发布网友 发布时间:2024-10-08 22:34
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热心网友 时间:2024-11-14 20:19
岩体变形的特性主要取决于其内部的地质界面,即结构面,以及所承受的应力。在承载状态下,结构面的闭合和滑动通常占据大部分变形,而坚硬岩块自身的变形则相对较少。因此,岩体的应力-应变关系相比于单一岩块要复杂得多。研究显示,典型的岩体应力-变形曲线在不同阶段有不同的表现,如图2所示:
在图中,I线表示应力与变形线性相关;II线描绘了加载初期的裂隙闭合阶段,随后进入线性阶段;III线反映了随着压力增加,岩体逐渐屈服的过程;IV线与II线相似,表示后续阶段;V线则与III线相似,反映了岩体在较大压力下的反应;VI线则显示在小应力作用下,岩体会出现负变形,这是由于封闭应力的释放。
岩体卸载时的主要变形现象发生在地下洞室开挖后的围岩回弹和松动。当洞穴挖掘改变岩体原有的受力状态,围岩会形成回弹区和松动区。在地下工程中,侧墙常常会形成塑性楔体,首先内缩或破裂,对围岩稳定性构成威胁。目前,对岩体在卸载作用下的变形规律仍有待深入研究。为了监测地下工程的围岩稳定性,通常会在现场安装仪器记录变形与时间的关系。
岩石在外力或其他物理因素(如温度、湿度)作用下发生形状或体积的变化。不仅小的岩块,就是整个地壳岩体在力的作用下也会不断变形,地壳目前的蠕变速率一般为10-16/秒,西藏高原和喜马拉雅山以每年几厘米的速率上升。地壳变形急剧的地方会产生断层、褶皱等。工程岩体往往因为变形过大,导致失稳。因此岩石变形特性是岩石力学研究的重要内容之一。研究的重点是岩石的应力-应变-时间关系。中国学者在岩石变形,尤其是岩石流变研究方面起步较早,占有重要地位。