之五兆芳芳创作
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第三节岩块的强度性质
岩块的强度是指岩块抵抗外力破坏的能力.
按照受力状态不合，岩块的强度可分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等.一、单轴抗压强度σc1、定义
在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度（MPa）.
2、研究意义
（1）权衡岩块根本力学性质的重要指标.
（2）岩体工程分类、成立岩体破坏判据的重要指标. （3）用来预算其他强度参数.3、测定办法
抗压强度试验 点荷载试验
4、罕有岩石的抗压强度
罕有岩石的抗压强度
岩石名称 辉长岩 抗压强度（MPa） 180~300 岩石名称 辉绿岩 抗压强度（MPa） 200~350
岩石名称 页岩 抗压强度（MPa） 10~100 花岗岩 流纹岩 闪长岩 安山岩 白云岩 100~250 180~300 100~250 100~250 80~250
玄武岩 石英岩 大理岩 片麻岩 灰岩 150~300 150~350 100~250 50~200 20~200 砂岩 砾岩 板岩 千枚岩、片岩 20~200 10~150 60~200 10~100 二、单轴抗拉强度σt1、定义
单向拉伸条件下，岩块能承受的最大拉应力，简称抗拉强度.2、研究意义
（1）权衡岩体力学性质的重要指标
（2）用来成立岩石强度判据，确定强度包络线 （3）选择修建石材不成缺少的参数3、测定办法 直接拉伸法
直接法（劈裂法、点荷载法） 4、罕有岩石的抗拉强度
罕有岩石的抗拉强度
岩石名称 辉长岩 辉绿岩 玄武岩 石英岩 大理岩 抗拉强度（MPa） 15~36 15~35 10~30 10~30 7~20 岩石名称 花岗岩 流纹岩 闪长岩 安山岩 片麻岩 抗拉强度（MPa） 7~25 15~30 10~25 10~20 5~20
岩石名称 页岩 砂岩 砾岩 灰岩 千枚岩、片抗拉强度（MPa） 2~10 4~25 2~15 5~20 1~10 岩 白云岩 15~25 板岩 7~15 5、抗拉强度与抗压强度的比较
岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度.相对而言，空隙对岩块抗压强度的影响就小得多，因此，岩块的抗拉强度一般远小于其抗压强度.
通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，用以表征岩石的脆性程度.
岩块的几种强度与抗压强度比值
与抗压强度的比值 岩石名称 抗拉强度 煤 页岩 砂质页岩 砂岩 石灰岩 大理岩 花岗岩 石英岩 0.009~0.06 0.06~0.325 0.09~0.18 0.02~0.17 0.01~0.067 0.08~0.226 0.02~0.08 0.06~0.11 抗剪强度 0.25~0.5 0.25~0.48 0.33~0.545 0.06~0.44 0.08~0.10 0.272 0.08 0.176
抗弯强度 0.22~0.51 0.1~0.24 0.06~0.19 0.15 0.09 三、剪切强度 1、定义
在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切强度.
2、类型
（1）抗剪断强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力.
（2）抗切强度：指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力.
（3）摩擦强度：指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏时的最大剪应力.3、研究意义
反应岩块的力学性质的重要指标.
用来预算岩体力学参数及成立强度判据.4、抗剪断强度的测试办法 直剪试验
变角板剪切试验 三轴试验
5、罕有岩石的剪切强度
罕有岩石的剪切强度
岩石名称 辉长岩 辉绿岩 玄武岩 石英岩 大理岩 页岩 内摩擦角（°） 50~55 55~60 48~55 50~60 35~50 15~30 内聚力（MPa） 10~50 25~60 20~60 20~60 15~30 3~20 岩石名称 花岗岩 流纹岩 闪长岩 安山岩 片麻岩 灰岩
内摩擦角（°） 45~60 45~60 53~55 45~50 30~50 35~50 内聚力（MPa） 14~50 10~50 10~50 10~40 3~5 10~50 砂岩 砾岩 板岩 35~50 35~50 45~60
8~40 8~50 2~20 白云岩 千枚岩、片岩 35~50 26~65 20~50 1~20 四、三轴压缩强度1、定义
试件在三向压应力作用下能抵抗的最大的轴向应力. 2、测定办法 三轴试验
3、利用三轴试验确定抗剪强度
按照一组试件(4个以上)试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的σ3以及单轴抗拉强度σt.在σ-τ坐标系中可绘制出岩块的强度包络线.除顶点外，包络线上所有点的切线与σ轴的夹角及其在τ轴上的截距辨别代表相应破坏面的内摩擦角(φ)和内聚力(C).4、几种强度之间的换算
按照应力摩尔圆可以进行几种强度之间的换算,已知其中某些强度，可以计较其他的强度值.
假定强度包络线为直线（在σ3<10MPa的情况下，往往这样.），如下图，可以得到下面的公式：
由此可以按照岩石的内摩擦角、内聚力和σ3计较岩石的三轴强度.
同样，也可以得到下式：
由此可以计较岩石的抗压强度、抗拉强度、内聚力、内摩擦角.