岩体力学期末考试复习资料
《岩体力学》期末考试复习提纲
《岩体力学》期末考试复习提纲第一章1. 何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？2. 岩体力学采用的研究方法有哪些？第二章3. 何谓岩块？岩休？试比较岩块、岩休与土的异同点。
4. 岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？5. 何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？6. 岩体力学研究岩块有何实际意义？7. 何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪儿类？各有什么特点？8. 剪性结构面有何特征？为什么岩体屮以剪性结构面数量最多？9. 何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？10. 结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？11. 何谓岩休分类？主要有哪儿种分类方法？分类指标是什么？12. RMR 值和Q 值根据哪些指标确定？如何求取？第三章13．何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？第四章14. 岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？15 . 常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？16 . 何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？17. 试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。
1 8. 何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的木构关系如何？19 . 何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石一点是否破坏？笫五章20. 分别总结结构而的法向变形与剪切变形的主要特征？21. 结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各口如何确定？22. 总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征）第六章23. 原位岩体的力学试验与岩块力学试验在木质上有什么区别？24. 岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？25. 常见确定岩体变形参数的原位试验冇哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基木原理是什么？26. 岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？27. 在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？28. 原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？29．工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区另?第七章30. 何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？31. 岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？32. 岩体屮的天然应力冇哪些基本特征？彩响因素有哪些？33. 常见的实测天然应力的方法有哪些？各口的基木原理如何？第八章34. 何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题冇哪些？35. 以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。
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岩体力学复习资料1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。
3、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
4、蠕变：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象。
5、结构面：指在地质历史发展过程中，岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。
又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。
6、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或运动称为崩塌。
7、滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。
8、剪胀：在剪应力作用下，模型上半部沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动。
这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。
剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。
9、岩石质量指标（RQD）：指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
10、岩石的长期强度：岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度11、流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。
12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。
13、结构面类型：按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。
14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。
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岩体力学复习资料一、简答题（5×4′）1、什么是岩石的全应力应变曲线？岩石在单周压缩荷载作用下，应变随应力变化的关系曲线，包括（1）空隙裂隙压密阶段；（2）弹性变形阶段；（3）微弹性裂隙稳定发展阶段；（4）非稳定破裂发展阶段；（5）破坏后阶段。
2、岩石的蠕变？岩石的应力保持不变，应变随时间增加而增长的现象。
3、岩体的结构面？是指地质过程中在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带，又称为不连续面或带。
4、RQD法？取值方法？钻探取芯的岩芯完整程度与岩体的原始裂隙、硬度、均质性等状态相关，钻探取芯的岩芯复原率（岩芯采取率）可表征掩体质量，该表征指标称之为岩体质量指标（RQD）; RQD=Lp/L×100%(Lp:大于10cm的岩芯累计长度；L：岩芯取芯进尺总长度。
5、地应力？地应力是指存在于地层中未受扰动的天然应力，也称原岩应力、岩体初始应力或绝对应力。
6、岩石的渗透性？岩石在一定的水力梯度（I）或压力差作用下，水渗透或穿透岩石的能力。
7、岩爆？处于高地应力状态下的围岩，在地下洞室开挖过程中，由于洞室周围应力集中而引起岩体贮存大量的弹性应变能得到突然释放，致使围岩向着临空方向产生脆性爆裂以弹性迸发出声响的一种动力地质现象。
8、岩石的松弛？是指应变保持不变时，应力随时间的增加而减小的现象。
9、新奥法？在岩体或土体中设置的以使地下洞室的周围岩体形成一个中空筒状支撑环结构为目的地设计施工方程，利用围岩的自承作用支撑隧道。
二、简答题（6×6′）1、岩石与岩体的区别与联系。
岩石是由矿物+岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成德自然物体，岩体是由岩石、地质部连续面和不连续面内填充物组合成的天然地质体，岩体由于结构面的存在强度远低于岩石的强度。
2、岩石的强度有哪几种类型；由那几个实验确定其特征值?岩石的强度有：单轴抗压强度（单轴压缩实验）、抗拉强度(直接拉伸试验法，劈裂试验法，点载荷试验法，抗弯法试验)、抗剪强度（抗剪断试验）、三轴抗压强度（真三轴加载实验，常规三轴加载实验）。
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三、简答题1.简述影响岩石单轴抗压强度的主要因素。
答：（1）承压板队单轴抗压强度的影响承压板的影响主要反映在以下几方面：①试件与承压板之间的摩擦力；②当承压板的刚度很大时，其接触面的应力分布很不均匀，呈山字型；当承压板的刚度较小，呈柔性钢板时，则岩石断面的应力分布为抛物线形。
这将影响整个试件的受力状态。
因此，应该尽可能采用与岩石刚度相接近的材料。
（1分）（2）岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响①形状影响：方形试件的四个边角会产生很明显的应力集中现象，这将影响整个试件在受力后的应力分布状态。
且加工困难，不易达到有关加工精度的要求，因此尽量选用圆柱形试件。
②尺寸影响：研究表明，岩石试件直径在大于最大矿物颗粒直径的10倍以上，强度比较稳定，因此，一般取试件直径5cm 且直径大于最大矿物颗粒直径的10倍的岩石试件作为其标准尺寸。
③岩石试件的高径比：经反复研究，当h/d ≥（2－3）时强度已趋于稳定，因此国际上一般采用高径比为2:1的试件。
（2分）（3）加载速率的影响岩石的强度一般随加载速率的提高而提高，在很高的速率下，如冲击等试验求得的强度甚至可以达到数倍慢速率的结果。
我国一般将速率控制在0.5~1MPa/s之间，且按岩石的软硬不同可取不同的加载速率。
（1分）（4）环境对强度的影响①水的影响，含水量越多强度越低，对软岩表现得更为明显。
②试验一般是在常温下进行的，温度对强度的影响不大，但在加温下，可使矿物结晶水份发生变化，使强度降低（1分）1.写出3种基本岩石力学模型代表物理元件名称、变性特征、本构方程和应力应变图形。
答：（1）弹性介质模型弹性变形通常用一个具有一定刚度的弹簧来表示。
如图所示，它将表现岩石的应力——应变在卸载时可恢复且呈线性关系的特性。
表达式：εσE = （1分）（2）塑性介质模型利用一个滑块在平面上滑动来表征岩石的塑性变形。
当作用在滑块上的外力超出屈服应力时，滑块将产生滑动。
滑动量即为塑性变形量。
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岩体力学期末考试复习资料第一章岩体地质与结构特征1、结构面：是指地质历史发展中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。
2、岩体：在地质历史中形成的由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存与一定的天然应力和地下水等地质环境中的地质体，是岩体力学研究的对象。
3、结构面的分类（1）根据地质成因类型分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；（2）根据力学成因类型分为张性结构面、剪性结构面；（3）根据结构面的规模和分级为五级；1）I级结构面：延伸几km〜几十km以上，破碎带宽度几十m以上的大断层，对区域构造起控制作用。
2）II级结构面延伸再m~几km破碎带宽度几~几十mm的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等，对山体稳定起控制作用。
3）III级结构面延伸几百m的断层、接触带、风化夹层等，宽度小于1m,对岩体稳定起控制作用。
4）W级结构面：延伸在几十m范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。
5）V级结构面：延伸差，无厚度，随机分布的隐裂隙等细小结构面，影响岩石质量。
4、结构面的基本特征（1）方位（产状）：结构面在空间的分布状态，用倾向、倾角表示。
（2）间距：相邻结构面之间的垂直距离。
线裂隙率Ks：沿测线方向单位长度上结构面或裂隙的条数。
（s为结构面平均间距）1Ks=—s面裂隙率Ka：单位测量面积中裂隙面积所占的百分率。
Ka=各裂隙面积（长*宽）之和义100%所测量的岩体面积体积裂隙率Kv：单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率。
Kv=各裂隙体积（长*宽*厚）之和x100%s所测量的岩体体积°单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。
（3）延续性：表征结构面的展布范围和延伸长度。
（4）粗糙度：指结构面侧壁的粗糙程度，用起伏度和起伏差表示。
形态:台阶形;波浪形;平直形；剖面类型:粗糙的;平坦的;光滑的。
（5）结构面侧壁强度:与岩石类型和岩体风化或蚀变有关。
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岩体⼒学复习资料1.孔隙⽐：空隙的体积与固体的体积的⽐值2.孔隙率：岩⽯试样中孔隙体积与岩⽯试样总体积的百分⽐3.吸⽔率：⼲燥岩⽯试样在⼀个⼤⽓压和室温条件下吸⼊⽔的重量与岩⽯⼲重量之⽐的百分率4.渗透性：指在⽔压⼒作⽤下，岩⽯的孔隙和裂隙透过⽔的能⼒5.抗冻性：岩⽯抵抗冻融破坏的性能6.扩容：岩⽯在荷载作⽤下在其破坏之前产⽣的⼀种明显的⾮弹性体积变化7.流变：岩⽯在⼒的作⽤下发⽣与时间相关的变形的性质8.蠕变：在应⼒为恒定的情况下，岩⽯变形随时间发展的现象9.松弛：在应变保持恒定的情况下，岩⽯的应⼒随时间⽽减少的现象10. 弹性后效：在卸载过程中弹性应变滞后与应⼒的现象11. 长期强度：岩⽯的强度随外荷载作⽤时间的延长⽽降低，通常把作⽤时间t→∞的强12.度称为岩⽯的长期强度.13. 岩⽯的三向抗压强度：岩⽯在三向压缩荷载作⽤下达到破坏时所能承受的最⼤压应⼒14. 影响岩⽯强度的主要试验因素：端部效应，试件的形状尺⼨，加载速度15. 什么是岩⽯的全应⼒—应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试验机不能得出岩⽯的全应⼒—应变曲线？全应⼒—应变曲线分为四个阶段即Ⅰ曲线稍微向上弯曲，属于压密阶段，这期间岩⽯中初始的微裂隙受压闭合；Ⅱ接近于直线，近似于线弹性⼯作阶段；Ⅲ曲线向下弯曲，属于⾮弹性阶段，主要是在平⾏于荷载⽅向开始逐渐⽣成新的微裂隙以及裂隙的不稳定；Ⅳ应变软化阶段5默察阶段符合压⼒机刚度⼤于试件刚度的压⼒试验机称为刚性压⼒机试验。
压⼒机的特性对岩⽯破坏过程有很⼤影响，压⼒机在对试件加压的同时本⾝变形也相当⼤，⽽当试件破坏来临时，积蓄在压⼒机内的能量突然释放出来，从⽽引起试验系统集聚变形，试件碎⽚猛烈飞溅。
16. 简要叙述库伦、莫尔和格⾥菲斯岩⽯强度准则的基本原理及其之间的关系？库伦：若⽤σ和τ代表受⼒单元体某⼀平⾯上的正应⼒和剪应⼒，则这条准则规定：当τ达到如下⼤⼩时，该单元就会沿此平⾯发⽣剪切破坏，即▏τ▕=fσ+c莫尔：在极限时滑动⾯上的剪应⼒达到最⼤值τf ，并取决于法向压⼒和材料的特性τf =f（σ）格⾥菲斯：假定材料中存在许多随机分布的微⼩裂隙，材料在荷载作⽤下，裂隙尖端产⽣⾼度的集中应⼒。
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岩体力学复习零章．绪论岩石：是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自型物体。
岩石有其自身的矿物成分、结构与构造，岩石中的矿物成分和性质、结构、构造等的存在和变化，都会对岩石的物理力学性质发生影响。
岩体：是地质体的一部分。
它位于一定的地质环境之中，是在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带、接触带、片理等）分割下形成的有一定结构的地质体。
岩体=岩石+结构面（不连续面：包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面）岩体的特点：岩体是不连续的；是非均质的；是各向异性的岩体结构：结构面与结构体的排列组合形式岩体力学：是研究岩体在各种力场作用下变形和破坏规律的科学。
岩体力学研究内容：（1）岩石、岩体工程地质特征的研究；1.岩体的地质特征及其对岩体变形破坏机制的影响；2.岩石组成及结构面的几何特征对岩体力学性质及其时空变化的影响；3.岩体赋存的地质环境及其对岩体力学性质的影响；4.总结岩体在天然情况下的变形破坏规律预测在工程力作用下的变形和稳定性。
（2）岩石、岩体基本力学性质的研究；1.岩石、岩体的变形和强度特征以及表征它们的指标；2.岩石、岩体的变形破坏机制、本构方程、破坏准则；3.荷载条件、时间、温度等对岩石、岩体变形和强度的影响；4.岩石、岩体力学性质的试验、现场测试方法、技术。
（3）岩体天然应力分布及测量理论、方法的研究；（4）地下硐室围岩稳定性研究；1.地下开挖引起的应力重分布；2.围岩在重分布应力下的变形和破坏；3.作用于支护上的围岩压力；4.围岩变形和破坏的监测方法；5.围岩的加固理论和方法；（5）岩基(厂基、桥基、坝基)稳定性研究；1.在工程力作用下岩基应力分布；2.岩基承载力；3.坝基抗滑稳定性及坝肩稳定性；（6）天然及人工边坡稳定性研究；1.斜坡应力分布及变形破坏机制；2.斜坡稳定性；（7）数值方法在岩体力学中的应用研究；（8）工程岩体的模型、模拟试验研究；（9）各种新技术、新方法在岩体力学中的应用研究。
岩体力学期末考试最新知识点
1.岩体力学：是研究岩体和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。
2.岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。
3.岩体：一定工程范围内的自然地质体。
4.岩石和岩体的不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。
5.岩石的结构：组成岩石最主要的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况。
6.岩石的构造：指组成岩石的成分在空间分布及其相互间的排列关系。
7.岩石按成因分：岩浆岩、沉积岩、变质岩8.岩体结构的两大要素：结构体和结构面9.岩体的力学特征：不连续性、各向异性、不均匀性、赋存地质因子特性、残余强度特性10.岩体力学的研究任务：1、基本原理方面2、实验方面3、实际工程应用方面4、监测方面11.岩石的质量指标：指描述岩石质量大小有关的参数，通常采用岩石单位体积质量的大小表示，包括岩石的密度和颗粒密度。
12.岩石的密度：指岩石试件的质量与岩石试件的体积之比13.岩石的颗粒密度P s：岩石固体物质的质量与固体的体积之比（P s=m s/V c）14.岩石的孔隙性：是反应了岩石中微裂隙发育程度的指标。
15.岩石的吸水率：指岩石吸入水的质量与试件固体的质量之比16.岩石的吸水率分为：自由吸水率3a和饱和吸水率3saasa17.软化系数：指岩石饱和单轴抗压强度的平均值与干燥状态下的单轴抗压强度平均值的比值18.岩石的膨胀特性：通常以岩石的自由膨胀率、岩石的侧向约束膨胀率、膨胀压力19.岩石的单轴抗压强度：指岩石试件在无侧限条件下，受轴向里作用破坏时，单位面积承受的最大荷载，即R c=P/A20.岩石的抗拉强度：指岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时单位面积所能承受的最大拉力21.岩石抗拉强度试验方法：1、直接拉伸法2、抗弯法3、劈裂法4、点荷载试验法22.岩石的剪切强度：指岩石在一定的应力条件下所能抵抗的最大剪应力23.岩石抗剪强度的试验方法：1、抗剪断试验2、抗切试验3、弱面抗剪切试验24. --------------------------------------------------------- 三向压缩应力作用下的破坏形式：低围压劈裂；中围压斜面剪切；高围压---塑性流动25.岩石模量有：初始模量、切线模量、割线模量26.脆性破坏：指应力超出了屈服应力后不表现出明显的塑形变形特性，这类破坏是脆性破坏27.扩容：指岩石受到外力作用后，发生非线性的体积膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的28.岩石的流变性包括：1、岩石的蠕变2、岩石的应力松弛3、岩石的长期强度29.蠕变：是指岩石在恒定的外力作用下，应变随时间的增长而增长的特性，也称作徐变。
岩体力学期末复习知识总结
4.c-d段σ—εa曲线斜率迅速减小，岩石体积膨胀加速，变形随应力迅速增长。至d点，应力达最大值。D点的应力值称峰值强度或单轴极限抗压强度。
5.d点以后岩石并不是完全拾取承载力，而是保持较小的数值，即为残余强度。
刚性压力机：用岩石试件的变形作为控制变量，并用着一信号的反噬来控制机器压板的位移速率或加速速率的压力机。
单调加载：岩石在峰值前承受的荷载一直增加。它可分为等加载速率加载和等应变速率加载两种方式。循环加载：逐级循环加载：指在试验过程中，当荷载加到一定值时，将荷载全部卸除，然后又加载至比原来卸载点高的压力值，再卸载，如此不断循环的加载方式。反复循环加载：指在同一压力水平上反复加、卸的加载方式。弹性滞后：卸载后，大部分变形很快恢复，但还有一部分变形要经过一段时间才能恢复，这时卸载曲线与加载曲线不重合的现象。残余变形：卸载后，变形不能完全恢复，不能恢复的变形。
粗糙起伏结构面的抗剪强度有什么基本特点？
规则锯齿状结构面抗剪强度：1：正应力较小时，发生剪涨现象，结构面的抗剪强度较小，由于运动方向与剪力方向偏离：τ=σtg（φb+i）2：正应力较大时，不再发生剪涨现象，结构面的抗剪强度不再取决于锯齿表面的摩擦阻力，是由结构面两壁岩石的抗剪强度决定：τ=σtgφ+c二．不规则起伏结构的抗剪强度：受结构面粗糙度，结构面所受正应力大小，及结构面两壁岩石的影响。
稳定性系数：时滑动面上可利用的抗剪力与维持平衡所需要的极限抗剪力之比值。用他来说明相对给定滑动面的岩体稳定程度。
RQD值：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
《岩体力学》期末考试题库(最新版)
《岩体力学》期末考试题库（最新版）一、名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判拯10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、儿何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度二、填空题1.表征岩右抗剪性能的基本指数是（）和（）。
2.如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基木指标是（）和（）。
3.岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的壇加，变形总量逐次（），变形增量逐次（）。
4.所谓洞室围岩一般是指洞室周圉（）倍半径范围内的岩体。
5.边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（）、（）和（）三种类型。
6.垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（），弹性模量（）；顺层面加压时的抗压强度（），弹性模量（）。
7.莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（）应力和（）应力有关，而与（）应力无关。
8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏而的法线与最大主应力Z 间的夹角总是等于（）的；而破坏血乂总是与中间主应力（）。
岩体力学复习参考资料完整版
名词解释：红色，加粗，楷体。
简答的题：蓝色，宋体，加粗。
填空的题：粉色，黑体，加粗。
选择的题：绿色，行楷，加粗。
第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。
（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。
第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体是指地质历史过程中形成的， 由岩块和结构面网络组成的， 具有一定的 结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
是岩体力 学研究的对象。
（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。
3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。
1.2 岩块及其特征一、概念：岩块指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元 体。
（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。
三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情 况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。
四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。
2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。
3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。
5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。
1.3结构面特征一、概念：结构面（Structural Plane） 指地质历史发展过程中，在岩体 内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。
岩石力学重要知识点总结,期末考试复习
第一章1.岩石力学：固体力学的分支，研究岩石在不同物理环境的力场中产生力学效应的学科，也称为岩体力学。
研究对象：岩石与岩体2.岩石：地质作用下矿物或岩屑按一定规律聚集形成的自然物体。
可以有微小裂纹、间隙、层理等缺陷，但没有弱面，是较完整的岩块。
3.影响岩石的力学和物理性质的三个重要因素：（1）矿物：构成岩石的自然元素和化合物，如方解石、石英、云母等。
（2）结构：构成岩石的物质成分、颗粒大小和形状、相互结合情况。
（3）构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系。
4. 岩石按成因分类（1）岩浆岩：岩浆冷凝形成，也称火成岩。
大数由结晶矿物组成，成分和物性均一稳定，强度较高。
代表：玄武岩、花岗岩。
（2）沉积岩：母岩经风化剥蚀、搬运、海湖沉积、硬结成岩，由颗粒和胶结物组成，显著层状特点。
力学特性与矿物、岩屑、胶结物、沉积环境相关。
代表：砾岩、砂岩、石灰岩。
（3）变质岩：地壳中母岩受变质作用(高温、高压及化学流体)形成。
力学性能与母岩性质、变质作用及变质程度有关。
代表：大理岩、石英岩。
注：沉积岩和变质岩的层理构造产生各向异性特征，应注意垂直及平行于层理构造方向工程性质的变化。
5. 岩体：在地质环境中经受变形、破坏，具有一定结构的地质体。
包括岩石结构体和一定的结构面(地质构造形迹)，强度远小于岩石。
6.岩体结构要素：结构面和结构体（1）结构面：一定方向，延展较大，厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面和不连续面，如断层、节理、层理、片理、裂隙等。
结构面产状、切割密度、粗糙度和黏结力、填充物性质等是评定岩体强度和稳定性能的重要依据。
（2）结构体：四周被不同产状结构面分割包围的岩块。
常见的结构体形式：块状、柱状、板状、菱形、楔形等。
7. 岩体结构类型及特征8.岩体特征（1）岩体是非均质各向异性材料；（2）岩体内存在着原始应力场。
主要包括重力和地质构造力，重力应力场以铅垂应力为主，构造应力场是以水平应力为主。
（3）岩体内存在着一个裂隙系统。
岩石力学期末复习总结
岩石力学期末复习总结岩石力学期末复习一、知识点部分1.线密度K"：指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数2.粗糙度：可用粗糙系数JRC表示，随粗糙度的增大，结构面的摩擦角也增大3.结构面填充分类：薄膜填充、断续填充、连续填充、层厚填充4.疲劳强度：疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。
5.流变：在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化的现象6.弹性后效：弹性后效指的是材料在弹性范围内受某一不变载荷作用，其弹性变形随时间缓缓增长的现象。
在去除载荷后，不能立即恢复而需要经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状，应变恢复总是落后于应力7.三轴压缩强度：试件在三向应力作用下能抵抗的最大轴向应力i.σ$%=$'()*?$,()*?σ-+2C$'()*?$,()*?ii.σ$%=σ-tan445°+?4+2C tan(45°+?4)8.RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数9.本构关系（名词解释）：指岩体在外力作用下，应力或应力速率与其应变或应变速率的关系10.强度理论：采用判断推理的方法，推测材料在复杂应力状态下破坏原因，从而建立强度准则的假说11.典型岩体变形的本构规律1)弹性均质完整结构岩体变形本构规律2)弹性均质断续结构和碎裂结构岩体变形本构规律3)黏弹性材料块状或平卧层状完整结构岩体变形本构规律12.围岩压力：地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力13.形变围岩压力：由于围岩塑性变形，如塑性挤入、膨胀内鼓、弯折内鼓等形成的挤压力14.松动围岩压力：由于围岩拉裂塌落、块体滑移及重力坍塌等破坏引起的压力15.冲击围岩压力：由岩爆形成的一种特殊围岩压力16.岩爆：在具有高天然应力的弹脆性岩体中，进行各种有目的的地下开挖工程时，由开挖卸载及特殊地质构造作用引起开挖周边岩体中应力高度集中，岩体中积聚了很高的弹性应变能。
岩体力学复习资料
复习资料1.裂隙度：沿着某个取样线方向，单位长度上节理数量。
K=n/l2.结构面法向刚度：结构面产生法向变形所需的力。
法向弹性变形：δ=1.8σd^2/nEh3.岩石耐崩解性指数：反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。
（将试块放入带有筛孔的圆筒内，使圆筒在水槽中以20r/min转10分钟，然后将留在圆筒内的岩块取出烘干，反复进行）4.围岩压力：开挖后岩体作用在支护上的压力。
分类：松动压力、形变压力、冲击压力、膨胀压力5.松动压力：松动的岩体或者施工爆破所破坏的岩体等在自重的作用下，掉落在洞室上的压力6.围岩：由人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体。
围岩的二次应力状态就是指经开挖后岩体在无支护条件下，经应力调整后达到新的平衡的应力状态。
7.RQD：以修正的岩芯采取率确定的，采取岩芯采取率总长度与钻孔在岩层中的长度之比。
8.切割度：评价节理分割岩体程度的一个参数。
X=a/A爬坡效应:σ<σT,t=σtan(φ+β) 切齿效应：σ>σT,t=c+σtanφ+β9.边坡岩体的破坏形式：崩塌、滑坡、岩块流动、岩层曲折10.结构面发育的密集程度判断:1.产状2.间距3.延展性（持续性）4.粗糙度和起伏度5.结构面面壁强度6.结构面的开度和充填物 7.结构面的渗透性8.结构面的组数和岩块尺寸11.影响岩体初始应力状态因素：1.地形2.地质构造形态3.岩体力学性质4.水5.温度12.岩石抗拉强度方法：1.直接拉伸法2.抗弯法3.劈裂法4.点荷载试验法13.RMR：岩石抗压强度R1，岩石质量指标R2，节理间距R3，节理状态R4，地下水状态R5，修正系数R614.洞室围岩压力的基本类型：松动压力、形变压力、冲击压力、膨胀压力15.岩体初始铅垂应力计算方法：σz=rH16.岩石在做单向压缩实验的破坏形式：1.圆锥形破坏2.柱状劈裂破坏17.岩石的流变特性：岩石的蠕变、岩石的应力松弛、岩石的长期强度18.平面应力应变问题：一般将受二向应力作用的问题简化为平面应力问题；由于结构的限制，使其在某一方向上的应变为零的状态，简化为平面应变问题。
岩体力学期末考试重点
期末考试试题一、名词解释1.岩石的孔隙率：岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值的百分比。
2.岩石软化系数：岩样饱水状态的单轴抗压强度与自然风干状态单轴抗压强度的比值。
3.单轴抗压强度：是指岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。
4.单轴抗拉强度：是指岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。
5.岩石的各项异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向的不同而表现出差异的现象。
6.岩石的扩容：是指岩石在荷载作用下，在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。
7.岩体的完整性系数：岩体与岩石的纵波速度之比的平方。
8.岩石质量指标：长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。
9.围岩-支护共同作用：是指共同体两方面的耦合作用和互为影响的情况。
10.岩石的弹性：是指岩石在外力作用下发生变形，当外力去除时，又恢复到原来的状态。
11.蠕变：当应力保持不变时，变形随时间增加而增长的现象。
12.松弛：当应变保持不变时，应力随时间增加而减小的现象。
二、填空1.结构体和结构面称为岩体结构单元或岩体结构要素。
2.结构面三种类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面。
3.岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。
岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。
沉积岩：火山碎屑岩、胶结碎屑岩、黏土岩、化学岩和生物化学岩。
变质岩：接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩。
4.通过试件所确定的各种岩石强度指标值受以下因素的影响：试件尺寸、试件形状、试件三维尺寸比例、加载速率、湿度5.岩石变形：弹性变形、塑性变形、黏性变形6.单轴压缩条件下岩石变形特征：（1）孔隙裂隙压密阶段（2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段（3）非稳定破裂发展阶段（累进性破裂阶段）（4）破裂后阶段。
7.地应力成因：大陆板块边界受压引起的应力场、地幔热对流引起的应力场、由地心引力引起的应力场、岩浆侵入引起的应力场、地温梯度引起的应力场、地表剥蚀产生的应力场8.地应力分布的规律：○1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数、○2实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量、○3水平应力普遍大于垂直应力、○4平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同、○5最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系、○6最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性、○7地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风华、岩体结构特征，岩体力学性质、温度，地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大。
岩体力学 复习资料
第二章1、颗粒密度(ρs)ρs= ms/Vs2、块体密度(ρ)ρ=m/V注意：（1）ρs 与ρ的区别 (ρs>ρ)（2）ρs 与ρ的单位 （g/cm3 kg/m3）（3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法或蜡封法）干密度 饱和密度 6、水理性质1.吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示2.饱和吸水率Wp是指岩石试件在高压(一般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即 反映岩石总开空隙的发育程度。
可间接判定岩石的抗风化能力和抗冻性饱水系数岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。
它反映了岩石中大、小开gργ=V m s d =ρ（108℃烘24h ） V V m v s s at ωρρ+=（浸水48h ） %1001⨯=sw a m m W %1002⨯=s w p m m W %100d d 00W p W V V n w p V ρρρ==⨯= %100d d a w a Vb b W W V V n ρρρ==⨯=饱水系数越大，说明常压下吸水后余留的空隙越少，岩石越易被冻胀破坏，抗冻性差4.软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，大开空隙较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。
KR ＞0.75，岩石的软化性弱，工程地质性质较好KR ＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差 抗冻系数(Rd)：反复冻融后与冻融前干抗压强度之比，用百分数表示 质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1－ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示 Rd ＞75％，Km ＜2％，抗冻性高吸水率Wa ＜5％、软化系数KR ＞0.75，饱水系数小于0.8的岩石，抗冻性高。
7.岩石的透水性：在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。
岩体力学复习
岩体力学复习 2.0(总9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-1、基本概念岩体力学:研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的学科。
岩体:在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
结构面:地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。
结构体:被结构面切割围限的岩石块体。
岩块：不含显着结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元。
硬性结构面:岩块间呈刚性接触的无任何充填的结构面（百度的）软弱结构面: 力学强度明显低于围岩，一般填充有一定厚度软弱物质的结构。
吸水率:岩石试件在大气压力和温室条件下自由吸入水的质量m w l与岩样干质量m s之比。
饱和吸水率:岩石的饱和吸水率Wp指岩石试件在高压或者真空条件下吸入水的质量m w2与岩样干质量m s之比饱水系数:岩石的吸水率Wa与饱和吸水率Wp之比。
软化系数:岩石浸水饱和后强度降低的性质，用Kp表示。
质量损失率:冻融试验前后干质量之差与试验前干质量之比。
渗透系数: 表征岩石透水性的重要指标，其大小取决于岩石中空隙的数量、规模及连通情况。
自由膨胀率:岩石试件在无任何约束的条件下浸入水后所产生膨胀变形与试件原尺寸的比值。
侧向约束膨胀率:将具有侧向约束的试件浸入水中，使岩石试件仅产生轴向膨胀变形而求得的膨胀率。
膨胀压力:岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。
流变:在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化的现象。
蠕变:岩石在恒定的荷载作用下，其变形随时间而逐渐增大的性质。
松弛:当应变不变时，应力随时间增加而减小的现象弹性后效:加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。
单轴抗压强度:在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压力称为单轴抗压强度。
三轴压缩强度:试件在三向压应力作用下能抵抗的最大轴向应力称为三轴压缩强度。
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岩石力学第一章1•岩石：是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体。
2•岩体：是指在一定地质条件下，含有诸如利息，结里，断层，层理等不连续的结构面组成的现场岩石第二章1•岩石的物理性质指标：容重和密度，比重，孔隙率，吸水率和饱水率，抗冻性2岩石的热学和电学性质：容热性，导热性，热膨胀性，导电性3.岩石的抗风化指标：抗冻性4.岩石与水有关的性质：渗透性，崩解性，膨胀性，软化性5.岩石结构面的类型：原生结构面，构造结构面，次生结构面原生结构面：就是指在成岩过程中形成的结构面构造结构面：指岩体受构造应力作用所产生的破裂面和破碎带。
包括构造节理，层理，劈里以及层间错动面等次生结构面：指岩体受卸荷作用，风化作用和地下水活动所参数的结构面，如卸荷裂隙，风化裂隙及次生夹泥，泥化夹层等结构面的自然特征：结构面的规模（I . n .川.w级），结构面的物质组成，结构面的结合状态和空间分布以及密集程度（①结构面的困数②单位体积的结构面数目）等6.岩石质量指标RQD是根据修正的岩心采取率来决定的。
修正的岩心采取率：指将钻孔中直接获取的岩心总长度，在扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，在与钻孔总进尺之比。
引去规定计算岩心长度时，只计算大于100m坚硬和完整的岩心。
RQD是一种比岩心采取率更灵敏，更适合的指标。
RQD只是一项分类的重要因素，而不是决定性因素。
岩石工程分类：按岩石强度分类：硬质岩，中等坚硬岩，软质岩。
按完整岩块的强度等级分类： A B CD E按完整岩块的模量比等级分类：H、ML完整岩块的工程分类：AH、BH、CH…等15第三章1.岩石的破坏形式及其特点①脆性破坏：岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏；可能是由于岩石中裂隙的发生和发展的结果。
②延性破坏：岩石在破坏之前的变形很大，且没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形，流动或挤出。
③弱面剪切破坏：由于岩层中存在节理，裂隙，层理，软弱夹层等软弱结构面，岩层的整体性受到破坏。
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岩体力学期末考试复习资料第一章岩体地质与结构特征1、结构面：是指地质历史发展中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。
2、岩体：在地质历史中形成的由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存与一定的天然应力和地下水等地质环境中的地质体，是岩体力学研究的对象。
3、结构面的分类（1）根据地质成因类型分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；（2）根据力学成因类型分为张性结构面、剪性结构面；（3）根据结构面的规模和分级为五级；1)Ⅰ级结构面：延伸几km~几十km 以上，破碎带宽度几十m 以上的大断层，对区域构造起控制作用。
2)Ⅱ级结构面：延伸几百m~几km，破碎带宽度几m~几十mm 的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等，对山体稳定起控制作用。
3)Ⅲ级结构面：延伸几百m 的断层、接触带、风化夹层等，宽度小于1m，对岩体稳定起控制作用。
4)Ⅳ级结构面：延伸在几十m 范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。
5)Ⅴ级结构面：延伸差，无厚度，随机分布的隐裂隙等细小结构面，影响岩石质量。
4、结构面的基本特征（1）方位（产状）：结构面在空间的分布状态，用倾向、倾角表示。
（2）间距：相邻结构面之间的垂直距离。
线裂隙率Ks：沿测线方向单位长度上结构面或裂隙的条数。
(s为结构面平均间距)Ks=1 s面裂隙率Ka:单位测量面积中裂隙面积所占的百分率。
Ka=各裂隙面积(长∗宽)之和所测量的岩体面积×100%体积裂隙率Kv:单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率。
Kv=各裂隙体积(长∗宽∗厚)之和s所测量的岩体体积×100%单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。
（3）延续性：表征结构面的展布范围和延伸长度。
（4）粗糙度：指结构面侧壁的粗糙程度，用起伏度和起伏差表示。
形态: 台阶形; 波浪形; 平直形；剖面类型: 粗糙的; 平坦的; 光滑的。
（5）结构面侧壁强度:与岩石类型和岩体风化或蚀变有关。
（6）张开度：指结构面相邻岩壁间的垂直距离，用插尺测定。
（7）充填物：指充填于结构面相邻岩壁间的物质。
1)机械充填（砂、粘土、粉土、角砾等）2)胶结充填（方解石、石英、石膏）3)敷膜式充填（钙膜、泥膜、铁锰渲染）充填物厚度(t)与起伏差(h)之比:t > h :填充物决定结构面力学性质；t < h :侧壁特征决定结构面力学性质。
（8）渗流；（9）节理组数；（10）块体大小；（11）岩石质量指标 RQD: 用直径为 75mm 的金刚石钻头和双管单动直径岩芯管在岩石中钻进，连续取直径为 54mm 的岩芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于 10cm 的岩芯段长度之和与该回次进尺之比的百分数，表征岩体的节理、裂隙等发育程度的指标。
（12）岩体的完整性系数KVK V=(V pmV pr)^2式中：V pm为弹性波在原岩中的纵波速度，km/s；V pr为弹性波在相应岩石的纵波速度，km/s；（13）岩体波速比KK V=V pm V pr式中：V pm为弹性波在原岩中的纵波速度，km/s；V pr为弹性波在相应岩石的纵波速度，km/s；(14)结构面强度系数KfK f=结构面的总摩擦角岩石的总摩擦角5、岩体风化程度的评价指标（1）定性指标主要有颜色、矿物的蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术等；（2）定量指标主要有风化孔隙率指标和波速指标；风化孔隙率是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。
波速指标是风化岩块和新鲜岩块的纵波波速之比。
6、泥化夹层的特性泥化夹层是含泥质的软弱夹层经一系列地质作用演化而成的，它多分布在硬而中间相对软弱刚柔相间的岩层组合条件下，在构造运动作用下产生层间错动、岩层破对坚碎、结构改组，并为地下水渗流提供了良好的通道。
水的作用使破碎岩石中的颗粒分散、含水量增大，进而使岩石处于塑性状态(泥化)，强度大为降低，水还使来中的可溶盐类溶解，引起离子交换，改变了泥化夹层的物理化学性质。
泥化夹层具有以下特性：由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构；黏粒含量很高；含水量接近或超过塑限；具有一定的胀缩性；力学性质比原岩差，强度低，压缩性高；由于其结构疏松，抗冲刷能力差，因而渗透水流的作用下易产生渗透变形。
7、岩体的结构类型整体状结构、块状结构、层状结构、碎屑状结构、散体状结构8、岩体结构的控制论岩体结构对工程岩体的控制作用表现在三个方面，即岩体的应力传播特征、岩体的变形和破坏特征、工程岩体的稳定性。
9、评价岩体结构对岩体控制作用应该注意那些方面（1）在工程地质模型基础上,经初步岩体结构分析,对岩体稳定性可作出宏观与定性的判断。
（2）依存关系,尤其是结构面(特别是控制性结构面与软弱结构面)与工程岩体的可准确确定岩体稳定性的边界条件。
（3）结构面的组合关系,尤其是在软弱结构面共同作用下,控制着岩体变形破坏方式与失稳机制。
（4）岩体结构同样控制工程岩体的环境因素。
环境因素主要包括地应力与地下水,就地应力而言,虽主要受区域地质构造背景的控制,但就具体工程而言,地应力的作用方式与强度仍受到岩体结构的制约。
地下水完全受控于岩体结构。
（5）在岩体结构力学效应中,通过起伏角、尺寸效应和结构面产状,可充分反映岩体结构对岩体稳定性的控制作用。
第二章岩块的物理力学性质1、研究岩块物理力学性质的意义（1）在岩体性质接近岩块性质时,如裂隙不发育的厚层、巨厚层岩体和块状岩体,则可通过岩块力学性质的研究外推岩体的力学性质,并解决有关的岩体力学问题。
（2）岩块是岩体的组咸部分,当研究岩体在不同加载条件下的强度和变形性质时,不能忽视岩块性质的研究。
（3）在评价石材性能时,必须研究相关岩块的物理力学性质。
（4）在评价岩石的可钻性和可破碎性时,也要研究岩块的物理力学性质。
（5）在工程岩体分类中,岩块强度和变形模量作为重要分类指标,这时也要研究岩块的物理力学性质。
2、岩石的物理指标密度：单位体积内岩石的质量；重度：单位体积内岩石的重量；比重：岩石固体重量和4℃时同体积纯水的比值；孔隙率：岩石的空隙与总体积之比；吸水率：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干重量之比；饱和吸水率：岩石试样在高压或者真空条件下吸入水的质量与与岩样干重量之比；软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质；软化系数=饱和抗压强度/干抗压强度；抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力；抗冻系数=反复冻融后的抗压强度/干抗压强度；渗透性：在一定水力梯度或者压力差作用下，岩石能被水透过的性质；膨胀性：岩石浸水后体积膨胀的性质；崩解性：岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能；3、有关模量的概念初始模量：应力与应变曲线原点处的切线斜率；切线模量：应力与应变曲线上任一点处切线斜率；割线模量：应力与应变曲线某特定点与原点连线的斜率，常取σc/2的点；泊松比u：在单轴压缩条件下，横向应变与轴向应变之比；体积模量：K V=E；3(1−2u)；剪切模量：剪应力与应变的比值,G=E2(1−u)4、其它概念流变：岩石的变形或者应力随时间变化的现象；临界应力：试样处于临界平衡状态时横截面上的应力；转化压力：把岩石由脆性转化为延性的临界围压弹性后效：岩石在弹性变形卸载后没有很快恢复，而是经过一段时间才能恢复的现象；长期强度：岩石在长期荷载作用下抵御破坏的强度值；端面效应:端面条件对岩块强度的影响；尺寸效应：试件尺寸越大，岩块强度越低；脆性度；抗压强度与抗拉强度之比；5、岩块典型全应力-应变曲线的基本特征（1）孔隙裂隙压密阶段(OA段)在该阶段,随着载荷的增加,试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合,岩石被压密,形成岩块的应力应变，全过程曲线早期的非线性变形,应力一应变曲线呈上凹型,曲线斜率随应力增加而逐渐增大,表明微裂隙的闭合开始较快,随后逐渐减慢,本前段变形对裂隙化岩石来说较明显,而对坚硬裂隙的岩石则不明显,甚至不显现。
（2）弹性变形至微破裂稳定发展阶段(A段)，该阶段的曲线呈近似直线关系,而曲线开始(AB段)为直线关系,随应力增加逐渐变为曲线关系,据其变形机理又可细分为弹性变形阶段(AB段)和微破裂稳定发展阶段(BC段),弹性变形阶段不仅变形随应力成比例增加,而且在很大程度上表现为可恢复的弹性变形,B点的应力可称为弹性极限,微破夏稳定发展阶段的变形主要表现为性变形,试件内开始出 ,并随应力增加面逐渐发展,当载荷保持不变时,微破裂也停止发展,由于微裂的出现,试件体积压缩速率减缓，曲线偏离直线向纵轴方向弯曲,这一阶段的上界应力(C点应力)称为服极。
（3）非稳定破裂发展阶段(或称累进性裂阶段)(CD段)进入破裂的发展发生了质的变化,由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著载荷保不变,破裂仍会不断发展,并在某些薄弱部位首先破,重新分,其结又引起次薄部位的破坏,依次进行下去直至试件完全破坏,试件面体积压缩转为扩轴向应变和体积应变速率迅速增大。
试件承载能力达到最大段的上界应力称为峰强度单轴抗压。
（4）破坏后阶段(图23,D点以后阶段)岩块承载力达到峰值后,其内部结构完全破坏,但试件仍基本保持整体状,到本阶段,裂隙快速发展、交叉且相互联面。
此后,岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移,试件承载力增大迅速下但并不降到零,说明破裂的岩石仍有一定的承载能力。
6、扩容现象的解释非稳定破裂发展阶段(或称累进性裂阶段)(CD段)进入破裂的发展发生了质的变化,由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著载荷保不变,破裂仍会不断发展,并在某些薄弱部位首先破,重新分,其结又引起次薄部位的破坏,依次进行下去直至试件完全破坏,试件面体积压缩转为扩轴向应变和体积应变速率迅速增大。
试件承载能力达到最大段的上界应力称为峰强度单轴抗压。
7、岩块蠕变曲线的特征（1）初始蠕变阶段(或称减速蠕变阶段)如图中的AB段,曲线呈下凹型,应最初随时间增大较快,但其应变率随时间迅速递减,到B点达到最小值。
若在本阶段中某一点P卸载,则应变沿PQR下降至零。
其中,PQ段为瞬时应变的恢复曲线,而QR段表示应变随时间逐渐恢复至零。
由于卸载后应力立即消失,而应变则随时间逐渐恢复,二者恢复不同步。
应变恢复总是落后于应力,这种现象称为弹性后效。
（2）等速蠕变阶段(或称稳定蠕变阶段)如图中的BC段,曲线近似呈直线,应变随时间近似等速增加,直到C点。
若在本阶段内某点T卸载,则应变将沿TUV 线恢复,最后保留一永久应变εp。
（3）加速蠕变阶段)如图的CD段,曲线呈上凹型,应变率随时间迅速增加,应变随时间增长越来越大,其蠕变加速发展直至岩块破坏(D点)8、强度的概念及计算方法抗压强度：岩石所能承受的最大压应力，σc=P C；A抗拉强度：岩石所能承受的最大拉应力，σt=P tA抗剪强度：在剪切荷载作用下，岩石抵抗剪切破坏的最大剪应力；9、影响岩块抗压强度的因素一是岩石本身性质方面的因素：矿物组成、结构构造（颗粒大小、联结、微结构发育特征等）、密度及风化程度等；二是试验条件因素：试件的几何形状及加工精度、加载速率、端面条件、温度和湿度、层理结构等。