岩体的抗压强度比岩石的抗压强度低得多。一般情况下,岩体的抗压强度只有岩石的70%~80%。结构面发育的岩体,其抗压强度仅有岩石的5%~10%。只有当岩体的结构面规模较小、结合力很强时,其抗压强度才能与岩石的抗压强度相接近。岩体的抗压强度具有明显的各向异性。例如,志留纪层状泥岩的单轴抗压实验表明:岩体的抗压强度不仅因层面倾角的增大而降低,而且其破坏形式也发生变化。倾角大于50° 时,为层间剪切破坏;小于32° 时,为轴向劈裂破坏;介于32°~45° 时,为混合形式破坏(图2-2-3)。裂隙岩体的强度随着裂隙组数的增加明显减少,但当裂隙组数增加到一定程度之后,强度不再继续降低,而接近岩石的残余强度。随着岩体中不连续面的增加,岩体的强度性态有逐渐变为各向同性的趋势。
图2-2-3 岩体抗压强度与层面倾角关系
岩体的抗剪强度也主要受岩体内结构面的性质和形态所控制,即结构面的产状、分布、规模、密集程度、空间组合形式和表面形态,填充物的性质和充填状况、含水情况等,均直接而显著地影响着岩体的抗剪强度。
① 当剪切力使得岩体主要沿结构面滑移时,岩体表现为塑性破坏,其抗剪强度较低。其强度参数内摩擦角φ一般变化于10°~45°,c(黏聚力)变化于0~0.3 MPa,残余强度和峰值强度比较接近。(www.xing528.com)
② 当剪切力使得岩体主要沿结构体剪断时,岩体表现为脆性破坏,其抗剪强度较高。剪断时的峰值强度较上述高得多时,其φ值一般变化于30°~60°,c值有高达几十兆帕的,残余强度和峰值强度之比随峰值强度的增大而减小,变化在0.3~0.8。
③ 当剪切力使得岩体既有沿结构面滑移,又有沿结构体剪断时,其抗剪强度介于上述两者之间。在-τ σ平面上画出岩体、岩石和结构面的抗剪强度包络线就能看出这三者之间的关系,如图2-2-4。
图2-2-4 抗剪强度包络线
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