1、E,Y與K,G的轉換關系如下:K二一E3(1-2.)(7.2)fl)當y值接近0.5的時候不能盲目的使用公式3.5,由于計算的K值將會非常的高,偏離實際值很多.最好是確定好K值利用壓縮試驗或者P波速度試驗估計,然后再用K和y來計算G值.表7.1和7.2分別給出了巖土體的一些典型彈性特性值.巖石的彈性實驗室值Goodman,1980表7.1干密度kg/m3E(GPa)VK(GPa)G(GPa)砂巖19.30.3826.87.0粉質砂巖26.30.2215.610.8石灰心209028.50.2922.611.1頁巖2210-257011.10.298.84.3大理石270055.80.2537.

2、222.3花崗巖73.80.2243.930.2土的彈性特性值實驗室值Das,1980表7.2干密度kg/m3彈性模量EMPa泊松比V松散均質砂土147010-260.2-0.4密質均質砂土184034-690.3-0.45松散含角礫淤泥質砂土1630密實含角礫淤泥質砂土19400.2-0.4硬質粘土17306-140.2-0.5軟質粘土1170-14902-30.15-0.25黃土1380軟質啟機土610-820凍土2150各向異性彈性特性一一作為各向異性彈性體的特殊情況,橫切各向同性彈性模型需要5中彈性常量：Ei,E3,M2,M3和G13；正交各向異性彈性模型有9個彈性模量Ei,E2,E3

3、,M2,W3,3,G12,G13和G23.這些常量的定義見理論篇.均質的節理或是層狀的巖石一般表現出橫切各向同性彈性特性.一些學者已經給出了用各向同性彈性特性參數、節理剛度和空間參數來表示的彈性常數的公式.表3.7給出了各向異性巖石的一些典型的特性值.橫切各向同性彈性巖石的彈性常數實驗室表7.3Ex(GPa)Ey(GPa)“xGxy(GPa)砂巖43.040.00.280.1717.0砂巖15.79.60.280.215.2石灰心39.836.00.180.2514.5頁巖66.849.50.170.2125.3大理石68.650.20.060.2226.6花崗巖10.75.20.200.41

4、1.2流體彈性特性一一用于地下水分析的模型涉及到不可壓縮的土粒時用到水的體積模量Kf,如果土粒是可壓縮的,那么要用到比奧模量M.純潔水在室溫情況下的Kf值是2Gpa.其取值依賴于分析的目的.分析穩態流動或是求初始孔隙壓力的分布狀態見理論篇第三章流體-固體相互作用分析,那么盡量要用比擬低的Kf,不用折減.這是由于對于大的Kf流動時間步長很小,并且,力學收斂性也較差.在FLAC3D中用到的流動時間步長dtf與孔隙度n,滲透系數k以及Kf有如下關系：-nAtf工r7.3Kfk對于可變形流體多數課本中都是將流體設定為不可壓縮的我們可以通過獲得的固結系數C徒決定改變Kf的結果.(7.4)其中1m.：.-

5、二K4G/3k=kf其中,k'FLAC3D使用的滲透系數k一一滲透系數,單位和速度單位一樣如米/秒f流一水的單位重量9.考慮到固結時間常量與Cy成比例,我么可以將Kf的值從其實際值2父10Pa減少,利用上面得表達式看看其產生的誤差.流動體積模量還會影響無流動但是有空隙壓力產生的模型的收斂速率見1.7節流動與力學的相互作用.如果Kf是一個通過比擬機械模型得到的值,那么由于機械變形將會產生孔隙壓力.如果Kf遠比k大,那么壓縮過程就慢,但是一般有可能Kf對其影響很小.例如在土體中,孔隙水中還會包含一些尚未溶解的空氣,從而明顯的使體積模量減小.在無流動情況下,飽和體積模量為：K,Ku=K+L7

6、.5不排水的泊松比為:(7.6)3Ku-2G2(3KuG)這些值應該和排水常量k和v作比擬,來估計壓縮的效果.重要的是,在FLAC3D中,排水特性是用在機械連接的流變計算中的.對于可壓縮顆粒,比奧模量對壓縮模型的影響比例與流動.7.3固有的強度特性在FLAC3D中,描述材料破壞的根本準那么是摩爾-庫侖準那么,這一準那么把剪切破壞面看作直線破壞面：fs=仃1b3N+2cqM(7.7)其中N3=(1+sin4)/(1sin®)5最大主應力壓縮應力為負;03最小主應力小摩擦角c粘聚力當fs.時進入剪切屈服.這里的兩個強度常數.和C是由實驗室的三軸實驗獲得的.當主應力變為拉力時,摩爾-庫侖準

7、那么就將失去其物理意義.簡單情況下,當外表的在拉應力區域開展到仃3等于單軸抗拉強度的點時,仃,這個次主應力不會到達拉伸強度一例如;ft=仃3仃,7.8當ftA0時進入拉伸屈服.巖石和混凝土的抗拉強度通常有由西實驗獲得.注意,抗拉強度不能超過73,這是和摩爾-庫侖關系的頂點的限制是一致的.最大的值由下式給出tmaxCtan''(7.9)表7.4列出了一系列具有代表性的典型的巖石標本的粘聚力、摩擦角和抗拉強度值.土體的具有代表性的典型粘聚力和摩擦角的具有代表性的典型值見表7.5.土體強度用無側限抗壓強度qu表示,qu與粘聚力C和摩擦角巾的關系由下式確定qu=2ctan45+027.

8、10巖石的強度特性值實驗室測定表7.4摩擦角度粘聚力MPa抗拉強度MPa沙巖27.827.21.17粉質巖32.134.7-泥質頁巖14.434.8-廿42.070.6-右灰心42.06.721.58山脈花鹵巖51.055.1-測試場地玄武巖31.066.213.1土體的強度特性值排水實驗測定表7.5粘聚力kpa摩擦角的最大值度摩擦角的殘留值度沙礫-3432無細沙的沙性砂礫-3532粘性良好的沙性砂礫1.03532較細的砂礫和沙的混合體3.02822細沙粒-3230粗沙粒-3430級配良好的沙粒-3332低塑性泥沙2.02825中-局塑性泥沙3.02522低塑性粘土6.02420中塑性粘土8.

9、02010圖塑性粘土10.0176有機淤泥或粘土7.02015巖石物理力學性質一覽表-巖石物理力學性質各項指標土類巖石密度(g/cm3)液限塑限塑性指數變形模量(MPa)孔隙比抗拉強度內聚力C摩擦角備注碎石(堆積)類土2.652.7土粒密度20-400.40.6一般假定0一般假定036-42黃土類土干1.31.523-3315-208-13新黃土具有濕陷性0.81.1一般假定00.030.06老0.010.033新15-25老17.828.4新含水率%10-25粘性土1.82.0523-5516-307-254-12(壓縮模量)0.71.0一般假定00.005-0.068-26含水率%20-4

10、0巖類巖石密度g/cm3孔隙率吸水率軟化系數變形模量103MPa抗壓強度抗拉強度內聚力C摩擦角泥巖0.03-0.37粘土巖20.7-59干粘土巖0.010.04-0.09粘土巖2315-30粘±頁巖2.32.620.4-10.00.53.20.24-0.7416-2010-1002-103-2015-30泥板巖2.32.80.10.50.10.30.39-0.52123-199干fer粉砂巖10-320.07-1.729-59石英砂巖2.62.7154-5868-102.51.9-3.013寒武54震旦75-82.5似內摩擦角摩擦系數0.54寒武0.49震旦砂巖2.22.711.6-

11、28.00.29.00.65-0.9717-4120-2004-258-4035-50*2.402.660.8-10.00.32.40.50-0.966.7-16.2新鮮巖體10-1502-158-5035-50泥灰巖2.32.71.0-10.00.53.00.44-0.541.3-2.6新鮮巖體3.5-2040-600.3-1.42.8-4.20.32新鮮巖體37新鮮巖體灰巖2.32.7716.0-520.1-4.450.7-0.9435-3950-2005-2010-5035-50白和2.12.70.3-25.00.13.06.7-32F80-25015-2520-5035-50片巖2.6

12、92.0.02-1.850.10.20.53-0.6944-7210-1001-101-2026-6592綠泥石片巖千枚巖0.43.60.51.80.67-0.9610石英干枚巖101001-101-2026-65破2.32.750.45左右0.10.35.0新鮮石體602007-152-2045-60大理巖2.62.70.16.00.1104.04.9裂隙較發育巖體52裂隙較發育巖體石英巖2.42.80.18.70.11.50.94-0.9665-7015035015-3010-5050-60花卻&2.32.810.54.00.14.010.720.973

13、0-3711002507-251145045-60閃長巖2.522.960.25.00.35.00.60.81.58.5具裂隙巖體10025010-2510-5053-55輝長巖2.552.980.34.00.54.018030015-3610-5050-55流紋巖2.53.318030015-3010-5045-60安山巖2.32.71.14.50.34.50.81-0.918.312.0具裂隙巖體10025010-2010-4045-50玄武巖2.53.10.57.20.32.80.30.958318030015-3610-5050-55注：未注明為巖體的數據,均為巖石試驗數據.1唐大雄劉

14、佑榮張文殊王清工程巖土學第二版地質出版社1998北京2重慶建筑工程學院同濟大學巖體力學中國建筑工業出版社1981.10北京3工程地質手冊編寫委員會工程地質手冊第三版中國建筑工業出版社1992.12北京4李先煒巖體力學性質煤炭工業出版社泊松比范圍為00.5,不會大于0.5.砂巖泊松比0.22左右,煤巖0.3左右.一般巖石彈性模量量級為10,單位Pa.煤巖彈性模量量級為9,Pa.在巖石的彈性工作范圍內,科一般為常數,但超越彈性范圍以后,科隨應力的增大而增大,直至ij科=0.5為止.“石種類E10的4次方MPa為武10.102111.75650.261-0.37田?；u巖8.1201-8.20650

15、.241-0.29斜長化岡石6.1087-7.39840.190.22M狀花鹵巖5.4938-5.75370.130.23花崗閃長巖5.5605C5.83020.201-0.23英砂巖5.3105-5.86850.120.14“麻化岡七I5.08005.41640.160.18正長巖4.83875.31040.180.26LJLJ-JU片后4.32987.01290.121-0.25幺武巖4.1366-9.62060.231-0.32安山巖3.8482-7.69650.211-0.32,云母頁巖3.3677-花崗巖2.98236.10870.170.36細砂巖2.7900-4.76220.150.25“砂巖2.5782-4.03080.10-0.22“灰巖2.4056-3.82960.180.35日英石1.7946-693740.121-0.27k狀頁巖1.73192.1163-“砂巖1.66424.03060.10-0.45片麻后1.40435.51250.20-0.34"巖1.25034.11790.09-0.35大理巖0.9627.48270.061-0.