岩石格利菲斯強度理論

簡介

岩石格利菲斯強度理論是一種廣為套用於礦山工程穩定性分析的理論。

1921年英國格利菲斯發現玻璃的實際強度比分子間的理論強度小得多，由顯微觀察發現玻璃中有許多細微裂紋，於是他假定玻璃的破壞是因微裂紋尖端發生拉應力集中而引起的。

1924年，格利菲斯將玻璃中的微裂紋近似地簡化為二維應力狀態中的扁平橢圓孔。導出了在二維應力作用下的破壞準則。

1962年，麥克林托克和瓦爾西將格林菲斯強度理論引入岩石力學，並認為微裂紋在一定的法向應力作用下將發生閉合，在裂紋面上產生摩擦力，從而修正了格利菲斯強度理論。

根據原始的二維格利菲斯理論岩石的單軸抗壓強度為抗拉強度的8倍，根據修正的二維格利菲斯理論，岩石的單軸抗壓強度為抗拉強度的10倍，而由三維的格里菲斯理論，岩石的單軸抗壓強度為抗拉強度的12倍。此理論已廣為套用於礦山工程穩定性分析。

岩石各向異性是岩石物理力學性質之一。指岩石在不同的方向上具有不同的物理力學性質的現象。岩石是由礦物顆粒的集合體組成的。大部分礦物是結晶體，具有各種不同的結構，所以岩石的物理、力學性質隨不同方向而異。如彈性模量、泊桑比、導傳熱性、光的傳播、光的折射、導電性、導磁性、聲波傳播速度等。

岩石堅固性指在採礦工程中岩石難於或易於破碎或維護的性質。人們在採礦實踐中認識到有的岩石容易破碎。有的則難，有的易於維護，有的則容易冒落，於是產生岩石堅固性的概念。

各種反映破碎岩石難易的指標，都可以用來度量岩石的堅固性，尚無統一的指標。岩石堅固性基本上分為3類：

(1)岩石的物理力學性質，如各種力學強度。點載強度，聲波速度，各種硬度指標、各種破碎比能，斷裂韌度等。

(2)模擬採礦破碎工況的種種指標，如微型鑽速。鑿碎幣能耗，切削載荷等。

(3)破碎生產作業的效率，工具器材的單耗。如鑽眼速度，爆破1m礦岩所消耗的炸藥量，釺頭磨損，截割速度等。也可用多種指標綜合表示。

岩石堅固性是準確設計採礦工程的前提，是正確選用設備與工作參數的依據。也是實行管理科學化的基礎。