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岩石强度

/rock strength properties/
条目作者于庆磊

于庆磊

最后更新 2022-01-20
浏览 250
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岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力。岩石的受力状态不同,其强度也不同。

英文名称
rock strength properties
所属学科
矿业工程

岩石强度按照受力状态可分为单轴抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、双轴抗压强度、三轴抗压强度等;按照破坏程度可分为屈服强度、峰值强度、残余强度等。

岩石的强度通过现场取岩样加工,利用室内实验方法测定,实验过程需注意选取的试件必须是完整的岩块,不应包含节理、裂隙。影响岩石强度的因素很多,一方面是岩石本身的因素,如岩石的矿物组成、结构构造、密度、风化程度及含水量等。另一方面是实验条件方面的因素,如试件的几何形状、尺寸、试件加工精度、端面条件、加载速率及温度等。

为了保证不同的岩石强度实验所获得的岩石强度指标具有可比性,国际岩石力学学会对岩石强度实验所使用的试件的形状、尺寸、加载速率和湿度等先后制定了标准。岩石在不同应力状态下的强度值一般符合如下规律:三轴抗压强度>双轴抗压强度>单轴抗压强度>抗剪强度>抗拉强度。

一般情况下,当荷载达到岩石瞬时强度(单轴抗压强度)时,岩石发生破坏。但在岩石承受荷载低于其瞬时强度的情况下,由于岩石具有流变性,也可能发生破坏。在这种情况下,岩石强度是随外载作用时间的延长而降低,通常把作用时间t→∞的强度称为岩石长期强度。研究地下工程围岩破坏时,必须考虑时间因素,一般利用岩石长期强度值作为岩石强度的计算指标。

研究岩石强度可确定破坏机理、承载能力、建立破坏准则,为岩石工程结构物的强度计算提供理论依据。岩石强度准则又称为破坏判据,表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系。广泛适用于岩石的强度准则理论有格里菲斯强度准则、莫尔-库仑准则、德鲁克-普拉格准则和霍克-布朗准则等。

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