岩体力学---复习资料
岩体力学复习资料
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一、名词解释
1、结构面:岩体中存在着的各种不同成因(特性)的地质界
面,包括物质的分界面、不连续面,如节理、片理、断层、不整合面等。
2、结构面:是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。
3、蠕变:是指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。
4、饱和吸水率:岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量
与岩样干质量之比。
5、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。
6、剪切刚度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大
剪应力。
7、天然应力:人类工程活动之前存在于岩体中的应力。
8、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。
9、围岩抗力系数:使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要
的内水压力。
10、岩石软化性:是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
11、岩体:是指在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
下水等地质坏境中的地质体,是岩体力学研究的对象。
12、单轴抗压强度:在单向压缩条件下,岩块能承受的最大压
应力。
13、吸水率:是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入
水的质量与岩样干质量之比。
14、重分布应力:由于人类工程活动改变后的应力。
15、变形模量:是指在儋州压缩条件下,轴向应力与轴向应变
之比
二、填空题
1、围岩的支承压力分为应力降低区、应力升高区、应力不
变区这三个区。其中以应力峰值点为界限,又将支承压力分为弹性区、极限平衡区。
岩体力学资料整理
岩体⼒学资料整理
01、什么是岩⽯、矿物。
岩⽯:是由矿物或岩屑在地质作⽤下按⼀定规律凝聚⽽成的⾃然地质体。⼀般认为它是均质的和连续的。
矿物:指存在于地壳中的具有⼀定化学成分和物理性质的⾃然元素和化合物。
岩体:岩块+结构⾯岩体是指⼀定⼯程范围内的⾃然地质体,他经历了漫长的⾃然历史过程,经受了各种地质作⽤,并在地应⼒的长期作⽤下,在其内部保留了各种永久变形和各种地质构造⾏迹
结构⾯:岩体内具有⼀定⽅向、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,它是在地质发展历史中,尤其是在地质构造变形过程中形成的。
结构体:被结构⾯分割⽽形成的岩块,四周均被结构⾯所包围,这种由不同产状的结构⾯组合切割⽽形成的单元体成为结构体。
02、岩⽯的成因分类:
分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
03、不连续⾯:
包括岩性不连续性和结构不连续性。
岩性不连续性:指岩体内岩⽯性质沿⼀些界⾯发⽣突变;
结构不连续性:指岩体中⼀系列宏观分离⾯,如断层、节理、劈理等。
包括节理、裂隙、孔隙、断⾯、孔洞、层⾯。
04、岩体的⼒学特征
不连续性、各项异性、不均匀性、赋存地质因⼦的特性
05、岩⽯与岩体的区别
岩⽯是矿物或岩屑在地质作⽤下按⼀定的规律聚集⽽形成的⾃然物体。岩体,是指⼀定⼯程范围内的⾃然地质体,它经历了漫长的⾃然历史过程,经受了各种地质作⽤,并在地应⼒的长期作⽤下,在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹(不整合、褶皱、断层、层⾥、节理、劈理等不连续⾯。岩体=岩块+结构⾯。
岩⽯和岩体的重要区别就是岩体包含若⼲连续⾯,岩体的强度远低于岩⽯强度。
岩体力学复习重点
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名词解释:
1、软化性:软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质;
2、软化系数:是指岩石时间的饱和抗压强度于干燥状态下的抗压强度的比值;
3、形状效应:在岩石试验中,由于岩石试件形状的不同,得到的岩石强度指标也就有所差异;这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”;
4、尺寸效应:岩石试件的尺寸愈大,则强度愈低,反之愈高,这一现象称为“尺寸效应”;
5、延性度:指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变;
6、流变性:指在应力不变的情况下,岩石的应变或应力随时间而变化的性质;
7、应力松弛:是指当应力不变时,岩石的应力随时间增加而不断减小的现象;
8、弹性后效:是指在加荷或卸荷条件下,弹性应变滞后于应力的现象;
9、峰值强度:若岩石应力--应变曲线上出现峰值,峰值最高点的应力称为峰值强度.
10、扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破列或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量有由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容.
11、应变硬化:在屈服点以后在塑性变形区,岩石材料的应力—应变曲线呈上升直线,如果要使之继续变形,需要相应的增加应力,这种现象称之为应变硬化.
12、延性流动:是指当应力增大到一定程度后,应力增大很小或保持不变时,应变持续增长而不出现破裂,也即是有屈服而无破裂的延性流动.
13、强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程: σ1=fσ2,σ3或τ=fσ.
14、结构面: ①指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定得延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带. ②又称若面或地质界面,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.
岩体力学期末考试复习资料
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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)
1
Ks=—
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
岩石力学复习资料
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岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的
科学。它是岩土工程学和地质科学等学科的基础,对于岩土工程设
计和地质灾害研究具有重要意义。本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。
一、岩石力学基本概念
1. 岩石力学的定义
岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。
2. 岩石力学的分类
岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面,静力学研究岩石
在静态力下的受力行为,动力学研究岩石在动态力下的受力行为。
3. 岩石力学的应用领域
岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地
震工程等领域。
二、岩石的力学参数
1. 岩石的强度参数
强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
2. 岩石的变形参数
变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数,包括弹性模量、切变模量、泊松比等。
3. 岩石的破裂参数
破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数,包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。
三、岩石的力学行为
1. 岩石的离散性与连续性
岩石具有离散性与连续性两个特点,离散性体现为岩石的裂缝和节理,连续性体现为岩石的均质性和各向同性。
2. 岩石的强度与变形特性
岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容,强度特性决定了岩石的抗破坏能力,变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。
3. 岩石的破坏机理
岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容,常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
四、岩石力学实验
岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段,常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。
《岩石力学》复习资料
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1.1 简述岩石与岩体的区别与联系。
答: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然物体,力学性质可在实验室测得;岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体,力学性质一般在野外现场进行测定,因此更接近岩体的实际情况,反映岩体的实际强度。
1.2 岩体的力学特征是什么?
答:(1)不连续性:岩体受结构面的隔断,多为不连续介质,但岩块本身可作为连续介质看待;
(2)各向异性:结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异;
(3)不均匀性:结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致,造成岩体的不均匀性;
(4)岩块单元的可移动性:岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动,这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏;
(5)力学性质受赋存条件的影响:在一定的地质环境中,岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。
1.3 岩石可分为哪三大类?它们各自的基本特点是什么?
答:(1)岩浆岩:由岩浆冷凝形成的岩石,强度高、均匀性好;
(2)沉积岩:由母岩在地表经风化剥蚀后产生,后经搬运、沉积
和结硬成岩作用而形成的岩石,具有层理构造,强度不稳定,且具有各向异性;
(3)变质岩:由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石.力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。
1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。
研究任务:①建模与参数辨别;②确定试验方法、仪器与信息处理;
岩土力学总复习
岩土力学总复习内容与要求
第一部分土体力学
绪论
第1章土体中的应力
第2章地基变形计算
第3章土压力理论
第4章土的抗剪强度与地基承载力
第5章土坡稳定性分析
第二部分岩体力学
绪论
第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介
第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质
第3章岩块(石)的变形与强度
第4章结构面的变形与强度
第5章岩体的力学性质
第6章岩体中的天然应力
第7章地下洞室围岩稳定性分析
第8章岩体边坡稳定性分析
符号说明:
◆掌握(含记住)
▲理解
△了解
第一部分土体力学
绪论
◆土力学的研究对象、研究内容、研究任务及土体的工程特性(与一般连续体相比)
▲土体在工程建筑中的三种用途
第1章土体中的应力
§1.1 概述
▲地基附加应力σz是引起地基变形破坏的根源
§1.2 土体的自重应力(σcz)
◆σcz的概念
◆σcz的计算方法(含有地下水与不透水层的情况)
§1.3 基底压力(p)与基底附加压力(p 0)
◆p 、p 0的概念
◆影响p 的因素有哪些?
◆计算、的已知斜向偏心荷载竖向偏心荷载竖向中心荷载
0p p e ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫,P13式1-14要求记住。
§1.4 地基中的附加应力(σz )
◆布氏解的假设前提及其适用范围
◆局部荷载下σz 的影响因素
◆矩形基础在⎪⎩⎪⎨⎧竖向梯形荷载竖向三角形荷载
竖向均布荷载
下σz 的计算
其中注意B 边的取法与角点法、等效均布荷载法的应用
◆条基均布荷载与三角形荷载下σz 的计算
◆圆形基础均布荷载与三角形荷载下σz 的计算(前者r 范围,后者基底投影内)
说明:σz 计算中,地基附加应力系数可查表!若遇到,会给出表。 ◆非均质地基中的附加应力集中现象与附加应力扩散现象及其概念
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。 (名-4) 二、包括: 物质分异面和不连续面,如层面、不整合面、节理面、断层、片理面等。软 弱结构面。 三、影响: 结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质、应力传递等有显著影 响,是造成岩体非均质、非连续、各向异性和非线弹性体的本质原因之一。 四、结构面的成因类型 1、结构面的地质成因类型?(简答—1) (1)原生结构面:是岩体在成岩过程中形成的结构面。 (2)构造结构面:是岩体在构造应力作用下形成的各种破裂面,包括断层、 节理、劈理和层间错动面等。 (3)次生结构面:是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面,包括卸荷 裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。
岩石力学复习资料
岩⽯⼒学复习资料
1. 岩⽯在反复冻融后其强度降低的主要原因是什么?
①构成岩⽯的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时由于矿物的涨缩不均⽽导致岩⽯结构的破坏②当温度减低到0℃以下时岩⽯孔隙中的⽔将结冰,其体积增⼤约9%,会产⽣很⼤的膨胀压⼒,使岩⽯的结构发⽣改变,直⾄破坏
2. 岩⽯试件在单轴压⼒作⽤下常见的破坏形式有哪些?
①单轴压⼒作⽤下时间的劈裂②单斜⾯剪切破坏③多个共轭斜⾯剪切破坏
3.影响单轴抗压强度的因素有哪些?
端部效应,试件的形状和尺⼨,加载速率
4. 巴西劈裂试验测得的是岩⽯的哪个强度指标?为什么?
岩⽯抗拉强度。根据弹性⼒学公式,沿竖直直径长沙⼏乎均匀的⽔平⽅向拉⼒,在试样的⽔平⽅向直径平⾯内,产⽣最⼤的压应⼒。可以看出,圆柱体试样的压应⼒只有拉应⼒的3倍,但岩⽯的抗压强度往往是抗拉强度的10倍,这表明岩⽯试样在这样条件下总是受拉破坏⽽不是受压破坏。因此我们可以⽤劈裂法来确定岩⽯的抗拉强度。
5. 库伦准则的适⽤条件。
①库伦准则是建⽴在试验基础上的破坏数据②库伦准则和莫尔准则都是以剪切破坏做为其物理机理,但岩⽯试验证明岩⽯破坏存在⼤量的微破裂,这些微破裂是张拉破坏⽽不是剪切破坏③莫尔库伦准则适⽤于低围压的情况
6. 岩⽯单轴压缩状态下的应⼒-应变曲线⼀般可分为那四个阶段?
①在OA区段内,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
②在AB区段内,接近直线,近似于线弹性⼯作阶段③BC区段内,曲线向下弯曲,属于⾮弹性阶段,主要是再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④下降段CD 为破坏阶段,C点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc
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第一章绪论
岩体复杂性表现在以下几个方面:
(1)不连续性
(2)非均质性
(3)各向异性
(4)岩体中存在不同于自重应力场的天然应力场
(5)岩体赋存于一定地质环境之中,岩体中的水、温度、应力场,对岩体性质有较大的影响。
第二章:岩石和岩体的地质特征
岩石:矿物,岩屑的集合体。是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。
结构面:是指地质发展过程中,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。
岩体: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。
岩石风化指标:定性指标:颜色,矿物蚀变程度,破碎程度及开挖锤击技术特征等。定量
指标:风化孔隙率指标和波速指标等。
风化系数;
结构面规模:
(1)Ⅰ级指大断层或区域性断层,一般延伸约数公里至数十公里以上,破碎带宽约数米至数十米乃至几百米以上。
(2)Ⅱ级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面,百米至千米单位。
(3)Ⅲ级指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。(4)Ⅳ级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面,破坏岩体的完整性,影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。(数十厘米-米)
(5)Ⅴ级又称微结构面。常包含在岩块内,主要影响岩块的物理力学性质,控制岩块的力学性质。
结构面线密度和间距: 1、线密度(Kd)是指结构面法线方向单位测线长度
上交切结构面的条数(条/m)。
2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。
岩体力学复习知识点
岩体力学复习知识点
1.岩石:是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。一般认为它是均质的和连续的。
岩体:是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。(区别是岩体包含若干不连续面。)
结构面:岩体内具有一定方向、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,它是在地质发展历史中,尤其是在地质构造变形过程中形成的。
结构体:被结构面分割而形成的岩块,四周均被结构面所包围,这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体成为结构体。
2.岩体结构分为六类:块状结构、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构
3.风化作用:岩石长期暴露在地表之后,经受太阳辐射热、大气、水及生物等作用,使岩石结构逐渐破碎、疏松,或矿物成分发生次生变化,称为风化。
衡量岩石(块)风化程度的指标:(1)定性指标:颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。(2)定量指标:风化空隙率指标Iw、波速比指标kv和风化系数kfδ等。
岩石风化分级:未微中等强全
4.相对密度G s:岩石的干重量W s(KN)除以岩石的实体积V s(m3)(不包括岩石中孔隙体积)所得的量与1个大气压下4℃时纯水的重度(γw)的比值。G s=W s / (V sγw)。相对相对密度是一个无量纲量,其值可用比重瓶法测定,试验时先将岩石研磨成粉
末并烘干;然后用量杯量取相同体积的纯水和岩石粉末并分别称重,其比值即为岩石的相对密度。岩石的相对密度取决于组成岩石的矿物相对密度,岩石中重矿物含量越多其相对密度越大,大部分岩石的相对密度介于2.50~2.80之间。
岩石力学复习题-知识归纳整理
知识归纳整理岩石力学复习题
求知若饥,虚心若愚。
一、名词解释
1、岩石力学:岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学,它是力
学的一具分支,是探讨岩石对身边物理环境中力场的反应。 本质:力学响
应
2、矿山岩石力学:矿山岩石力学是研究采矿工程所影响的那一部分地壳内岩体
的力学现象以及这些力学现象规律的科学。
3、体力:分布在物体整个体积内部各个质点上的力,又称为质量力。包括重力、
惯性力、电磁力等。
4、面力:分布在物体表面上的力。如风力、流体压力、两物体间的接触力等。
5、正面:外法线沿着坐标轴正方向的截面。
6、负面:外法线沿着坐标轴负方向的截面。
7、切应力互等性:作用在两个互相垂直的面上并且垂直于该两面交线的切应力
是互等的,即大小相等,正负号相同。
8、主平面:指剪应力分量为零的平面。
9、主应力:作用在主平面上的正应力。
10、岩石:岩石是组成地壳的基本物质。岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作
用下按一定规律(经过结晶联结或借助于胶结物粘结)组合而成的物质。
11、岩块:岩块是指从地壳岩层中取出来的,无显著软弱面的岩石块体。如钻孔
岩芯。
12、岩体:岩体是指天然埋藏条件下大范围分布的、由结构面和结构体组成的地
质体。
13、结构面:在岩体中存在着各种不同的地质界面,这种地质界面称为结构面。
如层理面、节理面、裂隙和断层等。
14、结构体:由结构面所切割或包围的岩体称为结构体。
15、岩石的结构:是指决定岩石组织的各种特征的总合,通常是指岩石中矿物颗
粒的结晶程度,矿物或岩石碎屑颗粒的形状和大小,颗粒之间相互连结状
岩石力学复习资料
《岩体力学基础》习题
、岩块和岩体的地质基础
一、解释下例名词术语
4、结构面:其是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面或带。它包括物质分异面和不连续面,如层面、不整合、节理面、断层、片理面等,国内外一些文献中又称为不连续面或节理。
7、节理粗糙度系数JRC:用纵刻面仪测出用以表征结构面粗糙程度的参数;
13、岩体完整性系数K v :其是指岩体纵波速度和岩块纵波速度之比的平方,用公式表示:
K (V mP\2
K V =(v)
rp
14、岩石质量指标RQD :大于10cm的岩心累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
二、简答题
(8)按岩体力学的观点,岩体具有什么样的力学特征?
答:非均质、非连续、各向异性和非线弹性;
三、岩石的物理、水理与热学性质
一、解释下例名词术语
17、岩石的渗透系数:渗透系数是表征岩石透水性的重要指标,其在数值上等于水力梯度为渗透流速。
四、岩石的强度特征
、解释下例名词术语
1、岩石的强度:岩石在达到破坏前所能承受的最大应力;
5、岩石的抗拉强度:岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力;
6、岩石的抗剪强度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力;
7、巴西试验:为了测定岩石抗拉强度而进行的劈裂试验;
16、端部效应:试件试验时端面条件对岩块强度的影响,其产生原因一般认为是由于试件端面与压
1时的
力机板间的磨擦作用,改变了试件内部的应力分布和破坏方式,进而影响岩块的强度;
17、直剪试验:将试件放在直剪仪上,试验时,先在试件上施加法向压力,然后在水平方向逐级施 加水平剪力,直到试件破
岩体力学复习
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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。
岩体力学复习要点
1.岩体力学:是力学的一个分支学科,是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科学,是一门应用型基础学科.
2.岩体力学的研究方法:工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分析
法
3.岩体:是指在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。4.结构面: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.
5.岩块的结构: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。
6.岩块的构造:是指矿物集合体之间及其与其他组分之间的排列组合方式。
7.结构面迹长:是指结构面与露头面交线的长度.
8.岩体质量指标RQD:长度大于10cm的岩心长度之和与钻孔总进尺的百分比。
9.岩石的吸水性:岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力,称为岩石的吸水
性。
10.岩石的软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性
11.蠕变:是指岩石在恒定的荷载作用下,变形随时间逐渐增大的性质。
12.影响单轴抗压强度的因素:岩块的抗压强度受一系列因素影响和控制,主要
包括两个方面:一是岩石本身性质方面的因素,如矿物组成、结构构造(颗粒大小、连结及微结构发育特征等)、密度及风化程度等等;二是试验条件方面的因素(试件的几何形状及加工精度、加载速率、端面条件、湿度和温度、层理结构)
13.剪切强度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力,称为剪切强
度
14.岩石的破坏判据:一、库仑—-纳维尔判据适用条件:低应力或坚硬、较坚硬
岩石力学复习重点
岩石力学复习重点
第一章、绪论
1. 岩石材料的特殊性:岩石材料不同于一般的人工制造的固体材料,岩石经历了漫长的地质构造作用,内部产生了很大的压应力,具有各种规模的不连续面和孔洞,而且还可能含有液相和气相,岩石远不是均匀的、各向同性的弹性连续体。
2. 岩石与岩体的区别:
(1)岩石:是组成地壳的基本物质,他是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
(2)岩体:是指一定工程范围内的自然地质体,他经历了漫长的自然历史过程,经受了各种地质作用,并在地应力的长期作用下,在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹如不整合褶皱断层层理节理劈理等不连续面。
重要区别就是岩体包含若干不连续面。起决定作用的是岩体强度,而不是岩石强度。
3. 岩体结构的两个基本要素:结构面和结构体。结构面即岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面,包括物质的分界面与不连续面。
被结构面分割而形成的岩块,四周均被结构面所包围,这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体称为结构体。
第二章岩石的物理力学性质
1. 名词解释:
孔隙比:孔隙的体积(Vv)与岩石固体的体积的比值。孔隙率:是指岩石试样中孔隙体积与岩石总体积的百分比。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。其大小取决于岩石中孔隙数量多少盒细微裂隙的连通情况。膨胀性:是指岩石浸水后体积增大的性质。
崩解性:岩石与水相互作用时失去粘结力,完全丧失强度时的松散物质的性质。扩容:岩石在压缩载荷作用下,当外力继续增加时,岩石试件的体积不是减小,而是大幅度增加的现象。
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中国地质大学岩体力学复习资料
练习与思考
1、岩体力学包括哪三种分类,各有何侧重?
2、岩体力学的研究对象是什么?你能举出几个岩体变形破坏的事例?
3、岩体力学的研究方法有哪些,有什么区别?
4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解?
练习与思考
1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示,量得两组结构面沿测线的间距分别为0.45m和0.8m,且A组结构面
的倾角为55°,B组倾角为20°。
1)计算每组结构面的真间距及
两组结构面沿测线的混合间距及线密度(Kd);
2)估算岩体沿详测线方向的RQD值。
2、何谓岩石的微结构面,主要指哪些,各有什么特点?
3、自然界中的岩石按地质成因分类,可以分为几大类,各有什么特点?
4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征?
5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些,各有何特点?
6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。
练习与思考
1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?
2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系,关系如何?
3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识?
4、区别吸水率、含水率概念的区别。
练习与思考
1、与材料力学中所学材料相比,岩块的变形与强度有什么特别的地方?
2、如图,岩块试件受双向应力状态,其应力分量:σ
x =12Mpa,σ
y
=20MPa,τxy=MPa。
1)绘出代表应力状态的摩尔应力圆,并根据图形确定其主应力的大小与方向(σ
1
与X轴的夹角);
2)用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σ
n 和剪应力τ
n
,并进行对比。
3、假定岩石中一点的应力为:σ
1=61.2Mpa,σ
3
= -11.4MPa,室内实验测得的岩石单轴抗拉强度
剪切强度参数C=30MPa,tgΦ=1.54,试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏,并讨论结果。
4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
5、劈裂实验中,岩样承受的是压力,为什么会在破坏面上出现拉应力?
6、什么是全应力-应变曲线,为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线?
7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。
练习与思考
1、比较岩块与结构面的压缩变形特征的不同,分析其原因。
2、不同类型的结构面其抗剪强度不同,请分析造成这种不同的原因。
3、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关?
4、如何正确理解巴顿公式的含义?
5、有一节理面的起伏角i=20°,基本摩擦角υb=35°,两壁岩石的内摩擦角υ=40°,C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。
练习与思考
1、通过本章学习,你对岩体的各向异性有什么具体的认识?
2、比较岩体与岩块性质的差别,加深其为不同概念的理解。
3、单结构面理论的内容是什么?
4、你是如何理解岩体强度的?
5、某岩石通过三轴试验,求得其剪切强度为:C=10MPa,φ=45°,试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。
6、某裂隙化安山岩,通过野外调查和室内实验,已知岩体属质量中等一类,RMR 值为44,Q值为1,岩块单轴抗压强度σc=75MPa,薄膜充填节理强度为:φj=15°、C j=0,假定岩体强度服从Hoek-Brown经验准则,
求:(1)绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线(法向应力范围为0~10MPa);
(2)绘出该岩体C m和φm随法向应力变化的曲线(法向应力范围为0~2.5MPa)。
练习与思考
1、研究岩体中的天然应力具有什么工程意义?
2、岩体天然应力得分布特征如何?
3、岩体天然应力的各种量测方法,各有什么特点?
4、在什么情况下,可以按自重应力理论计算天然应力?
5、某岩体,在深度100m内,密度为2.54g/cm3,在深度100~200m内,密度为2.71g/cm3,天然应力比值系数为1.89,试按自重应力理论
计算深度50m、150m处的天然应力大小?
练习与思考
1、在均质、连续、各向同性的岩体中,测得地面以下100m深度处的天然应力为σv=26Mpa,σH
=17.3Mpa,拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道,半径R0=3m。
试求:1)沿θ=0°和θ=90°方向上重分布应力(σr、σ
θ
)随r变化的曲线;
2)设岩体的C m=0.04Mpa,φm=30°,用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度2、
在地表以下200m深度处的岩体中开挖一洞径2R
=2m的水平圆形遂洞,假定岩体的天然应力为静水压力状态(即λ=1),岩体的天然密度ρ=2.7g/cm3。
试求:1)洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处的重分布应力;
2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征;
3)若围岩的抗剪强度C
m =0.4,φ
m
=30°,试评价该洞室的稳定性;
4)洞室若不稳定,试求其塑性变形区的最大半径(R
1
)。
3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室,已知岩体的单轴抗压强度σ
c
=100Mpa,岩体天然密度ρ=2.75g/cm3,岩体中天然应力比值系数λ=1,试评价该地下洞室开挖后的稳定性。
4、总结弹性洞室围岩重分布应力的特征。
5、不同类型的围岩的变形破坏形式不同,其决定性的因素是什么?
6、确定围岩抗力有何意义?
练习与思考