三、循环加载方式单轴压缩条件下的岩块变形第30页，共56页，星期日，2025年，2月5日岩石是弹性的或卸荷点（P）的应力低于岩石的弹性极限(A)表现为弹性恢复PA加载-卸载时的应力应变关系第31页，共56页，星期日，2025年，2月5日加载-卸载时的应力应变关系2.如果卸荷点(P)的应力高于弹性极限(A)，则卸荷曲线偏离原加荷曲线，也不再回到原点，变形除弹性变形外，还出现了塑性变形PA第32页，共56页，星期日，2025年，2月5日逐级一次循环加载条件下的变形特性应力-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸荷过程并未改变岩块变形的基本习性，这种现象称为岩石记忆。随循环次数增加，塑性滞回环的面积有所扩大，卸载曲线的斜率（代表岩石的弹性模量）逐次略有增加，这个现象称为强化每次加荷、卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积称为回滞环第33页，共56页，星期日，2025年，2月5日反复加卸载条件下的变形特性岩块的破坏产生在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程曲线交点处。这时的循环加、卸荷试验所给定的应力，称为疲劳强度。它是一个比岩块单轴抗压强度低且与循环持续时间等因素有关的值第34页，共56页，星期日，2025年，2月5日第三节三轴压缩条件下的岩块变形性（一）三轴试验真三轴试验?1?2?3常规三轴试验?1?2=?3第35页，共56页，星期日，2025年，2月5日第36页，共56页，星期日，2025年，2月5日围压对变形破坏的影响岩石破坏前应变峰值强度随?3增大而增大随?3增大岩石变形模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显随?3增大，岩石的塑性不断增大，随?3增大到一定值时，岩石由弹脆性转变为塑性。这时，?3的大小称为“转化压力”。随?3的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性剪切及塑性流动破坏方式过渡。第37页，共56页，星期日，2025年，2月5日围压对变形破坏的影响第38页，共56页，星期日，2025年，2月5日围压对变形破坏的影响第39页，共56页，星期日，2025年，2月5日围压对变形破坏的影响第40页，共56页，星期日，2025年，2月5日第四节岩石的流变性质岩石的变形和应力受时间因素的影响。在外部条件不变的情况下，岩石的应力或应变随时间变化的现象叫流变。岩石的流变性主要包括以下几个方面：蠕变：在恒定应力条件下，变形随时间逐渐增长的现象流动特征：指时间一定时，应变速率与应力的关系松弛：应变一定时，应力随时间逐渐减小的现象长期强度：指长期荷载（应变速率小于10-6／s）作用下岩石的强度第41页，共56页，星期日，2025年，2月5日一、岩石的蠕变性质工程实践发现，在岩石开挖洞室以后一段很长的时间内，支护或衬砌上的压力一直在变化的，这可解释为由蠕变的结果。研究岩石的蠕变对于洞室特别是深埋洞室围岩的变形，有着重要意义。第42页，共56页，星期日，2025年，2月5日一、蠕变特征曲线AB段-初始蠕变阶段（减速蠕变阶段）：曲线呈下凹型，应变最初随时间增大较快，但其应变率随时间迅速递减，到B点达到最小值。在岩块试件上施加恒定荷载，可得到典型蠕变曲线。在加载的瞬间，岩块产生一瞬时应变(OA段)，随后便产生连续不断的蠕变变形。根据蠕变曲线的特征，可将岩石蠕变划分为三个阶段。第43页，共56页，星期日，2025年，2月5日一、蠕变特征曲线BC段-等速蠕变阶段（稳定蠕变阶段)：曲线呈近似直线，即应变随时间近似等速增加，直到C点。若在本阶段内某点T卸载，则应变将沿TUV线恢复，最后保留一永久应变εp。CD段-加速蠕变阶段：蠕变加速发展直至岩块破坏(D点)。在初始蠕变阶段中某一点P卸载，应变沿PQR下降至零。卸荷后应力立即消失，但应变随时间逐渐恢复，二者恢复不同步—应变恢复总是落后于应力，这种现象称为弹性后效。第44页，共56页，星期日，2025年，2月5日二岩石蠕变的影响因素岩石本身性质是影响其蠕变性质的内在因素第45页，共56页，星期日，2025年，2月5日二、岩石蠕变的影响因素应力水平的影响：①?↓→???t第二阶段越长；②?小到一定程度，第三蠕变不会出现；③?很高，第二阶段短，立即进入三阶段第46页，共56页，星期日，2025年，2月5日二、岩石蠕变的影响因素温度对蠕变的影响温度越高，总的应变量越小；温度高第二阶段的斜率越小。湿度对蠕变的影响饱和试件第二阶段应变速率和总应变量都将大于干燥状态下的试件结果。第47页，共56页，星期日，2025年，2月5日1）弹性模型（胡克体）2）粘性模型（牛顿体）3）理想塑性模型（圣维南体）