巖體力學(xué)第四章復(fù)習(xí)

1、巖巖 體體 力力 學(xué)學(xué)Rock Mass Mechanics第四章第四章 巖體的基本力學(xué)性能巖體的基本力學(xué)性能李旺林李旺林2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第一節(jié)第一節(jié) 巖體結(jié)構(gòu)面的分析巖體結(jié)構(gòu)面的分析一一. 結(jié)構(gòu)面的基本參數(shù)結(jié)構(gòu)面的基本參數(shù)1、產(chǎn)狀、產(chǎn)狀 : 走向、傾向、傾角；走向、傾向、傾角； 順坡向、逆坡向結(jié)構(gòu)面順坡向、逆坡向結(jié)構(gòu)面2、間距、間距 3、延展性、延展性4、表面特征：起伏度、表面特征：起伏度、 粗糙度。粗糙度。 結(jié)構(gòu)面表面起伏不平的程度。結(jié)構(gòu)面表面起伏不平的程度。5、面壁強度：結(jié)構(gòu)面表面的抗壓強度。、面壁強度：結(jié)構(gòu)面表面的抗壓強度。6、充填物及

2、張開度、充填物及張開度 7、水的作用、水的作用8、巖塊的尺寸及結(jié)構(gòu)面的組數(shù)、巖塊的尺寸及結(jié)構(gòu)面的組數(shù)2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）三三. 巖體破碎程度的分類巖體破碎程度的分類1. 巖體的體積裂隙數(shù)巖體的體積裂隙數(shù) 單位體積內(nèi)裂隙的條數(shù)。單位體積內(nèi)裂隙的條數(shù)。其中：其中： 為為1-n組結(jié)構(gòu)面平均每米出現(xiàn)組結(jié)構(gòu)面平均每米出現(xiàn) 的條數(shù)的條數(shù) ； 為不成組結(jié)構(gòu)面在為不成組結(jié)構(gòu)面在1m3內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)出現(xiàn) 的，長度大于的，長度大于1m的條數(shù)。的條數(shù)。knvsssssJ 321nss 1ks第一節(jié)第一節(jié) 巖體結(jié)構(gòu)面的分析巖體結(jié)構(gòu)面的分析2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（20

3、10-2011學(xué)年）學(xué)年）第一節(jié)第一節(jié) 巖體結(jié)構(gòu)面的分析巖體結(jié)構(gòu)面的分析2. 裂隙度的影響裂隙度的影響沿著取樣線方向，單位長度上節(jié)理的數(shù)量沿著取樣線方向，單位長度上節(jié)理的數(shù)量 n :沿沿l長度內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)量長度內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)量lnK 兩組節(jié)理的裂隙讀計算圖2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第一節(jié)第一節(jié) 巖體結(jié)構(gòu)面的分析巖體結(jié)構(gòu)面的分析3. 切割度切割度節(jié)理在巖體中分離的程度節(jié)理在巖體中分離的程度 A :平直斷面的面積平直斷面的面積 :第第 i 塊節(jié)理面的面積塊節(jié)理面的面積AaXieia2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）三三. 巖體破碎程

4、度的分類表巖體破碎程度的分類表節(jié)理化程度節(jié)理化程度節(jié)節(jié) 理理 巖巖 體體壓碎或糜壓碎或糜棱巖體棱巖體疏節(jié)理疏節(jié)理密節(jié)理密節(jié)理非常密非常密集節(jié)理集節(jié)理 0 1 10 100 1000完整的完整的00.20.40.60.81.0巖巖弱節(jié)理化弱節(jié)理化似均似均 體體質(zhì)性質(zhì)性節(jié)理化節(jié)理化 弱節(jié)理化弱節(jié)理化 強強度度強節(jié)理化強節(jié)理化 節(jié)理化節(jié)理化 的的降降完全節(jié)理化完全節(jié)理化強節(jié)理化強節(jié)理化 低低完全節(jié)理化1mK2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性一一 結(jié)構(gòu)面的法向變形結(jié)構(gòu)面的法向變形1. 結(jié)構(gòu)面法向彈性變形結(jié)構(gòu)面法向彈性變形1）

5、假設(shè)條件）假設(shè)條件（1）有）有n個點接觸個點接觸,假設(shè)邊長為假設(shè)邊長為h面接觸面接觸（2）每個接觸面受力相同）每個接觸面受力相同（3）每個接觸面力學(xué)特性相同）每個接觸面力學(xué)特性相同2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性2）計算公式）計算公式 半無限體上作用一個集中力的布辛涅半無限體上作用一個集中力的布辛涅 斯克的解斯克的解 m：接觸面的形態(tài)系數(shù)，方形：接觸面的形態(tài)系數(shù)，方形m=0.95 ： Q：作用在單個接觸面

6、上的力：作用在單個接觸面上的力 A、h：方形接觸面面積、邊長：方形接觸面面積、邊長hEQ95. 01AEmQ122025. 02022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性3）討論）討論 (1) 最大法向彈性變形的限制條件最大法向彈性變形的限制條件:作用在試件上的正應(yīng)力作用在試件上的正應(yīng)力:正方形的邊長正方形的邊長:接觸點材料的單軸抗壓強度接觸點材料的單軸抗壓強度cnhd22dc2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性（2）結(jié)構(gòu)面壁法向彈性變形公式）結(jié)構(gòu)面壁

7、法向彈性變形公式 雙面壁雙面壁20.9 dnEh201.8 dnEh2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性 (3)影響因素影響因素a. 與外荷載成正比與外荷載成正比b. 結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性c. 結(jié)構(gòu)面的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)面的表面形態(tài) 兩者相互牽連兩者相互牽連cE ， ，hn,0n201.8 dnEh2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題已知巖體試件的尺寸已知巖體試件的尺寸: 15*15*15cm，作用在試件上，作用在試件上的外荷載的外荷載P=

8、200KN。測得試。測得試件總的變形為件總的變形為0.043cm， 巖石巖石的的 =175(MPa)，結(jié)構(gòu)面面，結(jié)構(gòu)面面壁強度為巖石壁強度為巖石 的的0.8倍，巖倍，巖石的彈性模量石的彈性模量 E=1.0*104 (MPa) cc試求試求: 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生最大彈性變形時，接觸的個數(shù)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生最大彈性變形時，接觸的個數(shù) n 及邊長及邊長 h (不計結(jié)構(gòu)面厚度對變形的影響不計結(jié)構(gòu)面厚度對變形的影響)2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）分析：分析：1）巖體的變形由兩部分組成：巖石和結(jié)構(gòu)面；）巖體的變形由兩部分組成：巖石和結(jié)構(gòu)面；2）要求的是最大的彈性變形，必須滿足結(jié)構(gòu)面的）

9、要求的是最大的彈性變形，必須滿足結(jié)構(gòu)面的面壁強度的條件；面壁強度的條件；3）求）求n、h兩個未知數(shù)，應(yīng)該聯(lián)合應(yīng)用變形和強度兩個未知數(shù)，應(yīng)該聯(lián)合應(yīng)用變形和強度條件。條件。第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題cm013. 0105 . 110200EdPdEdPdE42巖cm03. 0013. 0043. 0節(jié)cmEdhnhnEd121003. 0102008 . 18 . 103. 08 . 1422解解:2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）結(jié)構(gòu)面

10、法向彈性變形例題結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題最大的變形，作用在接觸點的應(yīng)力，滿足極限強度最大的變形，作用在接觸點的應(yīng)力，滿足極限強度條件，即條件，即:2c2cc2cm29.141758 . 0102008 . 0Phn8 . 0hnP兩式相除2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題結(jié)構(gòu)面法向彈性變形例題強度校核強度校核:滿足要求滿足要求答答:產(chǎn)生最大彈性法向變形時，產(chǎn)生最大彈性法向變形時，n=10(個個) h=1.2cm個10ncm12hncm2 . 1cm19. 11229.14hnhnh222200 10138.9175 0.814010 1.2P

11、MPaMPan h2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性2. 結(jié)構(gòu)面的法向閉合變形結(jié)構(gòu)面的法向閉合變形 (1)彈性變形彈性變形(2)齒合變形齒合變形 (3)壓碎變形壓碎變形2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性二、結(jié)構(gòu)面的剪切位移特性二、結(jié)構(gòu)面的剪切位移特性1. 剪切位移曲線剪切位移曲線1)剪切剛度剪切剛度sK u fKuufs2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)面的變形特性結(jié)構(gòu)面的變形特性3）曲線類

12、型）曲線類型(1)脆斷型脆斷型 重新膠結(jié)結(jié)構(gòu)面重新膠結(jié)結(jié)構(gòu)面(2)切齒型切齒型 風(fēng)化結(jié)構(gòu)面，某個相對突起物風(fēng)化結(jié)構(gòu)面，某個相對突起物(3)間斷起伏型間斷起伏型 剪斷多個相對突起物剪斷多個相對突起物 (4)軟弱型軟弱型 充填物塑性變形充填物塑性變形2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）一一 . 結(jié)構(gòu)面的面摩擦效應(yīng)結(jié)構(gòu)面的面摩擦效應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）二二. 結(jié)構(gòu)面的楔摩擦效應(yīng)結(jié)構(gòu)面的楔摩擦效應(yīng) 1. 規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度(楔效應(yīng)楔效應(yīng)) 帕頓

13、帕頓Patton公式公式 第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性：爬坡角，指規(guī)：爬坡角，指規(guī)則齒面與水平面的則齒面與水平面的夾角；夾角；結(jié)構(gòu)面為水平面。結(jié)構(gòu)面為水平面。2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性(2)考慮正應(yīng)力的影響考慮正應(yīng)力的影響 爬坡爬坡 切齒切齒 TjTjjtgCtg2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性(3)Patton公式的討論公式的討論 a .折線表示的強度判據(jù)折線表示的強度判據(jù)b. 為不同破

14、壞機理的分界點為不同破壞機理的分界點TjTjjjTTjjCtgCtgtgtg2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性不同爬坡角的影響不同爬坡角的影響 c.不同爬坡角的影響不同爬坡角的影響 為固有屬性，為固有屬性，一般不隨應(yīng)力一般不隨應(yīng)力變化而變變化而變,TjCd. 不足之處不足之處 無法表現(xiàn)既爬坡又切齒的破壞機理無法表現(xiàn)既爬坡又切齒的破壞機理2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性2. 規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度(

15、楔效應(yīng)楔效應(yīng)) 勒單尼勒單尼Ladany公式公式1)公式推導(dǎo)公式推導(dǎo) 結(jié)構(gòu)面抗剪強度是由四個分量組合成，同時結(jié)構(gòu)面抗剪強度是由四個分量組合成，同時考慮了結(jié)構(gòu)面在剪切過程中的既爬坡又切齒的破考慮了結(jié)構(gòu)面在剪切過程中的既爬坡又切齒的破壞機理。壞機理。2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性(1)剪切擴容提供的摩阻力剪切擴容提供的摩阻力 i爬坡角爬坡角(2)水平推力作用于齒形斜面提供的摩阻力水平推力作用于齒形斜面提供的摩阻力1SN tgi2nSS tgi tg2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)

16、年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性(3)無擴容條件下正壓力提供的摩阻力無擴容條件下正壓力提供的摩阻力(4)切齒所需的力切齒所需的力n3tgNS004ACtgNS2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度結(jié)構(gòu)面的剪切強度 剪切面積比剪切面積比 被剪斷齒的面積與剪切面的被剪斷齒的面積與剪切面的總面積比總面積比, 合理地分攤了結(jié)構(gòu)面在剪切過程中，合理地分攤了結(jié)構(gòu)面在剪切過程中，爬坡和切齒破壞機理所作出的貢獻。爬坡和切齒破壞機理所作出的貢獻。4321SSSSSsa sns00nsnns

17、ns00sns00sns4s321a1tgtgi1aCtga1tgtgiASa1tgtgi1aACNtga1tgtgiNSaACNtga1NtgtgtgisNtgiaSa1SSSS2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性2)公式討論公式討論(1)物理意義明確，同時考慮爬坡和切齒效應(yīng)，彌物理意義明確，同時考慮爬坡和切齒效應(yīng)，彌補了補了Patton公式的不足；公式的不足；(2)引入剪切面積比引入剪切面積比 的重要概念；的重要概念；(3)不足之處不足之處 a. 參數(shù)太多，不易求；參數(shù)太多，不易求； b. 公式復(fù)雜；公式復(fù)

18、雜； c. 描述的只是規(guī)則齒型結(jié)構(gòu)面。描述的只是規(guī)則齒型結(jié)構(gòu)面。sa2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性3. 不規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度不規(guī)則齒形結(jié)構(gòu)面的抗剪強度 巴頓（巴頓（Barton）公式）公式結(jié)構(gòu)面的表面形態(tài)很少是規(guī)則的結(jié)構(gòu)面的表面形態(tài)很少是規(guī)則的Barton經(jīng)過三百塊天然結(jié)構(gòu)面的剪切試驗，統(tǒng)計經(jīng)過三百塊天然結(jié)構(gòu)面的剪切試驗，統(tǒng)計分析后，得出一經(jīng)驗公式，該公式采用半定量計分析后，得出一經(jīng)驗公式，該公式采用半定量計算的方法，評價結(jié)構(gòu)面的剪切強度。算的方法，評價結(jié)構(gòu)面的剪切強度。2022-7-5巖體力學(xué)（巖

19、體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性結(jié)構(gòu)面的剪切強度特性1）Barton公式公式 JRC:結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)結(jié)構(gòu)面的粗糙度系數(shù)JCS:結(jié)構(gòu)面的面壁強度結(jié)構(gòu)面的面壁強度 :結(jié)構(gòu)面基本摩擦角結(jié)構(gòu)面基本摩擦角bnnJCSlgJRCtanb2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）一一. 單一結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)單一結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng) 正應(yīng)力作用正應(yīng)力作用, 結(jié)構(gòu)面的方位角結(jié)構(gòu)面的方位角 強度有兩部分組成即：強度有兩部分組成即： 巖石和結(jié)構(gòu)面巖石和結(jié)構(gòu)面 強度都滿足強度都滿足31,jjCtgCtg第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)202

20、2-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)1、完整巖石的強度、完整巖石的強度 極限狀態(tài)：極限狀態(tài)： 強度線與極限應(yīng)力圓相切強度線與極限應(yīng)力圓相切sin1cos2sin1sin1245031CtgCcc破壞角：或2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)2、結(jié)構(gòu)面的強度、結(jié)構(gòu)面的強度(1)結(jié)構(gòu)面的破壞狀態(tài)結(jié)構(gòu)面的破壞狀態(tài)作用在結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力狀態(tài)作用在結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力狀態(tài) jjCtg2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)

21、結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)巖石巖石結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面u極限應(yīng)力圓上只有一點代表結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力狀態(tài)；極限應(yīng)力圓上只有一點代表結(jié)構(gòu)面的應(yīng)力狀態(tài)；u作用在結(jié)構(gòu)面上的剪應(yīng)力等于結(jié)構(gòu)面的剪切強度；作用在結(jié)構(gòu)面上的剪應(yīng)力等于結(jié)構(gòu)面的剪切強度；u結(jié)構(gòu)面的破壞狀態(tài)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)面的強度線與極限應(yīng)結(jié)構(gòu)面的破壞狀態(tài)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)面的強度線與極限應(yīng)力圓相割。力圓相割。2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)(2)公式推導(dǎo)（公式推導(dǎo)（ 坐標下）坐標下）31,jjjjjjjjjjjjjjCCCsincoscossincoscos2cossin2sincos2cos2sin2s

22、insin2sin313131公式另一種表達方式公式另一種表達方式j(luò)jjjftgCtgC2cos222sin22sin22cos22313131313131ctgtgCtgjjj12sin223312022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)3、討論、討論 3.1實際強度取完整巖石強度和結(jié)構(gòu)面強度的小值實際強度取完整巖石強度和結(jié)構(gòu)面強度的小值（兩者的強度都按直線型考慮）（兩者的強度都按直線型考慮） 3.2若發(fā)生巖石破壞，則巖石的強度線與極限應(yīng)力若發(fā)生巖石破壞，則巖石的強度線與極限應(yīng)力圓相切，若發(fā)生沿結(jié)構(gòu)面破壞，則結(jié)構(gòu)面的強度線圓

23、相切，若發(fā)生沿結(jié)構(gòu)面破壞，則結(jié)構(gòu)面的強度線與極限應(yīng)力圓相割；與極限應(yīng)力圓相割；2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)3.3結(jié)構(gòu)面強度影響因素結(jié)構(gòu)面強度影響因素 （1）任意取定）任意取定 時，時， 對強度的影響對強度的影響 a）巖石的強度與）巖石的強度與 無關(guān)無關(guān) c3132022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)03190cossincossincosjjjjjCb）結(jié)構(gòu)面的強度隨 角變化結(jié)構(gòu)面的強度表現(xiàn)出明顯的各向異性2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（

24、2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)節(jié)理面上的力學(xué)分析2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)（2） 強度變化的最小值強度變化的最小值當當 曲線中的谷底值。曲線中的谷底值。min10min245j2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)（3） 破壞破壞 的范圍的范圍當當 可能沿結(jié)構(gòu)面破壞；可能沿結(jié)構(gòu)面破壞； 090j2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力

25、學(xué)效應(yīng) 當當 時，既沿結(jié)構(gòu)面破壞，又發(fā)時，既沿結(jié)構(gòu)面破壞，又發(fā)生巖石破壞；生巖石破壞； 是發(fā)生結(jié)構(gòu)面破壞的確是發(fā)生結(jié)構(gòu)面破壞的確切范圍。切范圍。21或21、2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)3.4孔隙水壓的影響孔隙水壓的影響結(jié)構(gòu)面的強度影響結(jié)構(gòu)面的強度影響jjjjwjjjjjwCtgCpCpsin2sin22sincoscoscossin313131得：代入下式有效應(yīng)力2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)巖石強度的影響巖石強度的影響取兩者中的小值

26、取兩者中的小值11331cwrcp2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)3.5 的影響的影響隨隨 的增大其強度也將的增大其強度也將隨之提高。隨之提高。21cc 332022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)第四節(jié)結(jié)構(gòu)面的力學(xué)效應(yīng)3.6 C 的影響的影響 當結(jié)構(gòu)面的當結(jié)構(gòu)面的C值為零時，其公式變得非常簡單：值為零時，其公式變得非常簡單：jjjctgtg331sincoscossin2022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）力學(xué)效應(yīng)例題力學(xué)效應(yīng)例題一帶有單一

27、結(jié)構(gòu)面的試件中一帶有單一結(jié)構(gòu)面的試件中. 已知巖石的強度已知巖石的強度參數(shù)參數(shù) c=2.0MPa , =30 結(jié)構(gòu)面的強度結(jié)構(gòu)面的強度參數(shù)為參數(shù)為 =0.02(MPa) =30, =40 當作用的當作用的 =4.0(MPa)時時jcj32022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）力學(xué)效應(yīng)例題力學(xué)效應(yīng)例題試求試求:(1)試件將產(chǎn)生何種性質(zhì)的破壞？并畫出極限應(yīng)力試件將產(chǎn)生何種性質(zhì)的破壞？并畫出極限應(yīng)力圖與強度線的關(guān)系；圖與強度線的關(guān)系；(2)其破壞角為多大其破壞角為多大?(3)當當 =4.0MPa ， =15MPa 時時,在多大的孔在多大的孔隙水壓力作用下隙水壓力作用下,試件才能破壞試件才能破壞?并畫出相應(yīng)的莫并畫出相應(yīng)的莫爾圓與強度的關(guān)系。爾圓與強度的關(guān)系。312022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）力學(xué)效應(yīng)例題力學(xué)效應(yīng)例題解解:(1)先分別計算巖石和結(jié)構(gòu)面的極限應(yīng)力先分別計算巖石和結(jié)構(gòu)面的極限應(yīng)力 巖石巖石:MPaccc93. 6sin1cos23sin1sin131MPa93.1893. 63412022-7-5巖體力學(xué)（巖體力學(xué)（2010-2011學(xué)年）學(xué)年）力學(xué)效應(yīng)例題力學(xué)效應(yīng)例題結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面:cossincoscsincosjjjj31MPa16.19133. 00173. 0532. 240c