必定的承载能力。3）三向压缩条件下岩石变形性质以砂岩为例说明三向压缩条件下岩石变形性质:1）应力—应变初始阶段岩石属弹性变形。2）跟着侧向应力的增大，岩石试块的塑性变形增大。说明岩石的脆性和塑性是相对的，在单向应力或较低的三向应力状态下表现为脆性的岩石，在高压三向应力状态下损坏前也表现出很大的塑性。3）跟着侧向应力和应力差值的增添，强度极限（峰值）也随之增大。4）岩石发生损坏后，固然其结构发生了变化，但仍旧保存必定的承载能力。实践证明，围压愈大，其剩余强度也愈大。（4）岩石的流变性质岩石的流变性：是指岩石在长久静荷载作用下，应力、应变随时间延伸而变化的性质蠕变和松驰是流变性的两种宏观表现。岩石的蠕变：是指在必定温度和应力作用下，岩石随时间延伸（外力不变）而产生的迟缓、连续变形岩石的废弛：是指在必定温度和变形条件下，岩石随时间延伸而产生的迟缓、连续应力减小的过程；它反应了应力随时间而衰减的规律（5）岩石变形指标岩石的变形特征往常用变形模量（弹性模量）和泊松比等指标表示。1）变形模量变形模量是指单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比。2）泊松比泊松比是指单向压缩条件下，横向变形与纵向变形之比。二、岩石的强度性质岩石强度是岩石抵挡损坏的能力，用单位面积上所受力的大小来表示，单位为Pa（帕）（1）岩石的单向抗压强度岩石试块在单向受压时所能承受的最大压应力，称为岩石的单向抗压强度。（2）岩石的单向抗拉强度岩石试块在单向拉伸损坏时所能承受的最大拉应力，称为岩石的单向抗拉强度。（3）岩石的抗剪强度岩石试块抵挡剪切损坏时所能承受的最大剪切力，称为岩石的抗剪强度。（4）岩石的三向抗压强度岩石试块在三向压应力作用下所能抵挡的最大应力，称为岩石的三向抗压强度。三向抗压强度>单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗拉强度（5）影响岩石强度的主要要素1）岩石性质2）岩石的结构特色3）岩石的物理状态4）岩石的受力状态不一样受力状态下岩石强度的大小，一般按以下次序摆列：三向等压抗压强度>三向非等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度。三、岩石的分类岩石分类常用的方法：由前苏联普洛多吉亚柯诺夫于1926年所提出，简称为普氏分类法。分类指标f：称为普氏系数（又称岩石硬度系数或岩石牢固性系数）。采纳岩石的单向抗压强度确立。把单向抗压强度为10MPa的黏土硬度系数f定为1，其余岩石的硬度系数f以其单向抗压强度为黏土抗压强度的倍数表示。建筑物变形的特色：建筑物的沉降、倾斜、位移、裂痕、挠曲等。表示建筑物变形量的常用的指标有:挪动指标：下沉W、水平挪动U；变形指标：倾斜i、曲率K、水平变形ε建筑物的变形按其种类可分为：静态变形和动向变形建筑物的变形按其速度可分为三种：长周期变形、短周期变形和刹时变形建筑物的变形按其特色又可分为：可塑变形和不行塑变形建筑物变形的影响要素：①自然条件及其变化而惹起的建筑物变形②建筑物自己的载荷大小、结构种类、高度、及其动荷载等惹起的建筑物变形③因为建筑物设计、施工或许使用时期一些工作做得不合理，或因为四周环境影响而产生的变形大坝变形的主要表现形式可概括为：大坝整体或局部地点随时间变化而发生位移（包括水平位移和垂直位移）；坝体裂痕等影响坝体正常运转的变形形式。大坝外面变形的影响要素：温度、库水位、时效等大坝水荷载包含：静水压力、动水压力、浸透静水压力（扬压力）、浸透动水压力、浪压力、冰压力、地震动水压力等。一、土石坝沉陷的一般规律1）在施工期，跟着坝体填筑高度的增添，沉陷量沿高程散布大概呈抛物线形状，如图2-5（a）所示。凑近坝基和填筑高程处的沉陷量较小，中部的沉陷量较大。2）完工后，