结构面力学性质与岩体力学性质课件.ppt

关于结构面力学性质与岩体力学性质
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1、法向变形与法向刚度
（1）法向变形特征
①曲线形状：先上凹缓升，后陡升。归结为接触微凸体的弹性变形—压碎—间接拉裂隙产生—新的接触点和面的增加。
②初始阶段，结构面变形为主，当σn=σc / 3时结构面变形基本完成
③最大闭合量小于张开度。
④卸除荷载后，有明显的迟滞和非弹性效应。
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（2）法向应力与法向变形关系
（Goodman,1974 ）
式中：
：原位压力，由测量结构面法向变形的初始条件确定
：最大可能闭合量
：与结构面几何特征、岩石力学性质有关的两个参数
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（3）法向刚度Kn
（Goodman，1974）
式中Kn0：结构面的初始刚度
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Bandis (1984) 提出非充填节理法向应力与法向变形关系

式中：a、b为常数
法向刚度Kn:
Bandis得出由初始法向刚度和最大
闭合量表达的经验公式：
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（1）剪切变形特征
（无充填物），剪应力上升较快，当剪应力达到峰值后抗剪能力下降较大，并产生不规则的峰后变形或粘滑现象。
（或有充填物），初始阶段剪切变形曲线斜率逐渐减小，曲线没有明显的峰值出现，最终恒定，或出现剪切硬化。
、剪切规模增大，剪切刚度减小
2、剪切变形与剪切刚度
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（2）剪切变形方程
1975，卡尔哈维（Kalhaway)提出：
式中：m=1/k0,
k0：初始剪切刚度
n=1/τ0,
τ0－产生较大剪切位移时的
剪应力渐近值
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（3）剪切刚度Kt
剪切刚度：
1974年Goodman提出：
式中：Kt0－初始剪切刚度
τs－产生较大剪切位移时的剪应力渐近值
对于较坚硬结构面，剪切刚度一般
为常数；对松软结构面，剪切刚度
随法向应力的大小而改变。
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1）平直结构面的剪切强度
3、结构面的抗剪强度
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2）粗糙节理面的剪切强度
两种情况：
①岩石强度高，爬坡角i小，法向力N小，发生剪胀现象(b)
②岩石强度低，爬坡角i大，法向力N大，发生剪断现象(c)
剪胀： (无粘结），
剪断：
（有粘结）
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