巖體抗剪強度

通過試驗可獲取如下資料：①巖體剪應力～剪位移曲線；②剪切強度曲線及巖體剪切強度參數C-m，φm值。

通過剪應力～剪位移曲線的分析，巖體的剪切破壞有脆性破壞和塑性破壞兩種類型。

(1)脆性破壞型

堅硬完整巖體多屬此種類型，其剪應力～剪位移曲線的主要特徵是巖體在破壞前剪位移較小，破壞後有明顯的應力降，變形曲線可分為如下三個階段：

第一階段應力應變呈線性關係，該階段終止於點1，該點的應力值稱為比例極限強度。

剪力如果繼續施加，即進入第二階段。此時巖體部分出現微裂隙，位移曲線開始向橫軸彎曲。該階段終止於點2，該點的應力值稱為屈服極限。

第三階段位移速度明顯增加．當剪應力達到峯值點3後，試件全部剪斷，應力驟然下降直至點4後才趨於一個定值。3點的應力值稱為破壞極限或峯值強度。4點以後的應力值稱殘餘強度。

(2)塑性破壞型

半堅硬或軟弱破碎巖體多數屬此種類型，其剪應力～剪位移曲線的主要特徵是在峯值破壞前剪位移較大，過峯值後剪應力基本保持不變，試件以一定的位移速率沿剪切面滑移。

上述的比例極限、屈服極限、峯值強度及殘餘強度為巖體的特徵強度值。

正確區分巖體的剪應力－剪位移曲線類型是非常重要的。比如，在校核岩基抗滑穩定、邊坡抗滑穩定和地下洞室圍巖穩定性時．對於脆性破壞型的巖體常採用比例極限值；對於塑性破壞型的巖體，常採用屈服值或流變值。

作峯值強度和對應的正應力的關係曲線即巖體的剪切強度曲線。從曲線上可得巖體剪切強度參數C-m，φm值及摩擦係數。

根據國內大量試驗成果：一般具有不同充填物的結構面，其強度指標相差很大。大概可以歸納為：

(1)結構面膠結良好(硅質、鈣質、鐵質膠結)，未受風化影響，其強度高，摩擦係數f大於0.80。

(2)閉合而無充填的結構面，其抗剪強度取決於岩石成分和結構面的粗糙度，強度較高，f=0.50～0.80。

(3)結構面有泥膜或夾泥充填，厚度很薄，且小於結構面的起伏差時，f=0.40～0.60。

(4)結構面平直光滑、泥質或碎屑物充填，厚度較大的結構面，強度低，f小於0.40,一般全泥質充填的結構面摩擦係數為0.20～0.25。

凝聚力C-m的取值一般與結構面的充填物質及其膠結情況有關。一般硅、鈣質充填，而且膠結良好的，自然凝聚力就高；泥質充填相對較低；無充填時凝聚力為0。

和巖塊一樣，巖體剪切強度也有抗剪強度、抗剪斷強度和抗切強度之分。沿結構面產生剪切破壞時，應採用抗剪強度試驗，此時，巖體剪切強度最小，等於結構面的抗剪強度；而在巖體中剪斷破壞時，剪切強度最大；沿複合剪切面剪切時，其強度介於以上兩者之間。一般而言，巖體的抗剪強度曲線不是一條簡單的曲線，而是有一定上下限的曲線族。 ^[1]