32岩体在加荷过程中的变形与破坏 3.2.1拉断破坏机制与过程 3.2.1.1拉应力条件下的拉断破坏 拉应力条件下岩石的拉断破坏过程十分暂短。 根据格里菲斯破坏准则,当σ1+3σ3≤0时,拉 应力σ3对岩石的破坏起主导作用,此时拉破坏准则为: 〔03)=St (St:岩石的抗拉强度) 当岩体中的结构面处于有利位置时,岩体的抗拉强度 远低于岩石,拉断破坏更易发生
3.2.1.2压应力条件下的拉断破坏 压应力条件下的拉断破坏过程要复杂得多。此时 切向拉应力集中最强的部位位于与主应力方向夹角B 为30-40°的裂隙的端部,因而破坏首先在这样一些方 位有利的裂隙端部出现,随之扩展为分支裂隙(J2t) 其初始方向与原有裂隙长轴方向间夹角为2β,随后逐 渐转向与最大主应力平行。随破裂的发展,隙壁上切 向拉应力集中程度也随之而降低,当分支裂隙转为平 于最大主应力方向后即自动停止扩展。故此阶段属 稳定破裂发展阶段
•
开始破裂方向 破裂途径 图3-7压应力条件下岩体的拉 断破坏过程
这类张裂隙的形成机制区别于前者,称为压致拉 (compression fracture) 随着压应力的进一步增高,已出现的分支裂隙 一步扩展,其它方向稍稍不利的裂隙端部也将产生 分之裂隙。岩体中出现一系列与最大主应力方向平 的裂隙。这些裂隙可表现为具有一定的等距特征,是 岩体板裂化的主要形成机制之一。 压应力增高至裂隙贯通,则导致破坏
•
按格里菲斯准则,当σ1+3σ3>0时 其破坏准则为(01-03)2/(01+03)=8St (岩石的抗拉强度) 单轴条件下, 01)=8St 三向压应力条件下有: 1-02) (02-03)2+(01-03 (o1+02+03)=24St