第六章岩石强度破坏准则

1、第六章岩石强度破裂准则，1，最大正应力强度理论2，最大正应变强度理论3，最大剪应力强度理论4，库伦1比尔断裂准则5，摩尔-库伦强度破坏准则6，八面体应力强度理论7，Drucker-Prager准则8，弱表面破裂准则9该理论认为，材料破坏取决于绝对值的最大正应力。因此，只要作用在岩石上的三个正应力之一的主应力达到岩石的单轴抗压强度或岩石的单轴抗拉强度，岩石就会被破坏。仅适用于破裂标准，二维应力条件下岩石的单向力和脆性岩石的拉伸状态，复杂应力状态下的岩石不能采用此强度理论。1，最大正应力强度理论，2，最大正应变强度理论，岩石压缩时拉伸裂纹平行于力发生。因此，岩石的破坏被认为是由于最大的正变形，岩石

2、破裂的原因是最大的正变形达到或超过一定的极限变形。根据该理论，只要岩石在任意方向的正变形达到单轴压缩破坏或单轴拉伸破坏时的应变值，岩石就会被破坏。2，最大正应变强度理论，岩石强度条件为，最大岩石内发生的最大应变值，可以通过广义钩子定律找到；实验证明，在m单向压缩或单向拉伸试验过程中，岩石破坏的极限应变值是通过实验得到的，该强度理论仅适用于脆性岩石，不适用于岩石的塑性变形。3，最大剪切应力强度理论，最大剪切应力场理论也称为无屈曲卡(H.Tresca)强度标准，是通过研究塑料材料破坏过程而获得的强度理论。试验结果表明，材料屈服时，试样表面出现与轴成约45度角的象限。最大剪切应力出现在与诗篇轴成45

3、度角的坡度处，因此这些破碎面是沿材料的剪切滑移的结果。一般认为，该剪切滑移是材料塑性变形的根本原因。因此，最大剪切应力强度理论认为材料破坏取决于最大剪切应力。当最大剪切应力max达到单轴压缩或单轴拉伸极限剪切应力m时，岩石将被切割和破坏。最大剪切应力强度理论用最大剪切应力强度理论的另一种表达表示，塑性岩石可以使用最大剪切应力强度理论取得满意的结果，但不适用于脆性岩石。此理论还没有考虑中间主应力的影响。3，最大剪应力强度理论，4，coulomb-Navier criterion，4，coulomb-Navier criterion，此岩石的破坏不是沿最大剪应力的作用面产生的，而是沿其剪应力和正应

4、力组合到达最不利的一侧而产生的破裂。4，coulomb-Navier criterion，4，coulomb-Navier criterion，4，coulomb-Navier criterion，coulomb-Navier criterion其中函数f的形式与岩石种类有关。不难看出摩尔规范是库仑规范的泛化。库仑基准表示平面上的直线，莫尔基准表示平面上的曲线AB。，5，Mohr-coulomb强度破坏准则，5，Mohr-coulomb强度破坏准则，5，Mohr-coulomb强度破坏准则八面体应力强度理论提出了八面体中剪切应力OCT达到阈值时材料屈服或破坏的理论。Von-Mises认为，八面

5、体的剪切应力OCT屈服于单向应力时，如果达到八面体的极限剪切应力s，则材料将屈服或破坏。屈服时的单向应力条件为，9，格里菲斯强度理论，9，格里菲斯强度理论，3，格里菲斯准则(Griffth 1921)，断裂力学1921年提出，70年代岩石力学领域(1)实验标准：玻璃材料微裂纹扩展，连接(2)基本思想：易碎材料内部有很多随机分布的裂纹，其中一个方向的裂纹最有利于破裂，外力作用下先在该方向的裂纹尖端施加张力。9，格里菲斯强度理论，9，格里菲斯强度理论，9，格里菲斯强度理论，9，格里菲斯强度理论，两个关键点：1。最容易破坏的裂纹方向；2.最大应力集中点(危险点)。压缩应力条件下的裂纹开裂和扩展方向，

6、具有椭圆孔薄板的孔边应力集中问题，数学，Griffth基准几何表示，最有利的破裂方向角(3) Griffth(拉伸)基准，(a)在该区域中可见时，拉伸强度比8。(b)在坐标上设定应力圆中心。重置应力圆半径后，Griffth强度基准的第二个公式是：(a)应力圆方程式，(b)替代件(b)是(c) (c)型式是满足强度基准的极限摩埃应力圆的方程式切点，(c)表示式对引线，(，10，Hoek-Brown岩石破坏经验准则，目前的岩石破坏理论可以很好地说明岩石状态特定方面的问题，但不能在特定应力条件下一般化。因此，霍克和布朗基于对许多岩石(岩体)抛物线型破坏包络(强度曲线)的系统研究，岩石破坏经验标准，即，1e破坏时的最大有效主应力，Mpa；3e-损坏时最小有效主应力，Mpa；c结构完整连续介质岩石材料单轴抗压强度，Mpa；m，s经验系数，m的变化范围为0.001(强烈破坏岩石)-25(坚硬完整的岩石)；s变形范围为0(物理化学岩石)1(完整岩石)。10，霍克-布朗岩石破坏经验标准，11，伦伯格岩石破坏经验标准，伦伯格表示，根据大量岩石强度试验结果，岩石正应力达到一定限度，即岩石的结晶强度时，岩石晶体被破坏，因此，即使继续增加垂直载荷(正应力)，岩石剪切也是如此因此，伦伯格建议在载荷下描述岩石的破坏状态，如下所示。11，伦特堡，岩石破