岩石三軸壓縮強度

岩石三軸壓縮強度

岩石三軸壓縮強度是岩石物理力學性質之一。指岩石試件在三向壓應力作用下所能抵抗的最大軸向應力。岩石普通三軸壓縮強度利用專門的岩石三軸應力試驗機測定。在礦山工程中所遇到的邊坡穩定、采場礦柱的承載能力及其應力應變狀態、巷道穩定性、采場空區的應力狀態等岩石力學問題均是雙向或三向應力問題。所以,從理論上研究岩石的三向應力對解決礦山工程中的實際問題是有現實意義的。

簡介

岩石三軸壓縮強度是岩石物理力學性質之一。指岩石試件在三向壓應力作用下所能抵抗的最大軸向應力。岩石普通三軸壓縮強度利用專門的岩石三軸應力試驗機測定 。

岩石物理力學性質

岩石物理力學性質是指岩石對物理條件及力作用的反應。岩石的物理力學性質是研究一切礦山工程穩定的重要依據。岩石的物理性質主要有容重、非均勻性、非連續性。滲透性、吸水性、熱脹性、聲學性、導電性、光學性及磁性等。岩石的力學性質主要有可變形性、彈性、塑性、流變性、變形模量、彈性模量、粘性係數、泊桑比、粘結力、內摩擦角、單向抗壓強度、三向抗壓強度、單向抗拉強度、抗剪強度、摩擦強度、殘餘強度及流變強度等。岩石物理力學性質通過岩石試件室內物理力學實驗來確定,或現場岩石物理力學測試測定。

強度及變形特性曲線

普通三軸試驗可求得如下各種強度及變形特性曲線:

(1)主應力差與軸向應變曲線。

(2)軸向壓力與側向壓力之間關係曲線。

(3)莫爾強度包絡線,據此,再導出各類型的莫爾強度包線方程。

(4)主應力差與橫向應變的關係曲線。

(5)主應力差與體應變關係曲線 。

內摩擦角和粘結力值

根據上述曲線可求出岩石試件的內摩擦角和粘結力值,可分析岩石試樣的變形特性和破壞機理。在彈性極限內,岩石試件具有明顯的彈性,其應力應變近似地服從線性規律,而且彈性模量隨著側壓力的增大而增大;應力超過彈性極限後,岩石多呈脆性破壞,但在側壓力作用下它又具有明顯的塑性變形,側壓力越高,塑性變形越大,峰值強度也越高;岩石試件的體應變在彈性極限內隨應力的增加而減小,但當岩石進入塑性變形狀態後,體積變形增大,並最終發展成為體積膨脹而破壞,某些比較軟的岩石,壓應力達到峰值後,強度逐漸減小,當強度減小到殘餘強度時岩石試件才完全破壞。

測定岩石三軸壓縮強度的意義

在礦山工程中所遇到的邊坡穩定、采場礦柱的承載能力及其應力應變狀態、巷道穩定性、采場空區的應力狀態等岩石力學問題均是雙向或三向應力問題。所以,從理論上研究岩石的三向應力對解決礦山工程中的實際問題是有現實意義的 。

總結

普通三軸試驗不能反映中間主應力對岩石強度的影響,而真三軸強度試驗。則能反應岩體所處的實際應力狀態 。

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