《采礦手冊》全書41章,分七卷出版:第一卷:礦山地質和礦山測量第二卷:鑿巖爆破和巖層支護第三卷:露天開采第四卷:地下開采第五卷:礦山運輸和設備第六卷:礦山通風與安全第七卷:礦山管理本冊為第二卷,包括巖石力學、鑿巖工程、爆破工程、采場運搬及溜井放礦、巖層支護與加固、井巷工程等六章。本書主要供礦山采礦工程師使用,對從事采礦工作的科研、設計、教學、礦山管理人員也不失為一部重要的參考書。片斷:芯?br>6.4.2.1應力一應變關系曲線A實驗曲線巖石的力學性能體現在其受力變形及至破壞的全過程之中。歸納一系列的壓縮試驗結果,可得圖6-8所示的典型應力、應變及擴容關系曲線。對一塊完整的巖石試件從零開始施加壓應力,沿力方向將產生壓縮應變,橫向則發(fā)生伸長應變。開始時施力不大即可產生較大變形,這種情況持續(xù)到A點結束,OA段曲線下彎,在OA間卸載會發(fā)現殘余變形。此段被稱為“壓密段”,通常它被認為是由于裂縫閉合引起的,由于A點應力水平很低人們不大關心此段的性態(tài)。彈性段AB:段內應力應變之間有一一對應關系,而且AB近似直線,在AB段內卸載不會產生殘余變形,此段性態(tài)可用彈性力學描述。屈服點B:是應力應變曲線上一個重要的特征點,被稱為屈服點。應力超過B點應力后,材料進入延性段或強化段。延性段或強化段BC:在BC段內任意點M卸載,將可觀察到顯著的不可逆殘余變形(以B′M′量度)。材料在能夠維持永久變形而不失去其抵抗載荷能力的情況,叫做處于延性狀態(tài)或延性的〔12]。若從M點重新加載,工作點沿M”M上行,在此段內材料重新顯彈性,M′M大體平行于AB。一旦應力到達M點,材料重新屈服。這時的屈服點M稱為繼生屈服點。圖形顯示繼生屈服應力大于初始屈服應力,這種現象稱為強化或工作硬化,值得注意的是,當從O開始加載時,壓縮應變大于橫向伸長應變,試件體積縮小。到B點附近,橫向伸長應變增加快于縱向縮短,到B以后,體積縮小變?yōu)轶w積的增大,稱為擴容。研究說明,這時的擴容原因在于材料內平行壓縮方向的微裂隙張開。極限強度點C:應力應變圖上的最大應力值點,此應力稱為單軸抗壓強度σC。研究證明:這時試件中的微破裂開始向穿過試件中心的斜截面集中,形成一種破裂密集的面,此面也被稱為斷層。脆性段或軟化段CD,過C后,由于斷層的形成,試件承載能力迅速喪失,若仍保持最大載荷不變或不能即時減小荷載,則試件就會受超壓突然崩裂造成巖爆,如果能即時適當減小載荷,則應力應變將能沿CD從C降到D,這種抵抗載荷的能力隨變形的增加而減少的情況叫做處于脆性狀態(tài)或脆性的。若在CD途中的L點超速減小荷載,也能獲得卸載線LL”,從L′重新加載,加載線將在L”處重新屈服,L”處應力小于L處的,這種屈服應力的降低稱為應變軟化。在CD段上試件大量擴容,這種擴容不僅歸因于破裂張開,更在于沿斷層面的滑移,由于滑動面是粗糙起伏的,滑移因此伴隨擴容??傊?,C以后若不即時充分減載,試件中的破壞就會自動發(fā)展。故C后段是一漸進破壞段,是一不穩(wěn)定段。上述的變形性態(tài)大致可以推廣到低圍壓的三向受力狀態(tài)中去,隨圍壓的增加,抗壓強度將提高,應力應變曲線的性態(tài)也將發(fā)生重大變化,要了解這些情況,可參考有關的專著如參考文獻[12]。B理論曲線應力-應變關系實驗曲線通常隨所用的試件而有所變化且變化較為復雜。為使分析具有概括意義,理論計算一般采用典型化的應力應變曲線模型,此類模型中的簡型如圖6-9所示。圖6-9a所示為應變ε與應力σ有線性對應關系的模型,稱為彈性模型,它們有著廣泛用途。圖中b為理想彈塑性模型,c為線性硬化和軟化彈塑性模型,d為粘性模型,e為彈粘性、f為粘彈性模型等等。單一的彈性、塑性和粘性體可分別用彈簧、滑塊及油缸等元件來表示,性能復雜的材料可用幾種元件的復合來構成。例如最簡單的彈粘性體可由彈簧和油缸串聯而成,最簡單的粘彈性體可由彈簧和油缸并聯而成。