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2015造價員《土建工程》:巖石主要力學(xué)性質(zhì)
造價員考試《土建工程》:巖石主要力學(xué)性質(zhì)
1.巖石的變形
巖石受力作用會產(chǎn)生變形,在彈性變形范圍內(nèi)用彈性模量和泊松比兩個指標(biāo)表示。彈性模量是應(yīng)力與應(yīng)變之比,以“帕斯卡”為單位,用符號Pa表示。相同受力條件下,巖石的彈性模量越大,變形越小。即彈性模量越大,巖石抵抗變形的能力越強(qiáng)。泊松比是橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比。泊松比越大,表示巖石受力作用后的橫向變形越大。
巖石并不是理想的彈性體,巖石變形特性的物理量也不是一個常數(shù)。通常所提供的彈性模量和泊松比,只是在一定條件下的平均值。
2.巖石的強(qiáng)度
巖石的強(qiáng)度是巖石抵抗外力破壞的能力,也以“帕斯卡”為單位,用符號Pa表示。巖石受力作用破壞,表現(xiàn)為壓碎、拉斷和剪切等,故有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。
(1)抗壓強(qiáng)度。抗壓強(qiáng)度是巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力,是巖石最基本最常用的力學(xué)指標(biāo)。在數(shù)值上等于巖石受壓達(dá)到破壞時的極限應(yīng)力。抗壓強(qiáng)度主要與巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度和含水情況等有關(guān),也受巖石的礦物成分和生成條件的影響。所以,巖石的抗壓強(qiáng)度相差很大,膠結(jié)不良的礫巖和軟弱頁巖小于20MPa,堅硬巖漿巖大于250MPa.
(2)抗拉強(qiáng)度??估瓘?qiáng)度是巖石抵抗拉伸破壞的能力,在數(shù)值上等于巖石單向拉伸破壞時的最大張應(yīng)力。巖石的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,故當(dāng)巖層受到擠壓形成褶皺時,常在彎曲變形較大的部位受拉破壞,產(chǎn)生張性裂隙。
(3)抗剪強(qiáng)度??辜魪?qiáng)度是指巖石抵抗剪切破壞的能力,在數(shù)值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應(yīng)力。在一定壓應(yīng)力下巖石剪斷時,剪破面上的最大剪應(yīng)力,稱為抗剪斷強(qiáng)度,其值一般都比較高。抗剪強(qiáng)度是沿巖石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動時的指標(biāo),其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗剪斷強(qiáng)度。
三項強(qiáng)度中,巖石的抗壓強(qiáng)度最高,抗剪強(qiáng)度居中,抗拉強(qiáng)度最小??辜魪?qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%~40%,抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度的2%~16%。巖石越堅硬,其值相差越大,軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度,是評價巖石(巖體)穩(wěn)定性的主要指標(biāo),是對巖石(巖體)的穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析的依據(jù)之一。
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