岩石內聚力代表什麼意思,土壤的內聚力 粘聚力 內摩擦角什麼的計算式及他們的關係

2022-08-03 12:45:03 字數 5891 閱讀 5382

1樓:匿名使用者

內聚力又叫粘聚力,是在同種物質內部相鄰各部分之間的相互吸引力,這種相互吸引力是同種物質分子之間存在分子力的表現。只有在各分子十分接近時(小於10-6釐公尺)才顯示出來。內聚力能使物質聚集成液體或固體。

特別是在與固體接觸的液體附著層中,由於內聚力與附著力相對大小的不同,致使液體浸潤固體或不浸潤固體。

岩石力學和土力學中, τ=c+tanφ,即摩爾剪下理論,c即為內聚力,φ為內摩擦角,τ為摩擦力。

編輯本段|回到頂部學說 通常用內聚力學說(cohesion theory )來解釋植物體內水分上運時水柱不斷的問題。相同水分子間,具有相互吸引的力量,稱為內聚力。(據測定,植物細胞中水分子的內聚力竟達20m以上)葉片蒸騰失水後,便從下部吸水,所以水柱一端總是受到壓力,與此同時,水柱本身的重量又使水柱下降,這樣上拉下墮使水柱產生張力。

水分子內聚力比水柱張力大,故可使水柱不斷,這種以水分具有較大的內聚力足以抵抗張力,保證由葉至根水柱不斷來解釋水分上公升原因的學說,稱為內聚力學說(cohesion theory),亦稱蒸騰-內聚力-張力學說(transpiration-cohesion-tension theory),是愛爾蘭人h.h·dixon提出的

2樓:完顏恕揚綾

岩石浸水飽和後強度會發生降低,(內聚力和內摩擦角當然也會相應減小)稱為岩石的軟化性。岩石的軟化性取決於岩石的礦物組成和空隙性。當岩石中含有較多的親水性和可溶性礦物,且含大開空隙較多時,岩石的軟化性較強。

如粘土巖、泥質膠結的砂岩、礫岩和泥灰岩等岩石,軟化性較強,軟化係數一般在0.4~0.6,甚至更低。

軟化係數是岩石的單軸抗壓強度的變化係數,和內聚力、內摩擦角的變化有線性關係。常見岩石的軟化係數如下表:

花崗岩:0.72~0.97

輝綠岩:0.33~0.90

玄武岩:0.3~0.95

砂岩:0.65~0.97

頁岩:0.24~0.74

石灰岩:0.70~0.94

片麻岩:0.75~0.97

千枚岩:0.67~0.96

石英岩:0.94~0.96

**********==

以上引自《岩體力學》,武漢地大99版

如何確定岩體的粘聚力c和內摩擦角φ

3樓:寶弘之幸

岩體的粘聚力c和內摩擦角φ可以通過直剪、單軸壓縮或三軸壓縮實驗確定。

測試岩體引數的實驗有哪些:

1.直接剪下試驗

直接剪下試驗目前依然是公路部門室內最基本的抗剪強度測試方法。由於直剪儀的構造無法做到任意控制土樣是否排水的要求,為了在直剪試驗中能考慮現場施工加荷的實際需要,很早以來便通過採用不同的加荷速率來達到排水控制的要求。這便是直接剪下試驗中三種不同試驗方法——快剪、固結快剪和慢剪的由來。

2.單軸壓縮試驗:

單軸壓縮實驗是一種測定單軸或雙軸岩體變形指標的原位試驗方法。在岩體上切四個相互垂直的狹槽,在兩兩相對的狹槽內分別或同時埋入鋼枕,通過鋼枕對岩體加壓,測定岩體變形值,並按彈性力學單向或雙向受壓公式計算出變形模量。

3.三軸壓縮試驗:

直接剪下試驗具有儀器構造簡單,操作方便的優點,但它同時具有不能控制排水條件、測不出剪下過程中孔隙水壓力的變化、剪下面人為固定以及剪下面上的應力分布不均等缺點,而三軸壓縮試驗都克服了以上缺點。依據排水情況的不同,三軸壓縮試驗分為三種型別:即不固結不排水剪,固結不排水剪和固結排水剪。

4樓:97樂於助人

drucker-prager模型就可以體現粘土,裡面的引數就有內摩擦角和內聚力輸入項,此材料遵循庫倫-摩爾準則.

土壤的內聚力、粘聚力、內摩擦角什麼的計算式及他們的關係

5樓:夢heart兒

粘聚力,又叫內聚力。其計算方法是:在有效應力情況下,將總抗剪強度扣除摩擦強度,即得到粘聚力。從另一角度看,粘聚力是破壞面沒有任何正應力作用下的抗剪強度。

內摩擦角經典的表示式就是庫倫定律:τ=σtanφ+c

其中,對於黏性土,c不為0,對於砂土,c為0,φ、c可以通過三軸試驗得出,(或直剪)。在不同圍壓下,得到破壞時的最大主應力和最小主應力,做出應力圓,至少在三種不同的圍壓下,這樣可以做出三個應力圓,作三個圓的公切線,傾斜角即為內摩擦角。

休止角與內摩擦角的聯絡:

1、休止角和內摩擦角 都反映了散粒物料的內摩擦特性。

2、休止角和內摩擦角兩者概念不同。 內摩擦角反映散粒物料層間的摩擦特性, 休止角則表示單粒物料在物料堆上的滾落能力,是內摩擦特性的外觀表現。

3、數值不同。對質量和含水率近似的同類物料,休止角始終大於內摩擦角,且都大於滑動摩擦角。對於缺乏粘聚力的散粒物料如砂子等,其休止角等於內摩擦角。

擴充套件資料

內摩擦角測定方法

為了測定散粒物料的內摩擦角,必須首先通過試驗確定這種物料的莫爾包絡線。散粒物料的莫爾包絡線可採用兩種測定方法。

1.三軸壓縮試驗

三軸壓縮試驗裝置是利用研究土壤剪下特性的裝置發展起來的。採用此裝置作散粒物料如穀粒的剪下試驗時,將預先壓實的穀粒控封閉在橡膠薄膜中,並放進壓縮室。壓縮室內逐漸公升壓到預定的壓力。

軸向裁荷通過萬能試驗機或其它載入裝置施加到穀粒柱上。

這樣,穀粒柱在徑向受到空氣壓力σ3

的壓縮,在周向受壓縮空氣壓力和軸向載荷的共同作用,破壞時的σ1 值可通過記錄儀測得。重複以上程式,即可得到不同的σ3

值時穀粒拄破壞的主應力σ1 值,從而得出了散粒物料在一定壓實狀態下的莫爾包絡線。

2.直接剪下試驗

直接剪下試驗可在圖所示的剪下儀上進行。剪下儀由剪下槽、載入裝置和記錄儀三個基本部分組成。剪下槽包括底座、剪下環和頂蓋。

法向壓力利用垂直作用的壓實裁荷,剪下作用力通過電或機械傳動裝置施加於剪下環。傳動裝置上裝有力感測器或測力計,用於測量作用在底座和剪下環間接觸平面內的剪應力。

6樓:匿名使用者

三者反應地基土的承載力和沉降力~內聚力也叫粘聚力,指土的顆粒;內聚力反應土體顆粒之間的相互吸引力。土由分子顆粒、水、空氣組成的沉積物,(當然了,土最初是由岩石經過風化生成的鬆散沉積物)內摩擦角是指土的抗剪強度,反應土體的摩擦效能~我估計你是完成任務才提這樣的問題吧~

岩石為什麼會有抗拉強度,抗拉強度產生的根本原因有哪些? 50

7樓:

這個,,理論上將,什麼東西都有抗拉強度,然後,這個抗拉強度產生的根本原因,應該是原子直接的作用力。

常溫、常壓下岩石的力學性質

8樓:中地數媒

人們常用常溫、常壓下岩石單軸力學試驗獲得該條件下岩石力學特性。圖3-24是常溫、常壓下花崗岩單軸壓縮實驗的應力-應變曲線。

圖3-24 花崗岩應力-應變全過程曲線

(據陳子光,1986)

曲線中a點以下的oa段呈微向下彎曲狀。這是由於岩石中往往存在天然孔隙和裂隙,當初加載荷時孔隙和微裂隙被壓緊,應變較大,但壓緊後,岩石抵抗外力的能力有所增強的緣故。有圍壓條件下的岩石力學實驗沒有出現oa段,緻密岩石的力學試驗出現的oa段很小或沒有。

(一)彈性變形階段

ab段曲線幾乎呈直線狀,說明應力與應變之間呈線性關係。直線的斜率為岩石的彈性模量(e)。在b點以前任何一點解除安裝,變形將消失。

因此b點以前是彈性變形階段。而b點的應力值稱為岩石的彈性極限(σs)。

彈性變形階段的應力與應變之間為線性關係,即符合胡克定律:

σ=e·ε (3-33)

式中:σ是應力;ε是應變;e是彈性係數或彈性模量。

岩石是礦物的集合體。礦物是晶體,其內部質點規律排列構成空間格仔構造。未受應變的晶體中,相鄰質點間的相互作用力(鍵力)使其處於平衡位置。

當施加應力後,質點將會移動一定距離,從而造成晶體體積或(和)形狀的改變。彈性變形階段的應力值小於晶體質點間的結合力。因此,當應力去掉(解除安裝)後,質點將返回原來的平衡位置(圖3-25)。

圖3-25 晶體的體積變形(a)和彈性剪下變形(b)

在彈性變形階段,晶格的大小或形狀是發生變化的,但是這種變化是可恢復的。

(二)塑性變形階段

超過b點以後,曲線呈向下彎曲狀,說明應力增加不大的情況下即能產生較大的變形。在bc段內任意一點解除安裝,當應力為0 時,應變不能完全恢復,即產生了永久變形,稱保留部分的應變為塑性應變。因此,bc段代表岩石的塑性變形階段。

塑性變形是一種不可恢復的變形。對於單一晶體來說,塑性變形已經使晶體的質點移動到乙個新的平衡位置(圖3-26)。如前所述,晶體的彈性變形包含了晶格的大小或形狀的改變。

但是,在晶體的塑性變形中,晶格引數不發生任何改變,這是塑性變形機制所決定的。對於單一晶體來說,塑性變形以晶內滑移為主。

圖3-26 晶體的塑性變形

晶內滑移:是指晶體沿著某一滑移面的某一方向(總稱為滑移系)兩側相互滑動。可以分為平移和雙晶滑移:

①平移或平移滑動是滑移面兩側的晶體相對滑動距離是晶格距離的整數倍(圖3-27b);②雙晶滑移是滑移面兩側的晶體相對滑動距離是晶格距離的非整數倍,造成滑移面兩側的晶體以滑移面為對稱面呈鏡向對稱,形成機械雙晶(圖3-27c)。機械雙晶亦稱變形雙晶或滑移雙晶,是晶體塑性變形的典型特徵之一。

圖3-27 晶體的平移滑動和雙晶滑移

位錯:在晶內滑移過程中,位錯起到了關鍵性作用。位錯是指晶格內質點排列的週期性破壞成為一條線的情況。

位錯的基本型別是刃型位錯(稜位錯)和螺型位錯。①刃型位錯是在晶體的兩層面網之間多一層半原子面,位錯出現在半原子面的邊緣(圖3-28a);②螺型位錯是沿著晶體的某一層結晶面網被撕開,位錯出現在撕裂的尖端附近(圖3-28b)。

圖3-28 位錯的基本型別

(據劉瑞珣,1988)

事實上,晶體的滑移是通過位錯沿著滑移面的擴充套件完成的,或者說晶內滑移是由滑移面上的已經滑動區的邊界向外擴充套件而傳播的。a.nicolas和j.

p.poirier(1976)將位錯的擴充套件過程形象地比喻成毛毛蟲的爬行。正是這一過程,使晶體的實驗彈性極限較理論彈性極限小幾個數量級(圖3-29)。

圖3-29 刃型位錯的遷移

(據nicolas&poirier,1976)

在只有乙個滑移系的礦物中(如雲母),解理面經常就是唯一的滑移面。當沿著解理面的滑移受到阻礙時,解理面會形成尖稜狀彎曲——扭折。與巨集觀尺度的膝折一樣,扭折也經常由長翼和短翼組成。

短翼叫做扭折帶。扭折帶相當於乙個新的滑移系,是只有乙個滑移系統的礦物和滑移系統較少的礦物產生塑性變形的重要機制。

對於作為礦物集合體的岩石來說,在塑性變形中,除了晶體的晶內滑移外,晶粒邊界滑移也具有重要意義。

晶粒邊界滑移:是通過相鄰顆粒邊界之間的調整達到岩石塑性變形的機制。朱志澄(1999)將這一過程形象地比喻為受力砂袋中砂粒之間的調整過程(圖3-30)。

但是岩石中的礦物顆粒是不能自由轉動的,因此晶粒邊界滑移也很難發生。晶粒邊界滑移經常出現在超塑性變形中。

超塑性變形:也叫超塑性流動,最初是指多相細粒合金在一定溫度和應變速率條件下拉伸變形的應變數可達1000%以上而不出現縮頸和斷裂的現象。超塑性變形出現在高溫(t≥0.

5tm,tm是熔融溫度),細粒(幾微公尺或幾十微公尺)和低應變速率速率條件下。

圖3-30 晶粒邊界滑動過程示意圖

(三)破裂變形階段

在塑性變形時,岩石試件內已產生一些微破裂。當曲線非常接近c點時(圖3-24),試件表面開始出現巨集觀破裂。c點是曲線的最高點,代表岩石所能承受的最大應力值。

如果保持試件上的c點應力值不變,試件將突然破壞。因此c點應力值稱為破壞強度。

到c點時,岩石已不能承受再大的壓力。如果從c點開始逐步解除安裝,則應力-應變曲線上將出現如圖3-24中的cd段。在cd段,岩石強度逐漸下降,當岩石試件中某些破裂面上的內聚力完全喪失時,試件將破裂成幾塊,岩石發生破壞。

因此,岩石的變形可歸結為三個階段:彈性變形階段、塑性變形階段和破裂變形階段。這三個變形階段依次發生。

但對於不同岩石,這三個階段發育的程度很不同。有些岩石在破壞前能產生較大的塑性應變(ε>5%),稱為延性;有些岩石在破壞前只能產生很小的塑性應變(ε<3%),稱為脆性。但當溫度、圍壓等條件發生變化時,岩石的力學性質將會發生較大變化。

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