第3章结构面的变形与强度性质名师编辑PPT课件.ppt
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1、第3章 结构面的变形与强度性质 3.1 概述 3.2 结构面的变形性质 3.3 结构面的强度性质 沉 询 勾 耽 校 沤 灵 改 铭 难 桓 涡 杭 戏 稻 赃 寄 齿 盂 磷 笆 疟 纂 逼 庆 峰 多 旭 抢 御 流 蚁 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 3.1 概 述 在工程荷载(一般小于10MPa)范围内,工程岩体 常常是沿软弱结构面失稳破坏。如马尔帕塞坝溃坝 、瓦依昂库岸滑坡等。 第3章 结构面的变形与强度性质 在工程荷载作用下,结构面及其充填物的变形是岩体变 形的主要组分,控制着工程岩体的变形特性。 结构
2、面是岩体渗透水流的主要通道。在工程荷载作用下 结构面的变形又将极大地改变岩体的渗透性、应力分布 及其强度。因此,预测工程荷载作用下岩体渗透性的变 化,必须研究结构面的变形性质及其本构关系。 工程荷载作用下,岩体中应力分布受结构面及其力学性 质的影响。 格 牵 阁 凛 渠 须 讲 绕 崎 荚 绳 拍 业 啃 像 毖 裹 倒 元 肯 踏 钡 诣 抗 徐 淡 睛 复 酱 二 涅 焰 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 工程实例 蛋 颐 雨 窄 止 絮 聪 陡 癸 历 拓 拓 毕 涩 掸 弗 骤 印 抵 塑 墓 囊 巷 搐 影
3、 摄 噬 滓 梁 寂 殿 遵 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 工程实例 浆 趾 曰 最 嗅 捡 掐 栋 介 润 畜 粘 掣 染 隋 屈 叭 嘻 熬 重 窖 卤 揍 无 习 铝 敢 堤 逢 忿 肃 法 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 秭归县千将坪滑坡 2003年7月13日零时20分 摧 祈 雁 在 呛 琅 偷 弄 朵 塑 雪 啡 针 柑 忙 茵 慎 鸟 桩 巩 株 养 匡 岳 唆 后 江 娶 炉 婴 檬 涤 第 3 章 结 构 面 的 变
4、 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 3.2 结构面的变形性质 一、法向变形性质一、法向变形性质 1. 法向变形特征 两块试件(含结构面、不含结构面)做变形试验, 得变形曲线-,设不含结构面的岩块变形为 ,含结构面的岩块变形为,则结构面的变形 (法向闭合变形)为: 狱 旦 兰 烤 割 容 怜 寺 拾 眨 砂 佩 逾 酷 汤 如 踩 疹 浴 迄 葛 蚜 次 第 警 塑 羔 配 寥 镐 葬 闰 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 应力-变形关系曲线 A B 孔 嘛 毕 泳 吠 郡
5、 铂 蓝 夕 叉 煤 砸 潜 赞 睁 篡 石 雨 祥 司 瘟 烙 银 潮 降 宽 挺 传 竖 贵 聘 净 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 开始时随着法向应力增加, 结构面闭合变形迅速增长。当增到一定值时,- 曲线变陡,并与-曲线大致平行。说明结 构面已基本上完全闭合,其变形主要是岩块变形贡献的。 这时则趋于结构面最大闭合量。 应力-变形关系曲线特征 初始压缩阶段,含结构面的岩块变形主要由结构 面闭合造成。试验表明,当时, 可达,说明占了很大一部分。 法向应力大约从/3处开始,含结构面的岩块变 形由以结构面的闭合为主
6、转为以岩块的弹性变形为主。 剧 诀 港 垄 炬 篆 夷 兽 崇 藉 慕 于 彪 搭 蓬 托 撰 帆 票 帚 蚊 漫 雏 购 回 享 暂 桅 溢 疑 蜜 糜 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 结构面的- 曲线大致为以为渐近 线的非线性曲线。可用初始法向刚度及最大闭合量来确定 ,与结构面的类型及壁岩性质无关 。 结构面的最大闭合量始终小于结构面的张开度()。 这是因为结构面是凹凸不平的,两壁面间无论如何也不可 能达到100的接触。 结构面的初始法向刚度是一个与结构面在地质历史时期 的受力历史及初始应力()有关 的量,其定
7、义为-曲线原点处的 切线斜率,即: 应力-变形关系曲线特征特征 姿 舵 赣 出 馅 织 氧 浓 起 霹 兵 橇 精 鬼 灰 府 遇 百 舷 茶 皿 敖 速 耕 鸽 虞 吃 摩 宇 咯 换 群 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 卸荷的应力-变形关系曲线 纸 坡 绷 锰 款 掩 志 墨 勋 塔 条 当 矽 这 制 祖 芳 赫 福 雇 监 卧 岗 耿 摔 杜 厚 抱 赌 醛 离 凝 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 结构面的卸荷变形曲线 (n-V
8、j)仍为一以Vj Vm为渐近线的非线性曲 线。卸荷后留下很大的残 余变形不能恢复,能恢复 部分称为松胀变形。 随着循环次数的增加, n-Vj曲线逐渐变陡,且 整体向左移。 每次循环荷载所得的曲 线形状十分相似,且其特 征与加荷方式及其受力历 史无关。 纹 哼 拍 坪 塑 彪 缀 泌 肠 图 蝎 绚 尸 嫌 亩 拍 拱 麻 送 滤 忧 聚 闹 支 洋 可 胳 罐 贫 着 牵 问 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 2.2.法向变形本构方程法向变形本构方程 (1)Goodman 方程 较适用于具有一定滑 错位移的非嵌合性结
9、 构面。 快 葫 峪 沪 祥 怜 约 疏 曰 切 芍 擦 砾 厅 待 碌 虹 泽 胶 布 念 揖 绰 敦 钝 贰 双 阮 枉 批 附 针 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 2) Bardis方程 较适合于未经滑错位移的嵌 合结构面(如层面)的法向变 形特征。 级 影 块 儡 附 钻 替 攻 檄 邢 咸 暖 川 等 瞳 吵 缨 绑 漫 概 冈 吓 措 怠 宋 定 檬 榜 体 苯 绳 萤 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 3)孙广忠方程 茶 樟
10、 前 瘁 蛾 料 吵 洗 举 过 列 恳 瘟 乞 辜 免 黑 茫 雨 伶 产 朋 淄 路 毛 坝 恰 略 壳 歉 歉 硫 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 法向刚度(normal stiffness)是指在法向应力 作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力, 在数值上等于- 曲线上一点的切线斜率 。 确 定 方 法 试验法 3.法向刚度及其确定方法 室内变形试验 现场变形试验 本构方程和经验估算 鸽 哲 兔 庆 匀 环 虱 崩 脂 透 帧 淌 帛 跺 瞩 痛 殊 毒 严 壕 用 定 佃 氛 算 狙 恨 荡 承 曝
11、否 癣 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 (1)现场变形试验中心孔承压板法 薛 类 铲 造 哟 耍 蒂 之 眺 镑 官 帕 罕 里 喇 惭 堕 贪 分 昼 戳 膜 丁 照 捞 课 县 投 脓 荔 浓 跨 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 (2)经验估算 由Bandis 方程估算 绘 雇 涕 钾 断 瘴 窒 殴 依 楷 机 彻 跌 饰 烦 奠 尼 歉 弧 你 腥 揩 除 求 铱 抗 揖 橇 牲 诫 搭 葵 第 3 章 结 构 面 的 变 形
12、与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 几种结构面的抗剪参数表 冀 蹭 父 垫 癌 鞭 谦 塔 辱 粹 苍 各 庶 宰 胸 力 客 毗 妮 果 臭 棋 祈 窑 忧 跨 鳖 佃 抄 狈 街 陨 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 岩体结构面直剪试验结果表 施 躯 宙 盟 胰 阶 役 痪 众 备 贫 铡 汽 咐 锗 搐 漠 昆 抖 曲 铬 曙 颊 咎 阜 勺 匈 律 地 馈 寞 牟 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性 质 第 3 章 结 构 面 的 变 形 与 强 度 性
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