岩石单轴压缩强度
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第三节 岩石的强度特征
岩 石 的 强 度
强度 Strength：缺乏明确的定义。一般指岩石达到 破坏过程中所能承受的最大载荷。
强度：岩块、结构面和岩体
强度：与加载方式有关 抗压强度，拉伸强度，剪切强度 强度还与应力状态有关，单向加载，三向加载等 强度也与加载的时间有关， 准静态强度， 长期强度，冲击强度等
岩石的破坏形式
张拉破坏：脆性破坏，发生比较突然
延性破坏：变形持续增大，长时间塑性流动， 软岩，或三向高应力下的硬岩 煤矿深部开采 剪切滑移：结构面，岩块 失稳破坏 破坏
组合破坏：对于岩体而言，通常 都是上述三轴方式的组合
岩 爆
粉碎性破坏
一 岩石的单轴抗压强度
1.定义：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作 用破坏时单位面积上承受的荷载。
不同的岩石种类，试样的破坏形式不同。
S 80 MPa
S 50 MPa
4.影响单轴抗压强度的主要因素
（2）试件的形状和尺寸
形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工 尺寸：大于矿物颗粒的10倍； φ50的依据 高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理
试样体积对强度的影响尺度效应
1.2
1.6
不同长度的试样单轴压缩的全程曲线
（1）承压板端部的摩擦力及其刚度（加垫块的依据）
140
◆ 没有减摩垫片
120
■ 减摩垫片
100
A
80
利用塑料 垫片与否 不同长度 试样单轴 压缩强度
σL／MPa
60 25 45 65 85 105
L／mm
（3）加载速度 加载速度越大，表现强度越高(见图2－5) 我国规定加载速度为0.5 －1.0MPa/s （4）环境 含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显， 对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度的2 －3倍。见表2－2 温度：180℃以下不明显：大于180℃，温度越高 强度越小。
Rc P / A
式中：P——无侧限的条件下的轴向破坏荷载 A——试件界面积
2.试件方法： （1）试件标准：
圆柱形试件：φ4.8－5.2cm ，高H=（2－2.5)φ 长方体试件：边长L= 4.8－5.2cm , 高H=（2－2.5)L
试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm;
两端面垂直于轴线±0.25o
煤 样 强 度 的 离 散 性
150 120
150 120
σ 1／MPa
90 0.8 60 1.4 30
L / D = 2.0
σ 1／MPa
90 60 30 0
L / D = 0.6
0.5
0.6 0.6
1.0
0
0.3
0.6 ε 1／10 -2 图 2.25
Fra Baidu bibliotek
0.9
1.2
0.4
0.8 ε 1／10 -2
3.单向压缩试件的破坏形态
破坏形态是表现破坏机理的重要特征； 其主要影响因素：①应力状态 ②试验条件
破坏形态有两类： （1）圆锥形破坏 原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端 部效应）， 在工程中也会出现。
（2）柱状劈裂破坏 张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗 压强度） 是岩石单向压缩破坏的真实反映（消 除了端部效应） 消除试件端部约束的方法 润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油 在端部） 加长试件
岩 石 的 强 度
强度 Strength：缺乏明确的定义。一般指岩石达到 破坏过程中所能承受的最大载荷。
强度：岩块、结构面和岩体
强度：与加载方式有关 抗压强度，拉伸强度，剪切强度 强度还与应力状态有关，单向加载，三向加载等 强度也与加载的时间有关， 准静态强度， 长期强度，冲击强度等
岩石的破坏形式
张拉破坏：脆性破坏，发生比较突然
延性破坏：变形持续增大，长时间塑性流动， 软岩，或三向高应力下的硬岩 煤矿深部开采 剪切滑移：结构面，岩块 失稳破坏 破坏
组合破坏：对于岩体而言，通常 都是上述三轴方式的组合
岩 爆
粉碎性破坏
一 岩石的单轴抗压强度
1.定义：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作 用破坏时单位面积上承受的荷载。
不同的岩石种类，试样的破坏形式不同。
S 80 MPa
S 50 MPa
4.影响单轴抗压强度的主要因素
（2）试件的形状和尺寸
形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工 尺寸：大于矿物颗粒的10倍； φ50的依据 高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理
试样体积对强度的影响尺度效应
1.2
1.6
不同长度的试样单轴压缩的全程曲线
（1）承压板端部的摩擦力及其刚度（加垫块的依据）
140
◆ 没有减摩垫片
120
■ 减摩垫片
100
A
80
利用塑料 垫片与否 不同长度 试样单轴 压缩强度
σL／MPa
60 25 45 65 85 105
L／mm
（3）加载速度 加载速度越大，表现强度越高(见图2－5) 我国规定加载速度为0.5 －1.0MPa/s （4）环境 含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显， 对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度的2 －3倍。见表2－2 温度：180℃以下不明显：大于180℃，温度越高 强度越小。
Rc P / A
式中：P——无侧限的条件下的轴向破坏荷载 A——试件界面积
2.试件方法： （1）试件标准：
圆柱形试件：φ4.8－5.2cm ，高H=（2－2.5)φ 长方体试件：边长L= 4.8－5.2cm , 高H=（2－2.5)L
试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm;
两端面垂直于轴线±0.25o
煤 样 强 度 的 离 散 性
150 120
150 120
σ 1／MPa
90 0.8 60 1.4 30
L / D = 2.0
σ 1／MPa
90 60 30 0
L / D = 0.6
0.5
0.6 0.6
1.0
0
0.3
0.6 ε 1／10 -2 图 2.25
Fra Baidu bibliotek
0.9
1.2
0.4
0.8 ε 1／10 -2
3.单向压缩试件的破坏形态
破坏形态是表现破坏机理的重要特征； 其主要影响因素：①应力状态 ②试验条件
破坏形态有两类： （1）圆锥形破坏 原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端 部效应）， 在工程中也会出现。
（2）柱状劈裂破坏 张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗 压强度） 是岩石单向压缩破坏的真实反映（消 除了端部效应） 消除试件端部约束的方法 润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油 在端部） 加长试件