岩石的强度理论及其特性
岩石在不同类型载荷的作用下,将具有完全不同的极限强度值
。岩石在简单载荷,例如单向拉应力、单向压应力、纯剪切等作用
下,可以通过实验的方法直接测定其相应的极限强度,并建立相应
的强度条件或破坏准则。但是,地下岩石的受力是十分复杂的,一
般并非受简单载荷的作用,而岩石所处的位置不同,其所受的载荷
也不相同。并且,考虑到岩石载荷之间的匹配、组合以及数值上的
变动可以是无穷无尽的,要直接测定其对应的极限破坏强度并建立
相对应的强度条件或强度准则是十分困难的。所以,要研究岩石在
复杂受力条件下产生破坏的原因,探究其破坏机理以及普遍破坏的
规律,就必须建立岩石在复杂受力条件下普遍适用的强度条件或强
度准则,这就是岩石强度理论所研究的内容。
基于对岩石破坏机理的认识不相同,于是就产生了各种各样的
岩石强度理论。但事实上,由于岩石本身的结构特征、构造特征、
力学性质(弹性或塑性等)、载荷类别、加载方式(静载荷或动载荷
等)及其它条件的差异,岩石的破坏状态和破坏规律也是完全不同
的。所以,不能单用某一种岩石强度理论来解释所有岩石的破坏机
理及普遍破坏的规律等问题,而需要对具体问题进行具体研究,从
而寻求符合实际的岩石强度理论。
地下岩石是组成地壳的物质或材料,在岩石力学中,它并不涉
及其生成以后经受的各种地质作用而引起在体态上的改变,如断裂
、褶皱、裂隙、节理、层理等等。因此,通常都把岩石视为完整连
续的小型块体,作为连续介质对待。岩石的力学性也是仅仅指岩石
材料本身的力学性,它是通过由岩石材料所组成的试件来测定的,
所以,
将所研究的岩石均看成均匀的连续介质,且各个方向的
力学性均相同。另外,考虑到岩石力学的惯例,将拉应力符号规定
为负,而将压应力符号规定为正,与此相应的拉应变为负,压应变
为正。剪应力规则定为使受力物体沿逆时针方向转动为正,反之为
负。