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2015年造價(jià)工程師(土建)知識(shí)點(diǎn)精選(4)
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4.軟化性
巖石的軟化性是指巖石受水作用后,強(qiáng)度和穩(wěn)定性發(fā)生變化的性質(zhì),主要取決于巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征。黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石,與水作用容易軟化而喪失其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
用軟化系數(shù)作為巖石軟化性的指標(biāo),在數(shù)值上等于巖石飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度的比。其值越小,表示巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。未受風(fēng)化作用的巖漿巖和某些變質(zhì)巖,軟化系數(shù)大都接近于1,是弱軟化的巖石,其抗水、抗風(fēng)化和抗凍性強(qiáng)。軟化系數(shù)小于0.75的巖石,是軟化性較強(qiáng)的巖石,工程性質(zhì)比較差。
5.抗凍性
巖石孔隙中的水結(jié)冰時(shí)體積膨脹,會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力。巖石抵抗這種壓力作用的能力,稱為巖石的抗凍性。在高寒冰凍地區(qū),抗凍性是評(píng)價(jià)巖石工程性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。
巖石的抗凍性,有不同的表示方法,一般用巖石在抗凍試驗(yàn)前后抗壓強(qiáng)度的降低率表示。抗壓強(qiáng)度降低率小于25%的巖石,認(rèn)為是抗凍的;大于25%的巖石,認(rèn)為是非抗凍的。
(二)巖石主要力學(xué)性質(zhì)
1.巖石的變形
巖石受力作用會(huì)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(gè)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(hào)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(gè)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(hào)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。
?。?)抗壓強(qiáng)度??箟簭?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(shí)的極限應(yīng)力??箟簭?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(yè)巖小于20MPa,堅(jiān)硬巖漿巖大于250MPa.
?。?)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(shí)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(shí),常在彎曲變形較大的部位受拉破壞,產(chǎn)生張性裂隙。
?。?)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(shí)的極限剪應(yīng)力。在一定壓應(yīng)力下巖石剪斷時(shí),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??辜魪?qiáng)度是沿巖石裂隙或軟弱面等發(fā)生剪切滑動(dòng)時(shí)的指標(biāo),其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗剪斷強(qiáng)度。
三項(xiàng)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(jiān)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(píng)價(jià)巖石(巖體)穩(wěn)定性的主要指標(biāo),是對(duì)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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