1 引言

总的来说, 岩体和混凝土材料的强度与变形模量呈正比关系, 即强度越大,变形模量也越大. 这个笔记回顾了岩体和混凝土材料强度与变形模量的直接关系, 即已知材料的单轴抗压强度, 直接获得其变形模量.

2 岩体的变形模量

Hoek and Brown (1997) 提出了一个关系式,对于原岩单轴抗压强度小于100MPa的岩体, 其变形模量可以通过单轴抗压强度和GSI的值来获得, 如下式所示.

Barton (2002) 通过Q与原岩的单轴抗压强度建立了下面的关系式:

Rowe and Armitage (1984) 在对弱岩嵌岩桩的试验中得出下面的关系式:

A. Palmstr?m, R. Singh (2001) 也建议了一个简单的关系式:

Beiki等人(2010) 建立了下面所示的多参数关系式: 

事实上, 由于岩体的不连续性, 建立单轴抗压强度与变形模量的直接关系式非常不稳定, 因此Hoek (2006）改进了Hoek (2002) 提出的关系式, 去掉了单轴抗压强度参数, 改用GSI和D来推导岩体的变形模量,如下式所示。

典型的岩石变形模量如下表所示AASHTO (1989).

3 混凝土的变形模量

与岩体相比, 混凝土材料呈现出均质,各项同性的特性, 强度与变形模量之间的关系式更加稳定. 在此,我们使用了混凝土力学中常用的两个关系式:

(1) Ec=57000*sqrt(Sigma_c) (单位是ksi)

(2) Ec=5000*sqrt(Sigma_c) (单位是MPa)

其中Sigma_c是混凝土的单轴抗压强度.

由于涉及到英制单位的换算, 我们使用了一个简单的EXCEL表格进行计算.

例如一个混凝土桩的单轴抗压强度为30MPa, 从而可以估算出其变形模量大约为26.65GPa.

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混凝土的强度和变形试验基础和本构关系

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知识点：岩体和混凝土强度与变形模量的直接关系