巖石的抗拉強(qiáng)度

　　巖石的抗拉強(qiáng)度是指巖石試件在受到軸向拉應(yīng)力后其試件發(fā)生破壞時的單位面積所能承受的拉力。

　　由于巖石是一種具有許多微裂隙的介質(zhì)。在進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗時，巖石試件的加工和試驗環(huán)境的易變性，使得人們不得不對其試驗方法進(jìn)行了大量的研究，提出了多種求抗拉強(qiáng)度值的方法。以下就目前常用的四種方法作一介紹。

　　1 直接拉伸法

　　這是利用巖石試件與試驗機(jī)夾具之間的粘結(jié)力或摩擦力，對巖石試件直接施加拉力，測試巖石抗拉強(qiáng)度的一種方法。通過試驗可按下式求得其抗拉強(qiáng)度值：

　　Rt =P/A(MPa) (15-1-16b)

　　進(jìn)行直接拉伸法試驗的關(guān)鍵在于：一是巖石試件與夾具間必須有足夠的粘結(jié)力或者摩擦 力;二是所施加的拉力必須與巖石試件同軸心。否則，就會出現(xiàn)巖石試件與夾具脫落、或者由于偏心荷載，使試件的破壞斷面不垂直于巖石試件的軸心等現(xiàn)象，致使試驗失敗。

　　2 抗彎法

　　抗彎法是利用結(jié)構(gòu)試驗中梁的三點(diǎn)或四點(diǎn)加載的方法，使梁的下沿產(chǎn)生純拉應(yīng)力，使巖石試件產(chǎn)生斷裂破壞的原理，間接地求出巖石的抗拉強(qiáng)度值。此時，其抗拉強(qiáng)度值可按下式求得：

　　公式(15-1-17)的成立是建立在以下四個基本假設(shè)基礎(chǔ)之上：

　　①梁的截面嚴(yán)格保持為平面。②材料是均質(zhì)的，服從虎克定律。③彎曲發(fā)生在梁的對稱面內(nèi)。④拉伸和壓縮的應(yīng)力―應(yīng)變特性相同。對于巖石而言，第4個假設(shè)與巖石的特性存在著較大的差別。因此，利用抗彎法求得的抗拉強(qiáng)度也存在著一定的偏差。且試件的加工也遠(yuǎn)比直接拉伸法麻煩。故此方法應(yīng)用要比直接拉伸法相對少些。

　　3 劈裂法(巴西法)

　　劈裂法也稱作徑向壓裂法，因為是由南美巴西人杭德羅斯(Hondros)提出的試驗方法，故被人稱作為巴西法。這種試驗方法是：用一個實(shí)心圓柱形試件，使它承受徑向壓縮線荷載直至破壞，求出巖石的抗拉強(qiáng)度。按我國巖石力學(xué)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：試件的直徑應(yīng)為5cm、其厚度為直徑的一倍。根據(jù)布辛奈斯克 (Bousinesq)半無限體上作用著集中力的解析解，求得試件破壞時作用在試件中心的最大拉應(yīng)力為

　　根據(jù)解析解分析的結(jié)果，要求試驗時所施加的線荷載必須通過試件的直徑，并在破壞寸其破裂面亦通過該試件的直徑。否則，試驗結(jié)果將帶來較大的誤差。

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