Прочность на сдвиг (разрыв)

Прочность на сдвиг неоднородности почвы или горной массы может оказывать сильное влияние на механическое поведение почвы или горной массы. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Прочность на сдвиг несплошности часто значительно ниже, чем прочность на сдвиг блоков неповрежденного материала между несплошностями, и поэтому влияет, например, на строительство туннелей , фундаментов или склонов , а также на устойчивость естественных склонов . Многие склоны, как естественные, так и искусственные, разрушаются из-за низкой прочности на сдвиг неоднородностей почвы или горной массы на склоне. На характеристики деформации грунта или массива горных пород также влияет прочность на сдвиг неоднородностей. Например, модуль деформации снижается, и деформация становится пластической (т.е. необратимой деформацией при уменьшении напряжения), а не упругой (т.е. обратимой деформацией). Это может привести, например, к большей осадке фундамента, которая также будет постоянной, даже если нагрузка носит временный характер. Кроме того, прочность разрывов на сдвиг влияет на распределение напряжений в грунте или массиве горных пород. ^{[ 7 ]}

Прочность на сдвиг

Прочность на сдвиг вдоль разрыва в грунте или горном массиве в геотехнической инженерии определяется устойчивостью разрыва , шероховатостью поверхностей разрыва, ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} заполняющий материал в несплошности, ^{[ 13 ]} наличие и давление газов и жидкостей (например, воды, нефти), а также возможное растворение (например, карст ) и цементация вдоль разрыва. Кроме того, прочность на сдвиг зависит от того, перемещался ли разрыв ранее в геологической истории (т.е. являются ли неровности на противоположных стенках разрыва прилегающими или неподходящими , или же неровности были срезаны).

Определение прочности на сдвиг

Лишь для простых моделей несплошностей прочность на сдвиг можно рассчитать аналитически. ^{[ 8 ]} Для реальных разрывов не существует аналитического метода расчета. Тестирование в различных масштабах в лаборатории или на местах или эмпирические расчеты, основанные на характеристике несплошности. ^{[ 12 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} используются для определения прочности на сдвиг.

Испытания на разрыв на сдвиг

Испытание на прямой сдвиг или испытание на коробку сдвига (Голдера) ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 11 ]}
Испытание на сквозной сдвиг ^{[ 14 ]}
Испытание на наклон (геотехническая инженерия)
Трехосное испытание

Эмпирические расчеты на основе характеристик

Критерий сдвига Бартона-Бандиса ^{[ 12 ]}
Скользящий критерий ^{[ 15 ]}

Ссылки

^ Хук, Э.; Брей, Дж. (1974). Проектирование каменных склонов . Лондон: Институт горного дела и металлургии. стр. 358 . ISBN 978-0-419-16010-6 .
^ Хук, Э.; Браун, ET (1990). Подземные раскопки в скале . Лондон: Институт горного дела и металлургии; Spon Press, Тейлор и Фрэнсис . п. 536. ИСБН 978-0-419-16030-4 .
^ Хак, Р. (1998). Классификация вероятностей устойчивости склонов (SSPC) (PDF) . Публикация ITC 43 (2-е изд.). Технический университет Делфта и Университет Твенте — Международный институт аэрокосмических исследований и наук о Земле ( ITC Enschede ), Нидерланды. п. 258. ИСБН 90-6164-154-3 .
^ Jump up to: ^а ^б ИСРМ (2007). Улусай, Р.; Хадсон, Дж. А. (ред.). Синяя книга - Полный список предлагаемых ISRM методов определения характеристик, испытаний и мониторинга горных пород: 1974–2006 гг . Анкара: ISRM и Турецкая национальная группа ISRM. п. 628. ИСБН 978-975-93675-4-1 .
^ Jump up to: ^а ^б Прайс, генеральный директор (2009). Де Фрейтас, Миннесота (ред.). Инженерная геология: принципы и практика . Спрингер . п. 450. ИСБН 978-3-540-29249-4 .
^ Хенчер, СР; Ли, СГ; Картер, Т.Г.; Ричардс, ЛР (2011). «Соединения листового металла: характеристика, прочность на сдвиг и проектирование» . Механика горных пород и горная инженерия . 44 (1): 1–22. Бибкод : 2011RMRE...44....1H . дои : 10.1007/s00603-010-0100-y .
^ Газиев Э.; Эрлихман, С. (4–6 октября 1971 г.). Напряжения и деформации в анизотропных фундаментах . Разрушение горных пород: материалы Международного симпозиума по механике горных пород ISRM . Нанси, Франция: Национальная школа прикладной геологии и горноразведочных работ: Национальная школа металлургии и горнодобывающей промышленности, Рубрехт, Нанси. стр. 11–1.
^ Jump up to: ^а ^б Паттон, Федеральный округ (25 сентября - 1 октября 1966 г.). Роча, М. (ред.). Несколько режимов разрушения: от сдвига до камня . Учеб. 1-й конгресс Международного общества механики горных пород ( ISRM ). Том. 1. Лиссабон, Португалия: Национальная лаборатория гражданского строительства , Лиссабон, Португалия. стр. 509–513. ОЛ 19662608М .
^ Ренгерс, Н. (1970). Влияние шероховатости поверхности на фрикционные свойства плоскостей горных пород . Материалы 2-го Международного конгресса по механике горных пород, ISRM , Белград. Том. 1. ИСРМ . стр. 229–234.
^ Фекер, Э.; Ренгерс, Н. (1971). Измерение крупномасштабной шероховатости горных пород с помощью профилографа и геологического компаса . Материалы симпозиума по разрушению горных пород, Нанси, Франция. стр. 1–18.
^ Jump up to: ^а ^б Хенчер, СР; Ричардс, Л.Р. (1989). «Лабораторные испытания несплошностей горных пород прямым сдвигом». Земляная инженерия . 22 (2): 24–31.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Бартон, Северная Каролина; Бандис, Южная Каролина (4–6 июня 1990 г.). Бартон, Н.; Стефанссон, О. (ред.). Обзор прогнозирующих возможностей модели JRC-JCS в инженерной практике . Соединения горных пород: Региональная конференция Международного общества механики горных пород ISRM . Лоен, Норвегия: Балкема, Роттердам, Тейлор и Фрэнсис . стр. 603–610. ISBN 978-90-6191-109-8 .
^ Пьен-вей, Н.; Шреста, ЮБ; Рантуччи, Г. (1990). Бартон, Северная Каролина; Стефанссон, О. (ред.). Влияние толщины заполнения на сдвиговое поведение стыков горных пород . Скальные соединения. Балкема ( Тэйлор и Фрэнсис ), Роттердам. стр. 289–294. ISBN 978-90-6191-109-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Шемирани, Алиреза Багер; Сарфарази, Вахаб; Хаэри, Хари; Марджи, Мохаммад Фатехи; Хоссейни, Сейед Шахин (2018). «Дискретно-элементное моделирование испытания на сквозной сдвиг для исследования влияния ограничивающего давления на поведение бетонных трещин при сдвиге». Компьютеры и бетон . 21 (2): 189–197. дои : 10.12989/cac.2018.21.2.189 .
^ Jump up to: ^а ^б Хак, HRGK; Прайс, генеральный директор (25–29 сентября 1995 г.). Фуджи, Т. (ред.). Определение трения о несплошности по классификации горных пород (PDF) . Материалы 8-го конгресса Международного общества механики горных пород ( ISRM ). Том. 3. Токио, Япония: Балкема, Роттердам, Тейлор и Фрэнсис . стр. 23–27. ISBN 978-90-5410-576-3 .

[hoekbray1974-1] Хук, Э.; Брей, Дж. (1974). Проектирование каменных склонов . Лондон: Институт горного дела и металлургии. стр. 358 . ISBN 978-0-419-16010-6 .

[hoekbrown1990-2] Хук, Э.; Браун, ET (1990). Подземные раскопки в скале . Лондон: Институт горного дела и металлургии; Spon Press, Тейлор и Фрэнсис . п. 536. ИСБН 978-0-419-16030-4 .

[Hack1998-3] Хак, Р. (1998). Классификация вероятностей устойчивости склонов (SSPC) (PDF) . Публикация ITC 43 (2-е изд.). Технический университет Делфта и Университет Твенте — Международный институт аэрокосмических исследований и наук о Земле ( ITC Enschede ), Нидерланды. п. 258. ИСБН 90-6164-154-3 .

[ISRMbluebook2007-4] Jump up to: ^а ^б ИСРМ (2007). Улусай, Р.; Хадсон, Дж. А. (ред.). Синяя книга - Полный список предлагаемых ISRM методов определения характеристик, испытаний и мониторинга горных пород: 1974–2006 гг . Анкара: ISRM и Турецкая национальная группа ISRM. п. 628. ИСБН 978-975-93675-4-1 .

[Price2009-5] Jump up to: ^а ^б Прайс, генеральный директор (2009). Де Фрейтас, Миннесота (ред.). Инженерная геология: принципы и практика . Спрингер . п. 450. ИСБН 978-3-540-29249-4 .

[Hencheretal2011-6] Хенчер, СР; Ли, СГ; Картер, Т.Г.; Ричардс, ЛР (2011). «Соединения листового металла: характеристика, прочность на сдвиг и проектирование» . Механика горных пород и горная инженерия . 44 (1): 1–22. Бибкод : 2011RMRE...44....1H . дои : 10.1007/s00603-010-0100-y .

[GazievErlikhman1971-7] Газиев Э.; Эрлихман, С. (4–6 октября 1971 г.). Напряжения и деформации в анизотропных фундаментах . Разрушение горных пород: материалы Международного симпозиума по механике горных пород ISRM . Нанси, Франция: Национальная школа прикладной геологии и горноразведочных работ: Национальная школа металлургии и горнодобывающей промышленности, Рубрехт, Нанси. стр. 11–1.

[Patton1966-8] Jump up to: ^а ^б Паттон, Федеральный округ (25 сентября - 1 октября 1966 г.). Роча, М. (ред.). Несколько режимов разрушения: от сдвига до камня . Учеб. 1-й конгресс Международного общества механики горных пород ( ISRM ). Том. 1. Лиссабон, Португалия: Национальная лаборатория гражданского строительства , Лиссабон, Португалия. стр. 509–513. ОЛ 19662608М .

[Rengers1970-9] Ренгерс, Н. (1970). Влияние шероховатости поверхности на фрикционные свойства плоскостей горных пород . Материалы 2-го Международного конгресса по механике горных пород, ISRM , Белград. Том. 1. ИСРМ . стр. 229–234.

[FeckerRengers1971-10] Фекер, Э.; Ренгерс, Н. (1971). Измерение крупномасштабной шероховатости горных пород с помощью профилографа и геологического компаса . Материалы симпозиума по разрушению горных пород, Нанси, Франция. стр. 1–18.

[HencherRichards1989-11] Jump up to: ^а ^б Хенчер, СР; Ричардс, Л.Р. (1989). «Лабораторные испытания несплошностей горных пород прямым сдвигом». Земляная инженерия . 22 (2): 24–31.

[BartonBandis1990-12] Jump up to: ^а ^б ^с Бартон, Северная Каролина; Бандис, Южная Каролина (4–6 июня 1990 г.). Бартон, Н.; Стефанссон, О. (ред.). Обзор прогнозирующих возможностей модели JRC-JCS в инженерной практике . Соединения горных пород: Региональная конференция Международного общества механики горных пород ISRM . Лоен, Норвегия: Балкема, Роттердам, Тейлор и Фрэнсис . стр. 603–610. ISBN 978-90-6191-109-8 .

[Phien-wej1990-13] Пьен-вей, Н.; Шреста, ЮБ; Рантуччи, Г. (1990). Бартон, Северная Каролина; Стефанссон, О. (ред.). Влияние толщины заполнения на сдвиговое поведение стыков горных пород . Скальные соединения. Балкема ( Тэйлор и Фрэнсис ), Роттердам. стр. 289–294. ISBN 978-90-6191-109-8 .

[Baghershemirani2018-14] Jump up to: ^а ^б Шемирани, Алиреза Багер; Сарфарази, Вахаб; Хаэри, Хари; Марджи, Мохаммад Фатехи; Хоссейни, Сейед Шахин (2018). «Дискретно-элементное моделирование испытания на сквозной сдвиг для исследования влияния ограничивающего давления на поведение бетонных трещин при сдвиге». Компьютеры и бетон . 21 (2): 189–197. дои : 10.12989/cac.2018.21.2.189 .

[HackPrice1995-15] Jump up to: ^а ^б Хак, HRGK; Прайс, генеральный директор (25–29 сентября 1995 г.). Фуджи, Т. (ред.). Определение трения о несплошности по классификации горных пород (PDF) . Материалы 8-го конгресса Международного общества механики горных пород ( ISRM ). Том. 3. Токио, Япония: Балкема, Роттердам, Тейлор и Фрэнсис . стр. 23–27. ISBN 978-90-5410-576-3 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]