岩石在单轴和三轴压缩应力作用下的破坏特征有何不同

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精选答案

砂岩的单轴压缩特性 在单轴压缩试验中,砂岩在饱和状态、自然状态、风干状态下的应力与纵向应变曲线的形状是一致的,属于塑弹性变形。

峰值前可以分为3个阶段,即:压密、弹性、塑性变形阶段。第1阶段随轴向应力增加纵向变形、横向变形也增加,但纵向变形大于横向变形,体应变增大,试件体积变小,曲线微向上弯曲,产生的原因是岩石试件中的微裂隙或节理面被压密实的结果。第2阶段体应变继续增大,试件体积继续减小,试件内部的微裂隙或节理面被压密实闭合后,应力与纵向应变曲线近似于直线,但各曲线性部分长度不同,这是岩石中微裂隙或节理面的宽度不一样产生的,使得闭合程度不同。第3阶段岩石内部开始产生微裂隙,随加载载荷的增加,试件内部的裂隙扩展最终汇合贯通,使试件破坏。这个阶段,体应变有一个最大值,这个最大值对应的应力就是屈服应力,屈服应力σs约为峰值应力σc的2/3,表1可以说明。屈服点以前试件的体应变都在增大,试件体积不断缩小,过了屈服点之 后,试件的横向变形迅速增加,体应变开始减小,试件体积增大,到峰值时,体应变趋于零,试件又恢复原来的体积。砂岩在不同围压下的轴向应力应变全过程曲线形状是类似的,可以划分为4个阶段： 压密阶段、弹性变形阶段、塑性阶段和破坏阶段。第1阶段在开始施加轴向压力时,试件体应变增加体积缩小,岩石被压密,部分裂隙闭合,应力应变曲线微向上弯曲。第2阶段体应变继续增加,岩石表现出明显的线弹性,随围压增大,线弹性部分长度增长,第3阶段内体应变有一个极值,这个极值对应的应力就是屈服应力,屈服应力σs约为峰值应力σc的2/3,表2可以说明。屈服点以前试件的体应变都在增大,试件体积不断缩小,过了屈服点之后,试件的横向变形迅速增加,体应变开始减小,试件体积增大,到峰值时,体应变趋于零,试件又恢复原来的体积。这个阶段岩石内部开始产生微裂隙,裂隙随加载载荷增加加速扩展,最终裂隙汇合贯通使岩石破坏。第4阶段试件破坏后,岩石的承载能力没有完全丧失,还具有一定的承载能力,强度减弱到残余强度,而且残余强度随围压增大而增大。

其他回答

电源工程师

在同样的外部（温度、压强等）环境下，试件的力学性能由两个要素构成：材料、形状；

试件材料越不连续，形状越细长，在试验过程，越容易破坏；

以岩石为例，高径比在2.5~3之间的试件，单轴压缩强度更稳定，便于重复验证，不同岩石比较。