重庆大学-博士、硕士 岩石力学考题1(3)

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试述库仑准则和莫尔假定的基本内容，并说明对其研究的工程实际意义。 回答要点： 该准则是 1773 年由库仑引入的，他认为趋于使一平面产生破坏的剪应力受到材料的内聚力和乘 以常数的平面的法应力的抵抗，即 |τ | = S0 + μ σ 其中，σ 和τ 是该破坏平面的法向应力和剪应力，S0 可以看作是材料的固有剪切强度的常数，μ 是材 料的内摩擦系数的常数。根据该理论可以推论出，当岩石发生破坏时所产生的破裂面将有两个可能的 共轭破裂面，且均通过中间主应力的方向，并与最大主应力方向成夹角( 41

1 ),这里的内摩擦角 2

tan 1 。莫尔假定是莫尔于 1900 年提出的一种剪切破坏理论，该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是 由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起，并提出当剪切破坏在一平面上发生时，该破坏平面上的法 向应力σ 和剪应力τ 由材料的函数特征关系

式联系： |τ | = f(σ ) 按莫尔假定可以看出： ①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的， 周向应力越高破坏强度越大； ②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关，而与中间主应力无关；③三向等压条件 下，莫尔应力圆是法向应力σ 轴上的一个点圆，不可能与莫尔包络线相切，因而岩石也不可能破坏； ④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合，而是取决于其极限莫尔应力圆与莫尔包络线相 切处切点的位置，这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关，也与破裂面上出现的法向正应 力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。总之，莫尔假定考虑了岩石的受力状态、周向应力约束的影 响和岩石的本身性能，能较全面的反映岩石的破坏强度特征，但该假定忽视了中间主应力对岩石破坏 强度的影响，而事实证明中间主应力对其破坏强度是有一定程度影响的。 二、 什么是岩石的水理性？如何描述岩石的水理性？ 回答要点： 岩石遇水作用后，会引起某些物理、化学和力学等性质的改变，水对岩石的这种作用特性称为岩 石的水理性。岩石的水理性主要包括吸水性、抗冻性和软化系数三个方面。 岩石的吸水性是指岩石吸收水分的性能，其水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封 闭程度等， 描述岩石吸水性的指标有吸水率、 饱水率和饱水系数。 岩石的吸水率 V1 为标准大气压力下， 岩石吸入水的重量 W1 与岩石干重量 Wd 之比：

V1

W1 100 % Wd

岩石的饱水率 V2 为高压(150 个大气压)或真空条件下，岩石吸入水的重量 W2 与岩石干重量 Wd 之比：

V2

W2 100 % Wd

岩石的饱水系数 Ks 为吸水率 V1 与饱水率 V2 之比：

Ks

V1 V2

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