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花岗岩抗压强度1mpa等于多少kg/cm2

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-01 15:55   点击:189  编辑:admin   手机版

一、花岗岩抗压强度1mpa等于多少kg/cm2

1Mpa=10.3323kg/cm2

花岗岩的抗压强度跟天然石材内部的裂纹有关,大约是在1000-3000 kg/cm2,也就是100-300Mpa之间

公式:

p=P/A

式中 p为抗压强度,以每平方级嗌侔酰psi)、每平方公分多少公斤为单位,P为压力,以磅、公斤为单位,A为剖面面积,以平方公分、平方嘉ノ弧

大致说来,火成岩、石英岩和特别坚硬的硅质砂岩,具有最大的抗压强度。例如一些未风化之玄武岩,其无侧束抗压强度可达到60,000psi。影响岩石抗压强度的因素很多,其最重要的有三种因素:组织、胶结物的性质、压力的方向等。

扩展资料:

岩石例子

岩石种类 抗压强度(KgMM2)

花岗岩(Granite) 1,000 ~ 2,500

正长岩(Syenite) 1,000 ~ 2,000

闪长岩(Diorite) 1,500 ~ 2,800

辉长岩(Gabbro) 1,000 ~ 2,800

辉绿岩(Diabase) 2,000 ~ 3,000

玄武岩(Basalt) 4,000

结晶质石灰岩(Crystalline Limestone) 1,000 ~ 2,000

石英砂岩(Quartzose Sandstone) 2,000

石英岩(Quartzite) 3,000

片麻岩(Gneiss) 1,000 ~ 2,000

参考资料来源:百度百科-抗压强度

1MPa=1000000Pa/m^2=10kg/cm²。

压力是指指发生在两个物体的接触表面的作用力,或者是气体对于固体和液体表面的垂直作用力,或者是液体对于固体表面的垂直作用力。压力单位中MPA和KG/CM2之间的换算推导过程如下:

当g=10N/kg时。1000000N的压力相当于100000kg的压力。1m^2=10000cm²(平方厘米)。

根据P=F/S可得:1MPa相当于10kg/cm²。

扩展资料

压力换算关系:

1达因/平方厘米(dyn/cm2)=0.1帕(Pa)

1托(Torr)=133.322帕(Pa)

1毫米汞柱(mmHg)=133.322帕(Pa)

1毫米水柱=9.80665帕(Pa)

1工程大气压=98.0665千帕(kPa)

1千帕(kPa)=0.145磅力/平方英寸(psi)=0.0102千克力/平方厘米(kgf/cm2)=0.0098大气压

参考资料来源:百度百科-压力单位

1Mpa=10.3323kg/cm2

花岗岩的抗压强度跟天然石材内部的裂纹有关,大约是在1000-3000 kg/cm2,也就是100-300Mpa之间

二、矿山岩石工程力学问题

发现同类了,回去试下

将一个岩石试件进行单轴试验,当压应力达到120Mpa时即发生破坏,破坏面与最大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为60°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循库仑莫尔破坏准则),试计算:(1)内摩擦角。(2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。(3)在上述试验中与最大主应力平面成30°夹角的那个平面上的抗剪强度。(4)破坏面上的正应力和剪应力。(5)按库仑莫尔强度准则预计该岩石在单轴拉伸试验中的抗拉强度。

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三、石灰稳定土的优缺点

石灰稳定土的优点包括具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度;较好的水稳性和一定的冰冻稳定性。缺点强度可调节范围不大,抗拉强度较低;塑指小的土,达不到好的稳定效果。

石灰稳定土将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或原来松散的土中,经拌合、压实及养护后得到的混合料,称为石灰稳定土。

特性:

石灰土又称石灰稳定土,即在土中掺入一定量的石灰(一般为土质量的3%~5.5%)和水均匀搅拌而成,该稳定土有良好的板体性,但其水稳性、抗冻性及早期强度较其他无机结合料低。

石灰土还有个最明显的劣势:即干缩及温缩特性十分明显,容易导致道路基层开裂。故现阶段,石灰土已严禁用于高等级道路基层,如高速公路、一级公路、二级公路及城市快速路、主干路。但可以用于各级道路的底基层。其适用性不如水泥稳定土。

参考资料来源:百度百科 - 石灰稳定土

石灰稳定土的优点包括:(1)具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度;较好的水稳性和一定的冰冻稳定性(2)多数土都可以用石灰进行稳定:(3)便于施工:(4)缺乏优质粒料的地区较经济;(5)设计正确、施工质量好的石灰稳定土基层或底基层,使用效果经常是好的。

水泥稳定土的缺点包括:(1)强度可调节范围不大,抗拉强度较低;(2)塑指小的土,达不到好的稳定效果;(3)收缩系数大,易产生收缩裂缝;(4)遇水易软化:(5)施工期短;(6)水稳性和冰冻性比其它两类半刚性材料差。

四、桩基础岩石地基极限承载力[]

随着建筑物高度越来越大,桩基础工程也越来越常见,在岩溶地区,剪切破坏模式是最常见的岩基破坏模式。岩石地基在基础荷载的作用下,基础底面下方岩体压碎破坏,同时还对周围岩体进行挤压。

周围岩体的破坏应该有可能产生以下两种破坏模式:

图2.4 岩石地基破碎挤压示意图Fig.2.4 Diagram for failure and compression of rock foundation

(1)岩石地基局部剪切破坏模式:岩石地基在局部产生挤压破坏,主动区M 对被动区N 产生挤压(图2.4),楔形体A BC在BC面附近的岩体产生挤压破坏。

(2)岩石地基整体剪切破坏模式:如图2.4,在基底压力Pt的作用下,主动区M对被动区N 产生挤压,楔形体ABC沿BA面整体剪切滑动。

当以岩溶地区石灰岩为地基持力层时,桩基础是最常见的基础形式。在确定岩石地基极限承载力时,应该取以上两种情况下的小值。

2.5.1 岩石地基局部破坏模式地基极限承载力

岩石地基在基础荷载的作用下,岩石地基在楔形体BC 面附近产生挤压破坏(图2.4),此时可将地基下岩体划分为主动区M 和被动区N 进行极限平衡分析,假定基础纵向无限延伸,且忽略两个区岩石本身的重量。此时两个区的受力条件类似于三轴试验条件下的岩石试件。对于主动区M,其大主应力为基础底面压力,小主应力为水平方向由被动区N所提供的约束力;对于被动区N,其大主应力为水平方向由主动区M 所提供的推力。

在桩基础荷载的作用下,图2.4中两个滑动面上的剪应力同时达到其抗剪强度,那么此时地基岩体处于极限平衡状态,此时作用的荷载即为极限荷载,桩基础基底压力即为极限承载力。M 区的小主应力σ3M与N区的大主应力σ1N是一对作用力与反作用力,其大小等于岩体的单轴抗压强度。岩体在三向受压状态下的强度可以由H oek-Brown强度准则确定,表示为:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

式中:σ1、σ3――破坏时的最大、最小主应力(压力为正);

σc――岩块单轴抗压强度;

m、s――经验系数,m 反映岩石的软硬程度,s反映岩体破碎程度,可参照H oek-Brown建议值。

N区的单轴抗压强度,只要令σ3=0,得:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

若N区存在周围超载P时,则:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

作为安全储备,可忽略超载P的影响,直接将

代入式(2.8),就可得到M 区的大主应力,也即是地基极限承载力σ1M:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

2.5.2 岩石地基整体剪切破坏模式地基极限承载力

如图2.5,当采用桩基础,桩基础基底压力P t达到极限时,基础底面以下岩体BCC' B'在竖向荷载Pt的作用下产生被动剪切破坏,根据土力学理论,破裂面与水平面夹角δ=(45+φ/2)°,BCC'B'岩体对侧面岩体A BC产生侧向被动挤压,侧向滑动面A B与竖直面夹角δ=(45+φ/2)°。由此可知,侧面岩体ABC抗被动挤压能力的大小,对BCC'B'在竖向荷载Pt的大小起关键控制作用。

现假设:①滑动极限平衡区位于桩基础顶部附近,滑动面成漏斗形,滑动体破坏高度h=2r0 ・tanδ,其中r0 为桩基础半径,δ=(45+φ/2)°,桩基础荷载Pt为大主应力,其破裂面与水平面成δ=(45+φ/2)°的角度,φ为岩体内摩擦角;②τm =0,σθ=0;③计算中不计桩底平面以下岩体的自重。

根据力多边形,列出投影在fn方向的力平衡方程式如下:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

为计算方便,设x为AC的长度,y为AB的长度。则有:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

图2.5 岩石地基计算示意图Fig.2.5 Diagram for calculation of rock foundation

P―地基侧面超载(kPa);fR―岩体超载P的作用面积(m2);fn―黏聚力c的作用面积(m2);fm―P ro的作用面积(m2); Pt―岩体极限承载力(kPa);δ―滑动面AB面与水平面的夹角(°);c―岩体黏聚力(kPa)

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

将fm、fn、fR代入式(2.11)得:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

化简得:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

此外,基础底面岩体BCC'B'在竖向荷载Pt的作用下产生被动剪切破坏,可得:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

式中:c、φ分别为岩体的黏聚力和内摩擦角。

将式(2.12)代入式(2.13),得到岩石地基的极限承载力P t值:

桂林岩溶区岩土工程理论与实践

用计算得到的极限承载力Pt除以安全系数K,便是地基承载力设计值。

当基础为条形基础或矩形基础时,其受力则相对简单,此时可按平面问题考虑,对图2.5a而言,取垂直纸面方向单位宽度进行分析,当岩体达到极限平衡状态时,在fn方向上力的平衡方程式为:

P ro ×BC ×1 ×cosδ=P ×A C ×1 × sinδ+c ×A B ×1 (2.15)

将AC=2ro・tan2δ,BC=2ro・tanδ,A B=2r0 ・tanδ/cosδ代入式(2.15),并化简得:

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将得到的P ro代入式(2.13),便得到条形基础岩石地基的极限承载力P t值:

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2.5.3 应用举例

以桂林岩溶地区为例,该区第四系之下,广泛分布有上泥盆统融县组灰岩(D3r),该区的很多建筑物、桥梁等,均选用该层作为桩基础持力层,该层浅部为灰白色,微风化状态,致密块状结构,质硬性脆,发育有节理裂隙及方解石脉。假设该层的力学指标为:石灰岩饱和单轴抗压强度frk=60MPa,粘聚力c=500kPa,内摩擦角φ=35°。若以该层作为桩基础持力层,采用不同方法所得到的岩石地基承载力为:

(1)根据室内饱和单轴抗压强度,按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007―2002)确定,取ψr=0.2,得岩石地基承载力特征值fa=12.0 MPa。

(2)按岩石地基局部破坏模式计算,即按式(2.10)计算。此时,岩块单轴抗压强度σc=frk=60 MPa,经验系数取值为:m =0.7、s=0.004。将上述参数代入式(2.10)计算得到,岩石地基极限承载力σ1M =17.0 MPa,将σ1M除以安全系数K(取K=2),得岩石地基承载力设计值为8.5 MPa。

(3)按岩石地基整体剪切破坏模式计算,即按式(2.14)计算。将δ=(45+φ/2)°=62.5°,c=500kPa代入式(2.14),作为安全储备,可忽略超载P的影响,则计算得到岩石地基的极限承载力为23.0 MPa,再除以安全系数K(取K=2),得岩石地基承载力设计值为11.5 MPa。

2.5.4 结论

(1)岩溶区岩石地基承载力的确定,岩基载荷试验法得到的结果可靠直接但其成本较高,工期较长,难于在工程实践中广泛采用;根据岩石室内饱和单轴抗压强度和查规范表格法,简单方便,是目前工程实践中最主要采用的方法,但其没有考虑岩体在基础荷载作用下的破坏模式、实际三向受压状况、节理发育情况、基础形状、岩溶发育情况等因素的影响。

(2)以岩溶区石灰岩作为地基持力层并采用桩基础时,岩石地基在桩基础荷载的作用下,基础底面下岩体压碎破坏,同时还对周围岩体进行挤压,并有可能产生两种剪切破坏模式。其中,局部剪切破坏模式情况下的岩石地基极限承载力,可由H oek-Brown强度准则推求得到,即式(2.10);地基整体剪切破坏模式下的岩石地基极限承载力,可根据极限平衡条件推求得到,即式(2.14)。最后岩石地基的极限承载力应取以上二者的较小值。

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