《采矿手册》全书41章,分七卷出版:第一卷:矿山地质和矿山测量第二卷:凿岩爆破和岩层支护第三卷:露天开采第四卷:地下开采第五卷:矿山运输和设备第六卷:矿山通风与安全第七卷:矿山管理本册为第二卷,包括岩石力学、凿岩工程、爆破工程、采场运搬及溜井放矿、岩层支护与加固、井巷工程等六章。本书主要供矿山采矿工程师使用,对从事采矿工作的科研、设计、教学、矿山管理人员也不失为一部重要的参考书。片断:芯?br>6.4.2.1应力一应变关系曲线A实验曲线岩石的力学性能体现在其受力变形及至破坏的全过程之中。归纳一系列的压缩试验结果,可得图6-8所示的典型应力、应变及扩容关系曲线。对一块完整的岩石试件从零开始施加压应力,沿力方向将产生压缩应变,横向则发生伸长应变。开始时施力不大即可产生较大变形,这种情况持续到A点结束,OA段曲线下弯,在OA间卸载会发现残余变形。此段被称为“压密段”,通常它被认为是由于裂缝闭合引起的,由于A点应力水平很低人们不大关心此段的性态。弹性段AB:段内应力应变之间有一一对应关系,而且AB近似直线,在AB段内卸载不会产生残余变形,此段性态可用弹性力学描述。屈服点B:是应力应变曲线上一个重要的特征点,被称为屈服点。应力超过B点应力后,材料进入延性段或强化段。延性段或强化段BC:在BC段内任意点M卸载,将可观察到显著的不可逆残余变形(以B′M′量度)。材料在能够维持永久变形而不失去其抵抗载荷能力的情况,叫做处于延性状态或延性的〔12]。若从M点重新加载,工作点沿M”M上行,在此段内材料重新显弹性,M′M大体平行于AB。一旦应力到达M点,材料重新屈服。这时的屈服点M称为继生屈服点。图形显示继生屈服应力大于初始屈服应力,这种现象称为强化或工作硬化,值得注意的是,当从O开始加载时,压缩应变大于横向伸长应变,试件体积缩小。到B点附近,横向伸长应变增加快于纵向缩短,到B以后,体积缩小变为体积的增大,称为扩容。研究说明,这时的扩容原因在于材料内平行压缩方向的微裂隙张开。极限强度点C:应力应变图上的最大应力值点,此应力称为单轴抗压强度σC。研究证明:这时试件中的微破裂开始向穿过试件中心的斜截面集中,形成一种破裂密集的面,此面也被称为断层。脆性段或软化段CD,过C后,由于断层的形成,试件承载能力迅速丧失,若仍保持最大载荷不变或不能即时减小荷载,则试件就会受超压突然崩裂造成岩爆,如果能即时适当减小载荷,则应力应变将能沿CD从C降到D,这种抵抗载荷的能力随变形的增加而减少的情况叫做处于脆性状态或脆性的。若在CD途中的L点超速减小荷载,也能获得卸载线LL”,从L′重新加载,加载线将在L”处重新屈服,L”处应力小于L处的,这种屈服应力的降低称为应变软化。在CD段上试件大量扩容,这种扩容不仅归因于破裂张开,更在于沿断层面的滑移,由于滑动面是粗糙起伏的,滑移因此伴随扩容。总之,C以后若不即时充分减载,试件中的破坏就会自动发展。故C后段是一渐进破坏段,是一不稳定段。上述的变形性态大致可以推广到低围压的三向受力状态中去,随围压的增加,抗压强度将提高,应力应变曲线的性态也将发生重大变化,要了解这些情况,可参考有关的专著如参考文献[12]。B理论曲线应力-应变关系实验曲线通常随所用的试件而有所变化且变化较为复杂。为使分析具有概括意义,理论计算一般采用典型化的应力应变曲线模型,此类模型中的简型如图6-9所示。图6-9a所示为应变ε与应力σ有线性对应关系的模型,称为弹性模型,它们有着广泛用途。图中b为理想弹塑性模型,c为线性硬化和软化弹塑性模型,d为粘性模型,e为弹粘性、f为粘弹性模型等等。单一的弹性、塑性和粘性体可分别用弹簧、滑块及油缸等元件来表示,性能复杂的材料可用几种元件的复合来构成。例如最简单的弹粘性体可由弹簧和油缸串联而成,最简单的粘弹性体可由弹簧和油缸并联而成。