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 3.211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: 〔σ3〕=-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 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： 〔 σ 3〕=-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 D 行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
• 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β为 30-40º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 行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
y2开始破裂方向 2 破裂途径 a1|J2 (b) 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,称为三裂 compression fracture 随着压应力的进一步增高,已出现的分支裂隙将进 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行的 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 压应力增高至裂隙贯通,则导致破坏
• 这类张裂隙的形成机制区别于前者，称为压致拉裂 （compression fracture） • 随着压应力的进一步增高，已出现的分支裂隙将进 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行的 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01+303>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,〔o1〕=8St 三向压应力条件下有: (σ1-σ2)2+(σ2-03)2+(σ1-032/(01 +σ2+03)=24st
• 按格里菲斯准则，当σ1+ 3σ3 >0时 • 其破坏准则为（ σ1- σ3 ）2/ （σ1+ σ3 ）=8 St (岩 石的抗拉强度） • 单轴条件下， 〔 σ1〕= 8 St • 三向压应力条件下有： （ σ1- σ2 ）2 + （ σ2- σ3 ）2 + （ σ1-σ3 2/ （ σ1 + σ2 + σ3 ）=24 St