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长江科学院院报..

\拉伸和拉剪状态下岩石力学性质的研究
塑曼
岩基研究所
摘要提出了用劈裂法测定岩石拉伸变形摸量的方法和计算公式,通过实验室手段获得了在压剪和拉剪应力状
~ 态下闪云斜长花岗岩弱风化带岩石完整的强度包络线,并比较了岩石在拉应力和拉剪应力状态与在压应力和压剪
应力状态下力学性质的差异。
关镑词力学性质岩石压剪拉剪应力状态包络线
拉剪应力状态下的力学性质,迄今则尚未见到这方
面的试验研究成果。
问题的提出
为满足三峡工程设计的需要,岩石在拉应力状
兴建岩石工程时,开挖将引起岩体初始应力场态下的力学性质,除了在普通压力机上进行了大量
的重新分布。地下洞室的开挖将引起局部应力集中, 的直接拉伸试验和劈裂法试验外,还与上海同济大
依据初始应力状态的不同分布,洞室周围可能出现学合作,在一型液压伺服刚性试验
比初始应力更大的压应力,而在顶拱或边墙部位则机上进行了岩石在拉伸状态应力应变全过程的
可能出现拉应力。人工边坡的开挖则更为明显。根研究。拉剪应力状态下岩石力学性质的研究则是在
据对二峡船闸高边坡岩体的弹塑性有限元分析,开长江科学院型剪切仪上进行的。
挖卸荷将使边坡岩体出现大范围的拉应力区,其拉
应力值一般小于,局部则高达.。计算试验技术
结果还表明,由于开挖卸荷在边坡岩体中形成的塑
性区多位于拉应力区内,呈拉或拉剪屈服。当遇直接拉伸法是通过特殊的高强度粘合剂将岩石
到这种情况时,地下嗣室和人工边坡的数值计算、试件与压力机夹具相联结,由压力机直接施加拉
力,有的试验则是通过压拉转换装置对试件施加
拉稳定分析,对岩石处于拉应力和拉剪应力状态下力
拉应力。直接拉伸法的关键除了粘台剂的强度和消
前刀学性质的研究就显得必不可少了。以往那种假定岩
除受力的偏心外,变形或
石不能承受拉应力或者将直线型强度包络线向拉应
位移量测的方法选择亦很
力区延伸的简单作法,实践证明是缺乏依据的。
重要,位移量测应有消除『
要进行这方面的研究,现场大型试验显然不现
瑶巨压力机连接部件间虚假位
实,本项研究是针对室内岩块的。众所周知,工程
移量的有效方法,如果选
岩体是由节理裂隙、断层等结构面和完整岩块所组
用电阻片测量应变,对于
成,根据完整岩块和软弱结构面各自的力学性质最
均质性较差的岩样,则要
终确定现场工程岩体的力学性质,随着岩体节理网
注意粘贴部位的代表性。
络模拟技术和损伤力学理论的发展已经成为可能。
劈裂法拉伸试验则是
由于试验技术上的局限性,即使是在室内对岩
基于弹性力学的圆盘对心图对心受压圆盘
块进行这方面的研究,也是十分困难的。岩石在拉
受压理论口。如图所示
应力状态下力学性质的研究成果数不多,而岩石在
收穑日期:··
①主要参加试验研究人员有夏熙伦,胡月兰,鄱庚云,刘雄贞,蔡斌
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单位厚度对心受压圆盘,其劈裂面上的正应力为等,但其横向应变却处处不同在上、下两端点
处,趋于无穷大。
一
再考查水平轴轴上的分布。此时一
式中: 为集中力,为单位厚度圆