目录
第一章 编制依据................................................................ 2

第二章 工程概况................................................................ 2
第三章 施工部署................................................................ 3
第四章 构造要求及技术措施...................................................... 5
第五章 安全防护措施........................................................... 10
第六章 脚手架的搭设及拆除施工工艺............................................. 12
第七章 劳动力、材料及机具配备................................................. 15
第八章 质量保证............................................................... 17
第九章 安全施工措施........................................................... 26
第十章 文明施工要求........................................................... 30
第十一章 稳定承载计算......................................................... 32
第十二章 附图................................................................. 40
编制依据
1.1 主要规程、规范
1.1.1 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001,2002 年版)
1.1.2 《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80-91)
1.1.3 《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-99)
1.1.4 《北京市建筑工程施工安全操作规程》(DBJ 01-62-2002)
1.2 参考手册
1.2.1 《建筑施工手册》(缩印本第4 版,2003.9)
1.2.2 《简明施工计算手册》(1999.7)
1.2.3 《实用建筑施工安全手册》(1999.7)
工程概况
2.1 总体工程概况
工程位于西三环北路105 号,首都师范大学本部南侧,由9A 和9B 两栋楼组成,总占地面积2244m2,总建筑面积33051m2,地上面积29988m2,地下面积3063m2,建筑高度45m。9A 地下1 层,局部夹层,地上14 层;9B 地下2 层,地上14 层。结构形式为:9A 楼为框支-抗震墙体系,9B 楼为抗震墙体系。
2.2 脚手架工程概况屋顶层结构顶标高43.570m,脚手架高度按照48m 考虑。本工程基坑采用放坡的土钉墙支护,所以需要进行肥槽回填。9B 楼西侧脚手架落在地下室顶板上,需要对结构进行验算,不满足要求时应采取加固措施。宿舍楼北侧有一层门头在结构封顶后施工,所以脚手架立杆需要穿楼板并且避开梁的位置。外脚手架需要考虑到地下室土方回填时场地占用。
施工部署
3.1 安全防护领导小组
安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件,是达到“杜绝死亡、重伤及消防、机械事故,年轻伤频率控制在5‰以内”安全生产目标的必然保障,也是我项目部创建“北京市安全文明工地”的根本要求。为此项目经理部成立以现场经理为组长的安全防护领导小组,其机构组成、人员编制及责任分工如下:
组长:刘长海(现场经理)——负责协调工作
副组长:
李照明(工程部经理)——现场施工总指挥
童思贤(技术部经理)——技术总指导
组员:孙金德(现场木工责任师)——9A 楼现场施工协调
苏利勇(现场混凝土责任师)——9B楼现场施工协调
杨志刚(安全总监)——现场施工质量总监督、质量验收
董景章(安全员)——现场施工指挥、质量检查
3.2 设计总体思路结合本工程结构形式、实际施工特点,脚手架施工及使用划分为三个阶段:
地下室外墙及一层结构施工阶段:依据基坑工作面情况决定使用单排还是双排脚手架,脚手架立杆距离结构墙面至少1250px,以确保在该阶段后施工地下室外墙防水。
地上2~4 层结构施工阶段:采用临时悬挑脚手架,脚手架挑杆从二层挑出,挑杆间距1500mm, 挑脚手架内立杆距离阳台结构外沿350mm, 立杆纵距1500mm,横距1100mm,步距1500mm。挑架从一层按照间距1500mm 设斜撑,脚手架外侧立杆按照3000mm 间距双立杆落至地面。采用临时悬挑脚手架的目的是方便地下室土方回填。
地上5~14 层结构及装修施工阶段:待地下防水和土方回填完毕后,拆除临时悬挑脚手架,沿建筑物四周搭设落地式、全高全封闭的扣件式双排钢管脚手架,用于结构和装修施工,同时兼作安全防护。外双排脚手架高47m,局部53m。其中下部12m 采用双排双立杆。外架立杆距离结构外沿或者阳台外沿0.35m,横距为1.05m ,纵距为1.5m,大横杆步距1.80m。
构造要求及技术措施
4.1 扣件式钢管脚手架的构造要求及技术措施
4.1.1 地基处理
肥槽回填土按照设计要求采用2∶8 灰土分层夯实,压实系数0.94, 分层取样试验合格后方可进行下一步回填土。土方回填完后表面用C10 混凝土进行硬化,厚度为125px,注意控制垫层顶标高不超过-0.880m。基础上、底座下设置通长脚手板垫板,长度不少于两跨,厚度不小于50mm, 布设必须平稳,不得悬空。并在四周距脚手架外立杆1250px 处设排水沟和积水坑,排水沟用砂浆硬化。
4.1.2 立杆除双排整体式落地脚手架下部12m 采用双立杆外,其余全部采用单立杆,立杆顶端高出结构栏杆至少1.5m。
立杆接头除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头交错布置,两个相邻立柱接头避免出现在同步同跨内,并且在高度方向至少错开1250px;各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3(本工程取1500px)。
立杆在顶部搭接时,搭接长度不小于1m,必须等间距3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不小于100mm。
4.1.3 大横杆大横杆置于小横杆之下,立柱的内侧,用直角扣件与立杆扣紧,采用至少6m 且同一步大横杆四周要交圈。
大横杆采用对接扣件连接,其接头交错布置, 不在同步同跨内;相邻接头水平距离不小于1250px, 各接头距立柱距离不大于纵距的1/3(本工程不大于1250px),大横杆在同一步架内纵向水平高差不超过全长的1/300 (本工程不超过1250px),局部高差不超过125px。
4.1.4 小横杆
每一立杆与大横杆相交处(主节点)都必须设置一根小横杆,并采用直角扣件扣紧在大横杆上,该杆轴线偏离主节点不大于375px。小横杆间距与立杆纵距相同,且根据作业层脚手板搭设的需要,在两立柱之间等距离设置1 根小横杆,最大间距不超过1875px。
小横杆伸出外排大横杆边缘距离不小于10 cm, 伸出里排大横杆距离结构外边缘15 cm。上下层小横杆在立杆处错开布置,同层的相邻小横杆在立杆处相向布置,具体详见附图-15:外脚手架节点详图一⑤。
4.1.5 纵、横向扫地杆
纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上皮500px 的立柱上,横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。对于立杆存在较大高低差时,扫地杆错开,高处的纵向扫地杆向底处延长两跨与立柱固定,详见附图-15:外脚手架节点图一⑥。
4.1.6 剪刀撑
本工程双排落地脚手架采用剪刀撑与横向斜撑相结合的方式,随立柱、纵横向水平杆同步搭设,用通长剪刀撑沿架高连续布置,全部采用单杆通长剪刀撑。
剪刀撑每6 步4 跨设置一道,斜杆与地面的夹角在45°~60 °之间(本工程全部在50° 左右)。斜杆相交点处于同一条直线上,并沿架高连续布置,剪刀撑的一根斜杆扣在立杆上,另一根扣在小横杆伸出的端头上,两端分别用旋转扣件固定,在其中间增加2~4 个扣节点。所有固定点距主节点距离不大于375px。最下端的剪刀撑的底部要插到垫板处。
为保证剪刀的顺直,同时充分考虑剪刀的安全作用,剪刀撑采用对接扣件连接(保证钢管和对接扣件的质量和必要日常检查)。
本工程除在每一拐角处设置横向斜撑外,中间每隔6跨设置一道。横向斜撑在同一节间,由底至顶层呈之字形连续布置,斜杆采用通长杜件,使用旋转扣件固定在与之相交的立杆或横向水平杆的伸出端上。
剪刀撑的具体设置详见附图-7:7A楼外双排脚手架东、西立面图;附图-8:9A 楼外双排脚手架北立面图;附图-9:9A 楼外双排脚手架南立面图;附图-10:9B 楼外双排脚手架东、西立面图;附图-11:9B 楼外双排脚手架北立面图;附图-12:9B 楼外双排脚手架南立面图。
4.1.7 脚手板
立杆底座垫木平行于墙面放置,采用4000mm 长硬木板。
作业层脚手板采用松木,厚度不小于125px,宽23~625px,长度不小于3.5m 的硬木板,两端设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。在作业层下部加设一道水平兜网,随作业层上升,同时作业层不超过两层。首层满铺一层脚手板,以上每隔层也需要满铺一层脚手板,并设置安全网及防护栏杆。
4.1.8 连墙件
连墙件采用刚性连接,垂直间距为3.60m,水平间距为4.5m(连墙杆水平布置详见脚手架平面布置图)。连墙件用φ48×3.5 的钢管,其与脚手架的连接采用直角扣件,连墙件通过预先埋设的φ50 穿墙套管穿过结构外墙,在结构墙体内外各用一根通长架管锁紧,具体做法详见附图-15: 外脚手架节点图一④,门窗洞口处做法详见附图-15:外脚手架节点图一③。
第一道连墙件从2.920m 标高开始设置,连墙件尽量靠近主节点,偏离主节点不大于300mm。
连墙件中的连墙杆尽量呈水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应下斜连接,不得采用上斜连接;当脚手架暂时不能设置连墙件时可搭设抛撑,抛撑采用通长杆与脚手架可靠连接,与地面成45°~60° 夹角。
4.1.9 防护设施
脚手架满挂全封闭密目安全网,密目网采用1.8m×6.0m 规格,用网绳绑扎在大横杆外立杆内侧。作业层安全网应高于平台1.2m,并在作业层下部挂一道水平兜网,在架内高度3.0m 左右设首层平网,往上每隔6 步设隔层平网,施工层随层设网。
作业层脚手架立杆于0.6m 和1.2m 处设两道防护栏杆,底部侧面设450px 高的挡脚板。
4.2 转料平台具体做法详见《转料平台施工方案》。
4.3 脚手架出入口的构造
9A 楼出入口设在A-9~A-10/A-A 外,9B 楼出入口设在B-2~B-3/B-A外,挑空两根立杆,跨越两步三跨,大小为4.5m×4.0m(宽×高)。出入口再搭设3.0m×4.5m×4.5m(长×宽×高)的防护棚,上铺50mm厚的双层脚手板。
在出入口两侧的内、外排立杆处分别增设一根立杆,并高于门洞口2 步,立杆用短管斜撑相互联系,上方悬空立杆处增加一根斜杆,斜杆与各主节点相交处用旋转扣件固定。洞口上方增设两道横向支撑,应伸出斜腹杆的端部,以保证立柱悬空处的整体性。门洞两侧分别增加两根斜腹杆,并用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离在375px 以内。当斜腹杆在一跨内跨越两个步距时,应在相交的大横杆处增设一根小横杆,将斜腹杆固定在其伸出端上。斜腹杆采用通长杆件,接长采用对接扣件。
出入口具体做法详见附图-16:外脚手架节点图二①、②。
施工电梯出口处设置4.5m×3.6m×6m(长×宽×高)出入口,顶部铺50mm厚的双层脚手板,具体做法详见附图-14:施工电梯与外脚手架关系图。
安全防护措施
5.1 电梯井洞口防护措施
电梯井口设置不低于1.2m 高的自闭式防护门,用φ12 的螺纹钢筋,按照水平间距375px,竖向间距500px 焊制而成,并在防护门上刷红油漆、挂牌。
防护门制作及安装详见附图-16:外脚手架节点图二③。
电梯井筒内每隔一层在入口处设置一个用φ25 螺纹钢筋、钢管及木板搭设的平台,中间一层用钢筋支托安全网一道,网上及平台上均不得存有杂物。电梯井内不准做垂直运输通道或垃圾通道。
5.2 结构临边防护措施
在结构出入阳台的门窗洞口处设置封闭式防护栏杆,使用材料采用φ48×3.5 钢管。其高度不低于1.2m,立杆间距不大于1.5m,竖向每隔
0.6m 设一道通长大横杆,每隔一根立杆设一道三脚架。
沿钢管长度方向刷红白间隔的油漆、挂醒目标志牌;护身栏杆满挂密目安全网,白天设警示牌、夜间设红色标志灯。
5.3 楼梯间防护措施
楼梯的侧边利用脚手架做安全防护,架子立管从楼梯井内搭设,侧边沿楼梯坡度方向做一道1.2m 高的护身栏,侧边底部设450px高的挡脚板。
5.4 防雷避电措施本工程脚手架接地、避雷措施执行《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46-88)标准。
工程采用避雷针与大横杆连通、接地线与整栋建筑物楼层内避雷系统连成一体的措施。
每栋楼各设置4根避雷针,避雷针采用φ12 镀锌钢筋制作,高度1.5m, 设置在脚手架四角立杆上,并将所有最上层的大横杆全部连通,形成逼雷网络。
接地线采用40×4 的镀锌扁钢,将立杆分别与建筑物楼层内的避雷系统连成一体。接地线的连接牢靠,与立杆连接采用2 道螺栓卡箍连接,螺钉加弹簧垫圈以防止松动,并保证接触面积不小于10mm2 ,并将表面的油漆及氧化层清除干净,露出金属光泽并涂以中性凡士林。
接地线与建筑物楼层内避雷系统的设置按脚手架的长度不超过50m 设置一个(本工程每栋楼按照南北各3 个的原则设置,设置由项目机电部完成), 位置尽量避免人员经常走动的地方,以避免跨步电压的危害,防止接地线遭机械破坏。两者的连接采用焊接,焊接长度大于2 倍的扁钢宽度。焊完后再用接地电阻测试仪测定电阻,要求冲击电阻不大于10Ω,同时注意检查与其他金属物或埋地电缆之间的安全距离不小于3m,以避免发生击穿事故。
脚手架的搭设及拆除施工工艺
6.1 悬挑式临时钢管脚手架的搭设施工工艺
6.1.1 搭设顺序
悬挑脚手架的搭设顺序为:水平挑杆→纵向大横杆→立杆→横向小横杆→大横杆(栅格)→剪刀撑→铺脚手板→搭防护栏杆→绑扎安全网→三层设连墙杆→
6.1.2 施工工艺
在施工二层楼面结构时留设地锚,地锚为φ112 光圆钢筋,间距1500mm, 转角处加密(详见附图-1:9A 楼临时悬挑脚手架平面图,附图-2:9B 楼临时悬挑脚手架平面图)。地锚每端锚固于混凝土内长度不小于40d,地锚距墙边或支点1000mm(详见附图-3:临时悬挑脚手架剖面图)。
施工时穿墙留洞采用PVC 套管,套管管径以能通过脚手架钢管为宜,套管下口平结构板面转角处挑杆重叠部位需要提高125px。
室内外设置三道大横杆与挑杆固定,其中两道在室内,一道紧靠地锚后连通,另一道在结构墙边连通,设在室外的一道紧靠结构墙面。
楼首层支设斜撑,间距1500m, 斜撑支设在阳台板与结构墙体交角处或者是室外靠墙的一道大横杆上。另设双立杆抛撑与挑架外立杆连接,间距3000mm。
连墙杆设在三层中部,水平间距4500mm, 采用刚性连接,具体做法同整体式外双排脚手架。
挑架外侧设剪刀撑,采用φ148钢管按60° 角度设置。
架子拆除后,穿墙孔采用与相临部位同强度等级同配比的混凝土填满
捣实。

6.2 落地式钢管脚手架搭设施工工艺
6.2.1 搭设顺序
落地式双排脚手架的搭设顺序为:场地平整、夯实→定位设置通长脚手板、钢底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(栅格)
→剪刀撑→连墙杆→铺脚手板→搭防护栏杆→绑扎安全网→
6.2.2 施工工艺
定位定距:根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆距墙距离,并做好标记。用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用白灰点出立杆标记(立杆布置详见附图-5:9A 楼外双排脚手架平面布置图,附图-6:9B 楼外双排脚手架平面布置图)。垫板准确放在定位线上,垫板必须铺放平稳,不得悬空。
在搭设首层脚手架的过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉结后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时,应采取临时稳定措施,直至连墙件搭设完毕后方可拆除。
双排架宜先立里排立杆,后立外排立杆。每排立杆宜先立两头,再立中间的一根,互相看齐后再立中间部分各立杆。双排架内、外排两立杆的连线要与墙面垂直。立杆接长时,应先立外排,后立内排。
其余组件的搭设要求详见构造要求。
6.3 转料平台的施工工艺详见《转料平台施工方案》。
6.4 脚手架的拆除施工工艺
拆除作业应按确定的程序进行拆除:安全网→挡脚板及脚手板→防护栏杆→剪刀撑→斜撑杆→小横杆→大横杆→立杆。
不准分立面拆除或在上下两步同时拆除,做到一步一清,一杆一清。拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣件。拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣件。所有连墙杆必须随脚手架拆除同步下降,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架,分段拆除高差不应大于两步,如高差大于两步,应增设连墙件加固。
拆除后架体的稳定性不被破坏,如附墙杆被拆除前,应加设临时支撑防止变形,拆除各标准节时,应防止失稳。
当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度时,应先在适当位置搭临时抛撑加固,后拆除连墙件。
劳动力、材料及机具配备
7.1 劳动力配备(详见表7-1)
附图
附图-1:9A 楼临时悬挑脚手架平面图
附图-2:9B 楼临时悬挑脚手架平面图
附图-3:临时悬挑脚手架剖面图
附图-4:外双排脚手架剖面图
附图-5:9A 楼外双排脚手架平面布置图
附图-6:9B 楼外双排脚手架平面布置图
附图-7:9A 楼外双排脚手架东、西立面图
附图-8:9A 楼外双排脚手架北立面图
附图-9:9A 楼外双排脚手架南立面图
附图-10:9B 楼外双排脚手架东、西立面图
附图-11:9B 楼外双排脚手架北立面图
附图-12:9B 楼外双排脚手架南立面图
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岩石的强度是岩石抵御外力破坏的能力,依据抵抗造成岩石破坏的应力性质,岩石的强度可分为,抗压强度、抗拉(张)强度和抗剪强度。其中的抗拉强度储集层岩石中极少用到,故这里主要介绍另外两种。
1.抗压强度
岩石的抗压强度就是岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值,它在数值上等于破坏时的最大压应力。岩石的抗压强度一般是在实验室内用压力机进行加压试验测定的,试件通常采用圆柱形(钻探岩心)或立方柱状(用岩块加工入试件的断面尺寸,圆柱形试件采用直径D=5cm,也有采用D=7cm的;立方柱状试伴,采用5cm×5cm或7cm×7cm)。试件的高度h应当满足下列条件:
储层岩石物理学
这里D为试件的横断面直径;A为试件的横断面积。
试验结果按下式计算抗压强度:
储层岩石物理学
其中:Rc为岩石单轴抗压强度;Pc为岩石试件破坏时所加的轴向压力;S为岩石试件横断面面积。
2.抗剪强度
岩石抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏或滑动的极限强度,以岩石被剪破或滑动时的极限应力表示。岩石抗剪强度是需要研究的岩石最重要工程力学特性之一,往往比岩石抗压强度及抗拉强度更有意义。岩石抗剪强度的力学指标为内聚力c和内摩擦角φ,通过各种岩石剪切实验进行测定。在垂直压力P作用下,并且在水平方向施加剪应力T,直到岩石试件被剪破为止,此时剪切面上正应力σ及剪应力τ分别为
储层岩石物理学
式中:P,T分别为试件开始沿着先存剪切面发生滑动时所施加的最大垂直压力、最大水平剪切力;S为剪切面面积。
为了密切工程实际,可以将岩石抗剪强度进一步划分为三种类型,即抗剪断强度、抗剪强度及抗切强度等。
(1)抗剪断强度
抗剪断强度是在垂直压力P作用下,并且在水平方向施加剪应力T,直到试件被剪断为止,此时根据莫尔-库仑强度理论,岩石抗剪断强度τf为
储层岩石物理学
(2)抗剪强度
抗剪强度是岩石试件具有先存剪切面(节理面或裂缝面)时,在垂直压力P作用下,并且在水平方向施加剪切力T直到试件发生剪切滑动为止。此时,岩石抗剪强度τf为
储层岩石物理学
(3)抗切强度
抗切强度是没有垂直压力作用的条件下,而在水平方向施加剪切力T直到岩石试件剪断为止。此时,剪切面上无正应力,仅有剪应力T,则剪切应力
储层岩石物理学
式中:T为岩石试件剪断时所施加的最大水平剪切力;S为先存剪切面面积。按莫尔强度理论,抗剪强度定义为
储层岩石物理学
岩石抗剪强度实验及计算式子也可以用于确定岩体中软弱结构面的抗剪强度。
3.破裂准则所谓破裂准则就是岩石发生破裂的条件,假定岩石处于(σ1,σ2,σ3)的应力状态时发生了破裂,我们把σ1,σ2,σ3之间的关系σ1=f(σ2,σ3)称为破裂准则。下面详细讨论几种常见破坏形式和破裂准则。储集岩石处于地下,主应力一般都是压性的,主要发生剪破裂,故一般讨论剪切破裂问题较多。但在水力压裂条件下,岩石中的孔隙压力足够大,张性压裂一样有可能发生。
(1)库仑莫尔破裂准则
这是岩石力学中应用最广泛的强度理论,它认为,当某一面上剪切应力超过其所能承受的极限剪应力τ值时,岩石便破坏。法国物理学家库仑在1781年运用物体滑动时摩擦力和法向压力的正比关系求解平衡问题,得到库仑摩擦定律。岩石破裂的实验结果,可以用与摩擦公式相似的简单关系表示,称为库仑破裂准则:
若岩石内部某平面上的正应力σ和剪切力τ满足条件τ=c+μσ,则该面将发生破裂,式中c称作岩石的内聚力或聚合强度(Cohension);μ称为内摩擦系数,工程上常令μ=tanφ,φ称内摩擦角。图3-7所示为库仑破裂准则的图解,剪切力τ增大到一定程度,岩石破裂;如果正应力σ较大,内摩擦力增大,需要更大的剪切力τ使岩石破裂。
莫尔在1882年引入莫尔圆来显示材料内部的应力状态(Timoshenko,1970),能够直观地表现破裂准则,图3-8是当极限平衡状态下的莫尔圆。
图3-7 库仑准则示意图
图3-8 极限平衡状态下的莫尔圆
首先考虑平面问题,如图3-9a所示,在岩体中任取一单元体,设作用在该微小单元体上的两个主应力为σ1和σ3(σ1>σ3),在微单元体内与最大主应力σ1作用面成任意角度α的mn平面上有正应力σ和剪应力τ。为了建立σ,τ和σ1,σ3之间的关系,取微棱柱体abc为隔离体,如图3-9b所示。
图3-9 库仑莫尔圆
将各个力分别在水平和垂直方向投影,根据静力平衡条件可得
储层岩石物理学
以上两方程联立,求得mn平面上的应力为
储层岩石物理学
以上σ,τ和σ1,σ3之间的关系可以用库仑-莫尔应力圆表示,如图3-9c所示。在στ直角坐标系中,按一定的比例,沿σ轴截取OB和OC分别表示σ3和σ1,以D为圆心,(σ1σ3)为直径作圆,从DC开始逆时针旋转2α角,得到DA线,其与圆周交于A点。从式(3-17)可知,图中A点的横坐标就是mn平面上的正应力σ,纵坐标就是剪应力τ。因此,库仑-莫尔圆可以表示岩石中一点的应力状态,圆周上各点的坐标就是该点在相应平面上的正应力和剪应力。这样,莫尔圆既可给出破裂发生时剪应力τ与正应力σ的具体数值,又可以表现出破裂发生的方向。
莫尔于1900年提出,当一个面上的剪应力τ与正应力σ之间满足某种函数关系数,即
储层岩石物理学
沿该面会发生破裂,这就是莫尔破裂准则,其中函数f的形式与岩石种类有关。这样,莫尔就把库仑准则一般化了。因为库仑准则在στ平面上代表一条直线,而莫尔准则代表στ平面上的一条曲线。该曲线常被称为破裂线,也有的书称其为强度线。莫尔的另一个贡献是,将库仑莫尔圆扩展到三维,做法为:在τσ平面上,莫尔圆以(σ1σ3)为直径,破裂线AB与该大圆相切则发生破裂,破裂面与最大主应力σ1方向的夹角为(π/2β),中等主应力σ2的大小对破裂发生条件及破裂面方位没有影响。利用三维莫尔圆,可以得出岩石内部任意平面上的法向应力与切向应力。做法是,根据研究平面与最大应力方向的夹角φ和其与最小主应力方向的夹角θ,在σ1和σ2构成的小圆内作出一条与σ轴成2φ角的半径(在本例中φ=30°,2φ=60°),在σ3和σ2构成的小圆内作一条与σ轴成2θ角的半径(在本例中2θ=75°),根据这两条半径分别与其圆周相交点的刻度,确定交点P,P点的纵、横坐标就是该平面上的切应力τ和正应力σ,如图3-10所示。
图3-10 三维莫尔圆
当τ=f(σ)为直线时,其与库仑准则是一致的,被称为库仑-莫尔准则,或库仑-莫尔强度线;实验表明,当岩石较软弱时,其强度曲线近似于抛物线形,此时莫尔破裂准则表为τ2=σt(σ+σt),其中σt为岩石单轴抗拉强度,当τ2≥σt(σ+σt)时,岩石破裂;当岩石较坚硬时,强度曲线近似于双曲线型,可表为τ2=(σ+σt)2tanη+(σ+σt)σt,其破坏判据为τ2≥(σ+σt)2tanη+(σ+σt)σt,其中 ,σc为单轴抗压强度。
(2)格利菲斯强度理论
莫尔强度理论将材料看作完整而连续的均匀介质,可实际上任何材料内部都会存在许多细微裂纹或裂隙,在应力作用下,这些裂隙周围(尤其在裂隙端部)将产生较大的应力集中,有时由于集中在局部产生的应力可以达到所加应力的100倍,故材料破坏主要取决于内部裂隙周围应力状态,材料的破坏往往从裂隙端部开始,并通过裂隙扩展而导致完全破坏。1920年,格里菲斯(Griffith)的经典论文使断裂力学研究取得了突破。格里菲斯考虑固体中受应力作用的一条孤立裂缝,根据经典力学和热力学的基本能量理论,提出了
裂纹扩散理论。在外力作用下,由材料内部应力集中而聚集起来的弹性势能大于使之沿裂隙扩展所做的功时,材料便沿裂隙开裂。如图3-11所示,材料内部原有一条长度为L的裂隙,在弹性势能U作用下产生长度为ΔL的裂隙扩展,释放的弹性势能为ΔU,则能量释放率(能量梯度,也称裂隙扩展p)G为
储层岩石物理学
裂隙扩展长度为ΔL时,所增加的表面能ΔS为
图3-11 裂缝扩展示意图
储层岩石物理学
式中:γ为单位面积(单位线长度)表面能。假定R为表面能增加率或裂隙扩展阻力,则有
储层岩石物理学
可见,只有当G≥R时,裂隙方得以扩展。所以G≥R即为裂隙扩展的能量准则。
下面来研究裂隙扩展的应力准则。
选取裂隙扩展方向为x轴,则y轴垂直于裂隙表面,裂隙端点处的应力为σx,σy和τxy。而裂隙椭圆周边的切向应力σb可以采用弹性力学中的英格里斯(Inglis)公式表示(凌贤长等,2002),可得到裂隙端点最大切应力为
储层岩石物理学
其中m=b/a是裂隙椭圆长半轴与短半轴的比值。必须说明一点,因为裂隙是一个拉长椭圆,裂隙端点的切应力是沿y轴方向的。这样,在σy>0条件下,式(3-22)采用负号方能取得负的σb值,即呈拉应力,当该应力大于σt(岩石单轴抗拉强度),裂隙端点就会出现新的破裂,引起裂隙的扩展。用主应力σ1,σ2和σ3表示σx,σy和τxy,可得到破裂角β(裂缝面与σ1夹角)的表达式
储层岩石物理学
这就要求(σ1-σ3)/2(σ1+σ3)≤1,即σ1+3σ3≥0。如果满足σ1+3σ3≥0条件,可用σy和τxy表示该强度准则 ,或者τ2xy≥4σt(σt-σy)。采用σ1和σ3表示,则为(σ1-σ3)2/(σ1+σ3)≥-8σt,这里出现负号,是因为岩石力学中张应力为负,出现张应力使岩石裂开。为满足上述破裂条件,要求σ1与σ3差别较大,当σ3=0,即单轴应力条件下,cos2β=1/2,于是有2β=60°,故破裂角β=30°;当σ3<0时,强度准则更容易满足,此时(σ1-σ3)/2(σ1+σ3)>1/2,故β<30°,因受到应力准则σ1+3σ3≥0的限制,其极限情况就是σ1+3σ3=0,此时cos2β=1,β=0;最常见的情况是σ3>0,这时(σ1-σ3)/2(σ1+σ3)<1/2,β>30°,如果σ1和σ3都很大,且岩石强度较小时,cos2β→0,即β→45°。
如果条件σ1+3σ3≥0得不到满足,则意味着岩石处于张应力环境,当σ3≤-σt时,岩石沿垂直于σ3的平面裂开。
如果以一定压力将液体泵入一个完整岩石的钻井中,一旦孔内液体压力大于当地应力场的作用力时,井壁岩石就将承受张应力,这个张应力等于或大于岩石的抗张强度,就会发生张性破裂,这种张性破裂面一定通过最大主应力轴,且垂直于最小主应力轴。
第一阶段,是整个初三第一学期时间。这个阶段时间大约五个月,约占整个初三复习的一半时间左右。这初三文科复习四忌
一忌抛开考纲,盲目复习。中考各科都有《考试说明》,学生首先应该依据《考试说明》,明确中考的考查范围和重点内容,再有针对性地进行复习。
二忌急于求成,忽视小题。有些学生认为文科需要背诵的知识点太多,而在中考中基础知识题的分值不高,所以索性就放弃了。他们不知道解决好基础知识,正是提高文科成绩的关键所在。
三忌支离破碎,缺乏系统。有些学生认为与理科相比,文科知识缺乏系统性和逻辑性,可以随意捡章节进行复习。其实文科复习应兼顾知识、能力、方法三个层次。
四忌浮光掠影,只重皮毛。有些学生只重视知识的背诵,缺乏专题性反思,不知道自己的涨分点在哪里。
第一阶段可以称为基础复习阶段。学校里每一个科目都在逐册逐章节地进行复习,我们自己也应该和学校的教师步伐一致,进行各科的细致复习。我们要充分利用这五个月,把每一科在中考范围内的每个知识点都逐章逐节、逐篇逐段,甚至农字逐句地复习到,应做到毫无遗漏。这个阶段,复习中切忌急躁、浮躁,要知道“万丈高楼增地起”,只有这时候循序渐进、查缺被漏、巩固基础,才能在中考中取得好成绩;只有这时候把边边沿沿、枝枝杈杈的地方都复习到,才能在今后更多的时间去攻克一些综合性、高难度的题目。
第二阶段从寒假至第一次模拟考试前,时间大约四个月。这个阶段是复习工作中的最宝贵的时期,堪称复习的“黄金期”。之所以这样说,是因为这个时期复习任务最重,也最应该达到高效率的复习。也可以将这个阶段称为全面复习阶段。 我们的任务是把前一个阶段中较为零乱、繁杂的知识系统化、条理化,找到每科中的一条宏观的线索,提纲挈领,全面复习。这个阶段的复习,直接目的就是第一次模拟考试。第一次模拟教育是中考前最重要的一次学习检验和阅兵,是你选报志愿的重要依据。一模成功,可以使自己信心倍增,但不要沾沾自喜;一模受挫,也不要恢心丧气,妄自菲薄。应该为一模恰当定位,在战略上藐视它,在战术上重视它。
第三阶段从一模结束至中考前,时间大约两个月。这是中考前最后的一段复习时间,也可以称为综合复习阶段。随着中考的日益迫近,有些同学可能心理压力会越来越重。因此,这个时期应当以卸包袱为一个重要任务。要善于调节自己的学习和生活节奏,放松一下绷得紧紧的神经。古人云:“文武之道,一张一弛”,在此时,第天不必复习得太晚,要赶快调整初三一年紧张复习中形成的不当的生物钟,以保证充沛的精力。另外,这个时期不必再做过多的过量的习题,更不应死抠难题和偏题,应该做少而精的练习。比如,花些工夫研究研究历年中考的题目,因为这些题目既是经过千锤百炼的精品,又是中考命题人意志的直接体现,可谓字字珠玑。在复习中,我们中做题应先易后难,选择题拿不准也不要放弃,选一个最可能的空填上等等。
以上我介绍的是我在初三时的复习计划和体会。我想,我们在复习中,更重要的是从一点一滴做起。“千里之行,始于足下”,我们也应该重视日常每天每周的复习安排。
在初三一年的复习中,我们应该注意合理安排每一天的复习时间。在紧张的复习过程中,每天可供我们自己利用的时间并不多,其中最长的一段时间大约就是每天晚饭后至睡觉前的三个多小时时间。能否利用好这段时间,是初三复习成败的关键。在这方面,我的体会是不要在一个晚上把五科全复习到,这样做只会不分主次、自找麻烦。试想,仅仅是不足四小时的短短的一段宝贵时间,怎么能经得起五科的轮番轰炸呢?因此,我建议大家在一个晚上专攻一门到两门,抓住重点,集中精力,以争取达到较高的学习效率。我在初三每天晚上复习时,周一定为数学日,周二定为英语日,周三定为物理日,周四定为语文日,周五定为化学日,每晚集中精力复习一门功课,长期坚持,效果不错。
除了以上所说,学习的方法与态度,以及考试的心态都是很重要的因素,很多人在考试时总考不出自己的实际水平,拿不到理想的分数,究其原因,就是心理素质不过硬,考试时过于紧张的缘故,还有就是把考试的分数看得太重,所以才会导致考试失利,你要学会换一种方式来考虑问题,你要学会调整自己的心态,人们常说,考试考得三分是水平,七分是心理,过于地追求往往就会失去,就是这个缘故;不要把分数看得太重,即把考试当成一般的作业,理清自己的思路,认真对付每一道题,你就一定会考出好成绩的;你要学会超越自我,这句话的意思就是,心里不要总想着分数、总想着名次;只要我这次考试的成绩比我上一次考试的成绩有所提高,哪怕是只高一分,那我也是超越了自我;这也就是说,不与别人比成绩,就与自己比,这样你的心态就会平和许多,就会感到没有那么大的压力,学习与考试时就会感到轻松自如的;你试着按照这种方式来调整自己,你就会发现,在不经意中,你的成绩就会提高许多;

这就是我的经验之谈,妈妈教给我的道理,使我顺利地度过了中学阶段,也使我的成绩从初一班上的30多名到初三时就进入了年级的前10名,并且没有感到丝毫的压力,学得很轻松自如,你不妨也试一试,但愿我的经验能使你的压力有所减轻、成绩有所提高,那我也就感到欣慰了;
最祝你学习进步! 以上时参考别人的,我感觉不错以下是我的建议
一·课上的效率一定要保持。
二·要跟着老师走,自己的学习任务不能和老师冲突,太自主不一定是好事。
三·多做题,一个类型一个类型的做,数理化可以先买套中考卷子作,一定要作出效果不然不如不作。把做错的题反复看。。


