岩石的破坏准则[详细]

五、岩石的破坏准则

对岩石试样的室内及现场试验,可获得岩石试样的强度指标,但对复杂应力状态下的天然岩体,又是如何判断其破坏呢？因此,就必须建立判断岩石破坏的准则(或称强度理论).

岩石的应力、应变增长到一定程度,岩石将发生破坏.用来表征岩石破坏条件的函数称为岩石的破坏准则.

岩石在外力作用下常常处于复杂的应力状态,许多试验指出,岩石的强度及其在荷载作用下的性状与岩石的应力状态有着很大的关系.在单向应力状态下表现出脆性的岩石,在三向应力状态下具有延性性

质,同时它的强度极限也大大提高了 .

许多部门和学者从不同角度提出不同的破坏准则,目前岩石破坏准则主要有:最大正应力理论

最大正应变理论

最大剪应力理论(H.Tresca) 八面体应力理论 莫尔理论及库伦准则 格里菲思理论(Griffith) 伦特堡理论(Lundborg) 经验破坏准则

1、最大正应力理论

这是较早的一种理论,该理论认为岩石的破坏只取决于绝对值最大的正应力.即岩石内的三个主应力中只要有一个达到单轴抗压或抗拉强度时,材料就破坏.

?1?Rc或?3??Rt 适用条件: 单向应力状态.对复杂应力状态不适用. 写成解析式:

2(?12?R2)(?2?R2)(?32?R2)?0 2(?12?R2)(?2?R2)(?32?R2)?0 破坏

2、最大正应变理论

该理论认为岩石的破坏取决于最大正应变,即岩石内任一方向的正应变达到单向压缩或拉伸时的破坏数值时,岩石就发生破坏.

则破坏准则为

?max??u 式中

?max——岩石内发生的最大应变值; ?u——单向拉、压时极限应变值;

这一破坏准则的解析式为(由广义虎克定律)