岩体力学知识点
岩石力学主要知识点
1、岩石力学定义:研究岩石的力学性状（behaviour）的一门理论科学，同时也是应用科学；是力学的一个分支；研究岩石对于各种物理环境的力场所产生的效应。
初期阶段（地应力）：海姆静水压力假说，朗金假说，金尼克假说：经验理论阶段：普世理论，太沙基理论。
2、地下工程的特点:1).岩石在组构和力学性质上与其他材料不同，如岩石具有节理和塑性段的扩容(剪胀)现象等；2).地下工程是先受力(原岩应力)，后挖洞(开巷)；3).深埋巷道属于无限城问题，影响圈内自重可以忽略；4).大部分较长巷道可作为平面应变问题处理；5).围岩与支护相互作用，共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移；6).地下工程结构容许超负荷时具有可缩性；7).地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力；8).几何不稳定结构在地下可以是稳定的.3、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素：1).矿物：地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物;2).结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况；3).构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系。
4、岩石力学是固体力学的一个分支。
在固体力学的基本方程中，平衡方程和几何方程都与材料性质无关，而本构方程（物理方程/物性方程）和强度准则因材料而异。
岩石的基本力学性质主要包括2大类，即岩石的变形性质和岩石的强度性质。
5、研究岩石变形性质的目的，是建立岩石自身特有的本构关系或本构方程(constitutive law or equation)，并确定相关参数。
研究岩石强度性质的目的，是建立适应岩石特点的强度准则，并确定相关参数。
6、岩石强度：岩石介质破坏时所能承受的极限应力；单轴抗压强度、单轴抗拉强度、多轴强度、抗剪强度。
7、研究岩石强度的意义：1）.岩石分类、分级中的重要数量指标；2).作为强度准则判别：当前计算点处于全应力应变曲线哪个区；3).计算处或测定处的岩土工程是否稳定；4).在简单地下工程条件下，可作为极限平衡条件(塑性条件)，求解弹塑性问题的塑性区范围，以及弹性区和塑性区的应力与位移.8、岩石的破坏形式:1).拉伸破坏: (a)为直接拉伸，(b)为劈裂破坏2).剪切破坏3)塑性流动4).拉剪组合9、岩石单轴强度定义:岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力；公式: σc=P/A 式中，σc——单轴抗压强度，MPa，也称无侧限强度；P——无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载; A ——试件的截面面积。
岩体力学复习重点
岩体力学复习重点名词解释：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.15、原生结构面:在成岩阶段形成的结构面.16、次生结构面:指在地表条件下,由于外力的作用而形成的各种界面.17、结构体:结构面依其本身的产状,彼此组合将岩体切割成形态不一,大小不等以及成分各异的岩石块体,被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体.18、结构效应：岩体中结构的方向性质密度和组合方式对岩体变形的影响;19、剪胀角：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;20、岩体基本质量：岩体所固有的影响工程掩体稳定性的最基本属性,岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩石完整程度决定;21、自稳能力：在不支护条件下,地下工程岩体不产生任何形式的能力;22、地应力：自然状态下在原岩岩体中存在的由于岩石自重和构造应力形成的分布应力,也称天然应力23、原岩应力：在工程中指天然存在于岩体中而与任何认为因素无关的应力;24、残余应力：没有外力作用时在岩体内部由于某种原因在整个岩体内的不均匀的变形而引起的应力25、初始地应力：岩体中存在的未受工程扰动的原始应力状态下的应力26、自重应力：由于岩体自重而产生的天然应力27、构造应力：由于地质构造活动在岩体中引起的应力场,这种应力与一定范围地质构造有关,其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量;这一作用可以持续到底层深处;28、应力重分布：岩体受到工程活动扰动,引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态;29、二次应力：相对于初始应力而言,岩体上或岩体内部受到工程活动扰动,引起初始应力自然平衡状态的改变,使一定范围内的原始应力重分布形成的新的应力为二次应力,或称次生应力,直接与工程稳定性有关;30、岩爆：是地下洞室开挖过程中围岩发生突然脆性破坏的现象;一般在地应力较大部位,岩石被挤压超过其弹性限度,聚集的能量会突然释放出来,伴随有声音、碎石飞散、坠落等现象;31、构造线：指区域性挤压应力所形成的构造形迹,也就是指与产生地质构造运动的压应力方向相垂直的平面和地面的交线;32、围岩：指由于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称为围岩;地下工程开挖过程中,在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩;33、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;作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力;34、围岩抗力：在有压洞室中,作用有很高的内水压力,并通过衬砌或洞壁传递给围岩,这时围岩将产生一个反力,称为围岩抗力;35、静水应力状态：在岩石力学中,地下深部岩体在自重作用下,岩体中的水平应力和垂直应力相等的应力状态;36、形变围岩压力：指围岩在二次应力作用下局部进入塑性,缓慢的塑性变形作用在支护上形成的压力,或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的支护压力;一般发生在塑性或者流变性较显着的地层中;37、松动围岩压力：指因围岩应力重分布引起的或施工开挖引起的松动岩体作用在隧道或坑道井巷等地下工程支护结构上的作用压力;一般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的;38、冲击围岩压力：1是地下洞室开挖过程中,在超过围岩弹性限度的压力作用下,围岩产生内破坏,发生突然脆性破坏并涌向开挖采掘空间的一种动力现象;2强度较高且完整的弹脆性岩体过渡受力后突然发生岩石弹射变形所引起的围岩压力;39、膨胀围岩压力：在遇到水分的条件下围岩常常发生不失去整体性的膨胀变形和位移,表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出,并在支护结构上形成形变压力的现象;40、应力集中：受力物体或构件在其形状或尺寸突然改变之处引起应力在局部范围内显着增大的现象;41、应力集中系数：指岩体中二次应力与原始应力的比值,也可用井巷开挖后围岩中应力与开挖前应力的比值来表示;42、围岩弹性抗力系数：促使隧洞洞壁围岩产生单位径向位移所需要的内水压力值:K=P/Δα,P：隧洞受到来自隧洞内部的压力,洞壁围岩向外产生一定的位移Δα;43、单位抗力系数：在工程上规定洞径为200cm时隧洞围岩的抗力系数定义为单位抗力系数;44、岩体力学研究方法：工程地质研究法,试验法,数学力学分析法,综合分析法45、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体;46、岩块构造：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的方式等反映在岩块构成上的特征;47、粒间连结方式：结晶连结、胶结连结硅质胶结的强度>铁质、钙质>泥质；基底式胶结>孔隙式>接触式;48、岩块构造：矿物集合体间及其与其他组分之间的排列组合方式;49、剪胀效应爬坡效应：当法向应力较小时,在剪切过程中,上盘岩体主要是沿结构面产生滑动破坏;50、啃断效应：当法向应力达到一定值后,破坏沿结构面滑动转化为剪断凸起而破坏;51、法向刚度：在法向应力的作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力;填空：1、影响蠕变性质的因素：岩性、应力、温湿度;2、岩石的块体密度可采用规则试件的量积法 ,不规则试件的蜡封法测定;3、岩石的颗粒密度属于实测指标,常用比重瓶法进行测量;4、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数来表示;当这两个常数为已知时,就可用三维应力条件下的广义胡克定律计算出给定应力状态下的变形;5、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类;6、岩石的破坏是指岩石材料的应力超过了岩石的极限或者变形超过了岩石的使用限制;7、岩石的力学性质可分为变形性质和强度性质两类,变形性质主要通过本构关系来反映,强度性质主要通过强度理论来反映;8、岩石的流变主要包括蠕变、松弛和弹性后效;9、根据变形速率的不同特点,软弱岩石的典型流变曲线可以划分为瞬时蠕变阶段、初始蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段三个阶段;10、在岩石的流变试验中,可以根据作用在岩石试件上应力或荷载大小的不同,将岩石蠕变曲线分为稳定蠕变曲线和加速发展蠕变曲线两类;11、研究岩石变形的时间效应,一般而言采用两种方法寻找其蠕变规律,即经验方法和蠕变模型方法;12、对于初始蠕变和等速蠕变,目前的经验方程主要有三种,即幂函数、对数函数和指数函数;13、岩石流变的Maxwall模型是由弹性体和粘性体串联而成,其能反应岩石的弹—粘弹性特征;14、对于常见的岩石而言,当围压一定时,随着温度的升高,岩石的延性将增加 ,并且将会出现屈服现象,同时其强度降低 ;15、根据延性度的不同,岩石的破坏可分为脆性破坏、延性破坏和过渡性破坏;16、按照岩石在变形过程中所表现出来的应力—应变—时间关系的不同,可以将岩石的变形划分为弹性变形、塑性变形和粘性变形三种形式各异的基本变性作用;17、大量的实验和观察证明,就破坏形式而言,岩石的破坏主要有脆性破坏、延性破坏和弱面剪性破坏;18、在岩石室内压缩试验中,岩石峰值后的荷载—位移曲线,实质上是岩石的破坏过程曲线;19、目前,实验室抗拉强度的测定常采用劈裂法进行,当用长度为L,直径为D的圆形试件进行试验时,在压力P max作用下,岩石发生了破坏,则此岩石试件的抗拉强度为2P max/πLD；如采用边长为a的立方块,则其抗拉强度为Pt=2P max/πa2 ;20、岩石的室内剪切试验常用的仪器有直剪仪、变角板剪力仪和岩石三轴试验机 ;21、岩体是指经历过多次地质作用,经历过变形,遭受过破坏,形成了一定的岩石成分和结构,赋存于一定地地质环境中的地质体;因此,岩体力学性质与岩体中的结构面、结构体岩块以及赋存条件环境密切相关;22、在工程岩体范围内,结构面按贯通情况可分为贯通性、半贯通性以及非贯通性三种类型;23、岩体抵抗外力作用的能力称为岩体的力学性质;它包括岩体的稳定特征、变性特征和强度特征等;24、岩体结构面的剪切变形与岩石的强度、结构面的粗糙程度和法向应力有关;25、岩体结构面的几何特性是反映节理的外貌,它的组成要素包括：走向、倾向、连续性、粗糙度以及起伏度和组合关系;26、岩体的力学性质不仅取决于岩石本身及结构面的力学性质,也与结构面的空间组合密切相关;27、岩体的强度不仅与组成岩体的岩石的性质有关,而且与岩体内的软弱结构面有关,此外还与岩体所受的应力状态有关;28、岩体中存在各种结构面,结构面的变形大小主要由结构面和结构面填充物控制的;29、大量的岩体实验表明,岩体的压力——变形曲线可以化分为四种类型,即：直线型、上凹型和下凹型、复合型;30、岩体变形的结构效应是指岩体结构对其变形性质的影响与控制作用,包括结构面、结构体以及两者的组合关系三个方面,其结构面对岩体变形的作用效应尤为突出;31、粗糙起伏无充填的规则锯齿状结构面的剪切机制一方面是爬坡摩擦效应；另一方面是凸起体剪切;32、岩体基本质量应由受岩石的坚硬程度和岩石的完整性程度两个因素确定;33、国际工程岩体分级标准规定,对岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定;34、当人类还不能对原岩应力进行测量之前,认为原岩应力是由岩土自重引起的,因此把原岩应力单纯的看成自重应力;35、近期地质力学的观点认为,从全球范围来看,构造应力的总规律是以水平应力为主;根据地质构造运动的发展阶段,一般可把构造应力分为以下三种阶段原始构造应力,残余构造应力,现代构造应力;36、影响原岩应力分布的因素有地形,岩体结构面,岩体力学性质,剥蚀作用,37、重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因,其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大;38、岩体天然应力测量方法主要包括：水压致裂法,扁千斤顶法和钻孔套心应力解除法;39、地质构造运动的结果,使构造应力的特点主要表现在具有强烈方向性,数值较大的水平应力,从而形成构造区域水平应力大于垂直应力的情况;、40、原岩应力主要由自重应力和构造应力组成;41、研究岩石应力状态的目的在于正确认识岩石的力学性能,阐述围岩的破坏机制,充分利用和发挥围岩的自承能力,是工程设计更加合理安全和经济;42、岩体变形的不均匀导致围岩局部破裂的原因是应力分布的不均匀性和强度不均匀性;43、岩石在三轴压缩时,随着侧向应力σ3和σ1—σ3的增加,岩石强度也随之增大：岩石发生破坏后,仍保留一定的承载能力;44、隧洞根据其内部的受力情况可分为有压洞室和无压洞室两大类;45、对于无衬砌有压洞室,洞内水压力P在围岩中所产生的径向和切向应力随隧洞半径r的增大而迅速降低,在6r处该应力基本可以忽略不计,在有些有压隧洞中常见到新形成的,平行于洞轴线的放射状张裂隙,这主要是由于内水压力使围岩产生的应力抵消了围岩的压应力,并超过了岩体的抗拉强度所致;46、围岩在不产生破坏的条件下,当岩石性质由硬岩,中硬岩,到软岩的变化过程中,对于同一种支护形式而言,围岩位移增长会越来越大,相应要求支护结构所承担的压力会越来越大,对于同一种岩石来说,随围岩的不断变化要求支护结构所承担的压力会越来越小;解答：1、在三轴试验中,围压对岩石的力学性质有什么影响1破坏前岩块的总应变随围压增大而增加2随围压增大,岩块的塑性也不断增大,且由脆性破坏逐渐转化为延性破坏3随围压的增大,岩块三轴极限强度明显增大4随围压增大,弹性模量和泊松比不同程度的提高5当围压达到一定值时,出现应变硬化现象2、结构面的成因类型与分类结构面的成因分为两类：地质成因和力学分类：1地质成因类型包括原生结构面沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面构造结构面断层、节理、劈理和层间错动面次生结构面卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泄层、泥化夹层2力学成因类型有剪性结构面逆断层、平移断层、多数正断层张性结构面羽状张裂面、纵张及横张破裂面和岩浆岩中的冷凝节理3、结构面的分级：由结构面的伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应可分为5级：1级指大断层或区域性断层,延伸数公里至数十公里以上破碎宽约数米至几百米以上；2级指延伸长、宽度不大数百米至数千米,宽数十厘米至数米；3级长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,宽数厘米至一米左右；4级延伸较差的节理、层面等长一般10mm~30mm,宽数厘米；5级微结构面有隐节理、微层面等;规模小、连续性差、常包含在岩块内;4、结构面特征及其影响：产状结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机制与强度、连续性对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性都有很大影响、密度控制着岩体的完整性和岩块的块度,密度越大,岩体完整性越差,块度越小,导致岩体力学性质变差,渗透性增强、张开度、形态对岩体的力学性质及水力学性质存在明显影响、充填胶结特征经胶结的结构面力学性质改善,未胶结的力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性和壁岩性质等、结构面的组合关系控制着可能滑移岩体的几何边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型;5、岩块的力学属性：弹性、塑性、粘性、脆性、延性;1弹性：在一定应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力后能立即恢复其原有形状和尺寸大小的性质;2塑性：物体受力后产生变形,外力去除后不能完全恢复的性质;不能恢复的那部分变形称为塑性变形或永久变形或残余变形;3粘性：物体受力后,变形不能瞬时完成,且变形速率随应力增加而增加的性质;4脆性：物体受力后,变形很小时就发生破裂的性质;5延性：物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质;6、单轴压缩应力-应变曲线：εv=εl+εd阶段：Ⅰ：孔隙裂隙压密阶段：原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合,岩石被压密,早期非线性变形,呈上凹形,斜率随应力增大而增大,微裂隙的闭合在开始较快随后逐渐下降;Ⅱ：弹性变形至为微破裂稳定发展阶段：近似直线,开始为直线,应力增加,变为曲线,出现弹性极限,之后为塑性变形,出现新裂隙和微破裂,随着应力发展而发展,达到屈服极限;Ⅲ：非稳定破裂发展阶段：破裂不断发展,薄弱部位首先破坏,应力重分布,次薄弱部位破坏,体积压缩转为扩容,达到峰值强度或单轴抗压强度;Ⅳ：破坏后阶段：裂隙快速发展,交叉且联合成宏观断裂面,岩块沿其滑移,试件承载力迅速下降但不为0;7、变形参数：变形模量弹性模量：单轴压缩条件下,轴向压应力与轴向压应变之比;E=σ/ε初始模量：曲线原点处的切线斜率,Ei=σi/εi切线模量：曲线上任一点处的切线斜率,Et=σ2-σ1/ ε1-ε2割线模量：曲线上某特定点原点连线的斜率,通常取σc/2处的点与原点连线的斜率,Es=σ50/ε50泊松比：单轴压缩条件下,横向应变与轴向应变之比,μ=-εd/εl8、结构面的强度性质分类：平直无充填的结构面、粗糙起伏无充填~、非贯通断续~、有充填的软弱结构面;9、岩体中天然应力的分布特征1重力应力场与构造应力场的分布特点①重力应力场：以垂直应力为主,垂直应力大于水平应力；应力为压应力；应力随深度增加而增加；②构造应力场：应力有压应力,也可有拉应力；以水平应力为主,水平应力大于垂直应力；分布很不均匀,通常以地壳浅部为主;2地壳浅部3km原岩应力的规律：原岩应力是非稳定的应力场,其大小和方向随空间和时间而变化；实测垂直应力基本上等于上覆岩体的重力；水平应力普遍大于垂直应力;10、各类结构围岩的变形破坏特点1整体状和块状岩体围岩：破坏形式主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移等;2层状岩体围岩：破坏形式主要有：沿层面张裂、折断塌落、弯折内鼓等;3碎裂状岩体围岩：变形破坏形式常表现为塌方和滑动;4散体状岩体围岩：其变形破坏形式以拱形冒落为主;11、岩爆的产生条件1围岩应力条件;判断岩爆发生的应力条件有两种方法：一是用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比作为岩爆产生的应力条件；另一种是用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断;σθ≤σc时,洞壁不出现岩爆；σc＜σθ≤~σc时,洞壁围岩出现岩射和剥落；σθ＞σc时,洞壁出现岩爆和猛烈岩射;另外,根据我国已产生岩爆的地下洞室资料统计,得出当岩体中最大天然主应力σ1与σc达到σ1≥~σc时,将产生岩爆;2岩性条件;当弹性变形能系数ω＞70%时,会产生岩爆,ω越大发生岩爆的可能性越大;12、影响岩爆的因素1地质构造;岩爆大都发生在褶皱构造中,岩爆与断层、节理构造也有密切的关系;2洞室埋深;随着洞室埋深增加,岩爆次数增多,强度也增大;此外,地下开挖尺寸、开挖方法、爆破震动及天然地震等对围岩也有明显的影响;13、影响岩体边坡变形破坏的因素1岩性;这是决定岩体边坡稳定性的物质基础;一般来说,构成边坡的岩体越坚硬,又不存在产生块体滑移的几何边界条件时,边坡不易破坏,反之则容易破坏而稳定性差; 2岩体结构;岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素;首先,岩体结构控制边坡的破坏形式及其稳定程度,其次,结构面的发育程度及其组合关系往往是边坡块体滑移破坏的几何边界条件;3水的作用;水的渗入使岩土的质量增大,进而使滑动面的滑动力增大；其次,在水的作用下岩土被软化而抗剪强度降低；另外,地下水的渗入对岩体产生动水压力和静水压力,这些都对岩体边坡的稳定性产生不利影响;4风化作用;风化作用使岩体内裂隙增多、扩大,透水性增强,抗剪强度降低;5地形地貌;边坡的坡形、坡高及坡度直接影响边坡内的应力分布特征,进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性;6地震;因地震波的传播而产生的地震惯性力直接作用于边坡岩体,加速边坡破坏;7天然应力;影响边坡拉应力及剪应力的分布范围与大小;在天然应力大的地区开挖边坡时,由于拉应力及剪应力的作用,常直接引起边坡变形破坏;8人为因素;边坡的不合理设计、爆破、开挖和加载,大量生产生活用水的渗入等都造成边坡变形破坏,甚至整体失稳;。
矿山岩体力学知识点
矿山岩体力学知识点岩体力学是矿山工程中的一个重要学科，它研究岩石的力学性质和其在地下开采中的变形和破坏规律。
了解岩体力学的知识点对于合理设计和稳定的矿山开采至关重要。
以下是一些岩体力学的主要知识点。
1.岩石的物理力学性质：包括岩石的密度、弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
这些物理力学性质对于岩石的变形和破坏具有重要影响，也是评估岩石力学性质的基本指标。
2.应力与应变：应力是指在力作用下岩石内部的应力状态，包括垂直和平行两个方向的应力。
应变是岩石在受力下发生的变形。
研究岩石的应力与应变关系有助于了解岩石在开采过程中的应力分布规律和力学特性。
3.岩石的变形与破坏规律：岩石在受到外力作用后会发生变形和破坏。
弹性变形是岩石在小应力作用下发生的可恢复变形，塑性变形是岩石在大应力作用下发生的不可恢复变形，破坏是岩石超过其承载能力导致破坏的过程。
了解岩石的变形与破坏规律可以指导矿山开采的安全与高效。
4.岩石力学参数的测定与试验方法：准确获取岩石力学参数是进行合理设计和分析的基础。
常用的试验方法包括岩石强度试验、应力-应变试验、岩石断裂试验等。
这些试验方法可以用于测定岩石的强度、变形特性和破坏特征，为岩石力学参数的确定提供依据。
5.岩体的稳定性分析：岩体的稳定性是矿山开采过程中一个重要的问题。
通过分析岩体力学参数、岩体结构、地应力等因素，预测和评估岩体的稳定性，选择合适的支护方法和措施，以确保矿山的安全运营。
6.岩石动力学：矿山开采中常伴随着岩爆、岩石震动等动力学问题。
了解岩石的动力学特性，包括岩爆的发生机制、岩石振动的传播规律等，对于预防和控制岩爆事故、减轻岩石震动的影响具有重要意义。
7.岩石支护与巷道设计：在矿山开采中，为了稳定岩体结构，需要进行巷道支护和巷道设计。
岩石力学的研究可以指导巷道的合理设计、支护方法的选择和支护结构的设计，提高巷道的稳定性和安全性。
8.岩层间的相互作用与岩爆防控：在矿山开采中，岩层间的相互作用对于岩体稳定性具有重要影响。
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。
5.孔隙率n：岩石试样中孔隙体积Vv与岩样总体积V之比。
孔隙比e：指孔隙的体积VV与固体的体积Vs的比值。
6.含水率w：天然状态下岩石中水的重量W w与岩石烘干重量W s的百分比。
w=W W / W s ×100%吸水率W a：指干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量W w与岩样干重量W s的百分率。
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。
岩体力学重点
概念岩石：是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然体。
岩石结构：是指岩石中矿物颗粒间的关系，包括颗粒大小、形状、排列、结构连结特点以及岩石中的微结构面。
岩石构造：岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间的排列方式及充填方式。
岩石块体密度：单位体积岩石（包括岩石孔隙体积）的质量。
颗粒密度：岩石固相物质的质量与其体积的比值（不包括岩石孔隙体积）。
孔隙率：孔隙体积与总体积（包含孔隙）之比。
渗透系数：表征岩石透水性的重要标志，在数值上等于水力梯度为1时的渗流速度。
软化系数：岩石浸水后的饱和抗压强度与岩石干抗压强度之比。
膨胀性：岩石侵水后发生体积膨胀的性质。
岩石吸水性：岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力。
扩容：岩石在外力作用下，形变过程中发生的非弹性的体积增长（岩石破坏的前兆）。
弹性模量：单向压缩条件下，弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比。
变形模量：岩石在单轴压缩条件下，轴向应力与总应变（弹性应变与塑性应变之和）的比值。
泊松比：横向应变与纵向应变之比，也叫横向变形系数。
脆性度：对脆性程度的一种度量，脆性度愈小，材料抗断裂的抗力愈高；反之愈大。
尺寸效应：岩石试件尺寸越大，则强度越低，反之越高，这一现象。
常规三轴试验：试件处于σ1 >σ2=σ3应力状态下。
真三轴试验：试件处于σ1 >σ2 >σ3应力状态下。
岩石三轴压缩强度：岩石在三轴压缩荷载作用下，试件破坏时所承受的最大轴向压应力。
流变性：介质在外力不变的条件下，应力与应变随时间而变化的性质。
蠕变：介质在大小和方向均不改变的外力作用下，其变形随时间变化而增大的现象。
松弛：介质的变形（应变）保持不变时，内部应力随时间变化而降低的现象。
弹性后效：介质加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。
它是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复，外力卸除后最终不留下永久变形。
岩石长期强度：岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，作用时间t趋向于正无穷的强度（最低值）。
岩体力学各章内容要点及重点
新的课程——《岩体力学》。 岩体力学是土木工程专业的专业基础课，它是研究工程岩体在工
程建筑物荷载等外力作用下变形、破坏的理论与实际应用的一门 学科。
在工程实践中，如盖大楼、造大桥、开挖隧道、修水坝等常遇到 各种岩体力学问题，需要运用岩体力学知识来解决。
那么，岩体力学是一门怎样的科学呢？它的研究对象、研究任务 和研究内容是什么？它是怎样研究和解决岩体力学问题的呢？下 面我们将逐一介绍。
其中，岩体的变形性质和剪切强度是学习的重点，其他 内容可以一般了解。
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第七章 岩体中的天然应力
人类工程活动之前存在于岩体中的应力，称为天然应力。 岩体在天然应力作用下，不是处于静力稳定，而是处于 一种动力平衡状态，一旦应力状态发生改变，这种动力 平衡条件将遭破坏，岩体也将发生这样或那样的失稳现 象。岩体中的天然应力状态，在研究区域稳定、岩体稳 定性以及在原位岩体测试工作中，均具有重要的实际意 义。
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1
第一章 绪论
❖ 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。它的研究对象是各类岩体。
❖ 本章主要介绍岩体力学的定义、学科分支、研究意义、研究内容、 研究方法、岩体力学的发展历史和发展趋势。
❖ 在这一章里我们将学习以下内容： 一、岩体力学的定义 二、岩体力学的研究内容和研究方法 三、岩体力学的发展概况与动态
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第九章 边坡岩体稳定性分析
边坡在其形成及运营过程中，在诸如重力、工程作用 力、水压力及地震作用等力场的作用下，坡体内应力 分布发生变化，当组成边坡的岩土体强度不能适应此 应力状态时，就要产生变形破坏，引发事故或灾害， 常给人类工程活动及生命财产带来巨大的损失。
岩土力学知识
第三节岩体结构及其工程性质一.大体概念:1.结构面:指发育于岩体中，具有必然方向和延伸性,有必然厚度的备种地质界面,如断层、节理、层理及不整合面等.由于这种界面中断了岩体的持续性，故又称不持续面。
2.结构体:结构面在空间的散布和组合可将岩体切割成形状、大小不同的块体,称结构体.3.岩体:通常把在地质历史进程中形成的,具有必然的岩石成份和必然结构,并赋存于必然地应力状态的地质环境中的地质体。
4.岩体结构:结构面和结构体的排列与组合形成。
包括结构面和结构体两个要素。
二.岩体结构特点:1.结构面的特点及性质(1)类型（2）特征:结构面的产状与最大主应力作用线方向之间的关系控制着岩体的破坏机理，进而控制着岩体的强度。
琴料诵产状对很坏机理的卷响如图B-结构面与最大主应力的夹角(a)B为锐角，岩体将沿结构面产生滑动破坏(b)B为直角，表现为切过结构面，产生剪断、岩体破坏(c)B为0度，平行结构而的劈裂拉张破坏连续性反映结构面的贯通程度.常用线连续性系数和面连续性系数表示线连续系数(K)：k="小£a各结构面长度之和；&b完整岩石各段长度之和；K转变在0—1之间.K值愈大，说明结构而持续性愈好；当K=1时.说明结构面完全贯通.密度反映结构面发育的密集程度.经常使用间距、线密度等指标表示。
线密度K)是指结构面法线方向上单位测线长度交切结构面的条数(条/m)；间距(d)那么是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面之间的平均距离。
二者互为倒数关系。
即：K d=l/d结构面的密度决定了岩体的完整性和岩块的块度。
一样来讲。
结构面发育愈密集，岩体的完整性愈差，岩块块度愈小。
进而致使岩体的力学性质变差，渗透性增强。
结构面的形态可从侧壁的起伏形态和粗糙度两方面来进行研究结构面侧壁的起伏形态可分为：平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规那么状的几种，见以下图。
而侧壁的起伏程度那么可用起伏角(i)表示如下：i=arctg(2a/L)7777幻77777”777777777“结脚而的起伏形态®平医前必一台阶狀的得「逞齿状的i结构面的起伏角虫一枝状的注一不無趾状的结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示它能够增加结构面的摩擦角.进而提高了岩体的强度。
岩体力学
1.岩体力学的定义：岩体力学主要是研究岩石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，作出响应的一门力学分支。
2.岩石的定义：岩石是矿物或岩屑地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。
3.岩体的定义：在岩体力学中，通常将在一定工程范围内的自然地质体称为岩体。
4.结构面的定义：所谓结构面，是指具有极低的或没有抗体强度的不连续面5.岩石的力学特征：1.不连续性.2.各向异性.3.不均匀性.4.赋存地质因子的特性.6.学派：1.地质力学的岩石力学派。
2.工程岩石力学派。
第二章1.岩石的基本物理性质：1.岩石的密度指标。
2.岩石的孔隙性。
3.岩石的水理性质。
4.岩石的抗风化指标。
5.岩石的其他特性。
2.岩石的强度特性：所谓强度，是指材料在荷载作用下，所能承受的最大的单位面积上的力。
通常研究岩石的单轴抗压强度（无侧限压缩强度）、抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。
在单向压缩荷载作用下试件的破坏形态：1.圆锥形破坏。
2.柱状劈裂破坏。
3.四种强度特性：1.岩石的单轴抗压强度。
2.岩石的抗拉强度。
3.岩石的抗剪强度。
4.岩石在三向压缩应力作用下的强度。
4.岩石三向压缩强度的影响因素：1.侧向压力的影响。
2.试件尺寸与加载速率的影响。
3.加载路径对岩石三向压缩强度的影响。
4.孔隙压力对岩石三向压缩强度的影响。
5.岩石应力应变全过程曲线（略）6.岩石的流变性包含着三部分的内容：岩石的蠕变、岩石的应力松弛、岩石的长期强度。
7.所谓的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。
8.典型蠕变曲线（略）。
9.影响岩石蠕变的主要因素：1.应力水平对蠕变的影响。
（不能太大也不能太小，中等应力水平（60%-90%）峰值）2.温度、湿度对蠕变的影响。
10.岩石介质力学模型：1.基本力学介质模型：弹性介质模型、塑性介质模型、粘性介质模型。
2.常用的岩石介质模型：弹塑性介质模型、粘弹性介质模型：马克斯韦尔模型、凯尔文模型。
岩体力学
1、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。
2、按岩石的成因可将其分为岩浆岩，沉积岩，变质岩三大类。
3、在岩体力学中，通常将在一定工程范围内的自然地质称之为岩体。
4、掩体内存在的各种各样的节理裂隙称之为结构面。
5、被结构面切割成的岩块称之为结构体，结构面与结构体组成岩体的结构单元。
6、岩体的力学特征包括：不连续性，各向异性，不均匀性，赋存地质因子的特性。
7、岩石的密度是指岩石试件的质量与试件的体积之比，即单位体积内岩石的质量。
8、干密度的测试方法是把试件放入105~110烘干箱，将岩石烘至恒重。
9、软化系数是指岩石饱和単轴抗压强度与干燥状态下的単轴抗压强度的比值。
10、岩石的孔隙比是指孔隙的体积与固体的体积之比其公式为：e=Vv/Vs11、岩石的孔隙率是指孔隙的体积与试件总体积的比值，以百分率表示。
其公式为：n=Vv/V*100(%)12、岩石耐崩解性指数是通过对岩石试件进行烘干，浸水循环实验所得的指数。
它直接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。
13、膨胀压力是指岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。
14、所谓强度，是指材料在荷载作用下，所能承受的最大的单位面积上的力。
15、単轴抗压强度是指岩石试件在无侧限条件下，受轴向力作用破坏时单位面积上所承受的荷载。
......按每秒0.5~1.0 MPa的速度16、単轴压缩应力作用下的主要破坏形式有：圆锥形破坏和柱状劈裂破坏。
17、岩石的抗拉强度是指岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破怪时单位面积所能承受的拉力。
求得抗拉强度值的方法：直接拉伸法，抗弯法，劈裂法和点荷载实验法。
18、刚性实验机的工作原理：试验机主要由出力系统和金属框架组成。
进行岩石压缩实验时，试验机的金属框架则承受了与出力系统大小相同的应力。
此时，框架中将存着一定数量的弹性应变能。
当岩石达到峰值应力时，由于已超出岩石所能承受的极限应力，使得岩石将产生一个较大量的应变。
岩体力学知识点
岩石由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体。
岩体 由岩块和结构面共同组成的具有一定结构并赋存于一定地质环境中的地质体。
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。
结构体 由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体。
岩体结构1.结构面的发育程度及其组合关系。
2.结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
岩石的物理力学参数1.密度指标：岩石的颗粒密度s ρ、天然密度ρ、干密度d ρ、饱和密度sa ρ。
2.孔隙性：孔隙比e 、孔隙率n 。
3.水理性质：含水率ω、自由吸水率a W 、饱和吸水率sa W 、渗透系数K 。
4.抗风化特性：软化系数η、耐崩解性指数d I 、自由膨胀率H V 、侧向约束膨胀率HP V 、膨胀压力。
5.抗冻性：抗冻性系数f K 。
刚性试验机工作原理当试验机刚度Km 大于岩石刚度Ks 时，在相同的条件下，试验机附加给岩石的能量比岩石所能承受的能量小，要岩石继续产生应变必须依靠外荷载的加载做功才能实现。
因此，当试验机刚度大于岩石刚度时，才能记录下岩石峰值强度后的应力-应变曲线。
曲线形态 岩石特性 代表岩石直线型（弹脆性） 具有很明显的弹性特性的岩石 石英岩 玄武岩下凹型（弹塑性） 具有明显的塑形变形的岩石 石灰岩 粉砂岩上凹型（塑弹性） 具有较大的孔隙但较为坚硬的岩石 片麻岩S 型（塑弹塑型） 多孔且具有明显塑性的岩石大理石岩石应力—应变全过程曲线：指在刚性试验机上进行试验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力—应变曲线。
压密阶段：岩石内的微裂隙在外力作用下发生闭合，岩石压密。
曲线上凹，应变率随应力增加而减小，为不可恢复的塑性变形。
弹性阶段：初期裂隙压密后，岩石强度暂趋稳定。
曲线近似呈直线，弹性模量为常熟，很大程度上为可恢复的弹性变形。
（弹性模量泊松比）塑性阶段：曲线呈下凹状，有应变软化现象；塑性变形，变形不可恢复。
应变软化阶段：曲线斜率为负，软化现象显著，试件承载力随变形的增大而迅速下降。
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、较坚硬的岩石的剪切破坏.15.二、莫尔判据16.1。
斜直线型：同库仑--纳维尔判据17.2. 二次抛物线型:适用条件：高应力或软弱、较软弱岩石的剪切破坏18.3。
双曲线型：适用条件：中等应力或较坚硬岩的剪切破坏。
三、格里菲斯判据适用条件：非常适用于脆性岩石的拉破坏。
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。
蠕变：应力恒定，变形随时间发展。
松弛：应变恒定，应力随时间减少。
弹性后效：在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。
长期强度：当岩石承受超过某一临界应力时，其蠕变向不稳定蠕变发展，当小于该临界值时，其蠕变向稳定蠕变发展，称该临界值为岩石的长期强度。
2. 岩石反复冻融后强度下降的原因：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0C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。
岩体力学重点
第0章1.岩体力学的研究内容（1）岩块、岩体地质特征的研究（2）岩石的物理、水理与热学性质的研究（3）岩块的基本力学性质的研究（4）结构面力学性质的研究（5）岩体力学性质的研究（6）岩体中天然应力分布规律及其量测的理论与方法的研究（7）工程岩体分类及分类方法的研究（8）岩体变形破坏机理及其本构关系与破坏依据的研究（9）边坡岩体、地基岩体及地下洞室围岩等工程岩体的稳定性研究（10）岩体性质的改善与加固技术的研究，包括岩体性质、结构的改善与加固，地质环境〔地下水、地应力等〕的改进等（11）各种新技术、新方法与新理论在岩体力学中的应用研究（12）工程岩体的模型、模拟试验及原位检测技术的研究2.岩体力学的研究方法有哪些？〔1〕工程地质研究法〔2〕试验法〔3〕数学力学分析法〔4〕综合分析法第1章1.结构面、岩体的定义(1)结构面〔Discontinuous〕:是地质历史发展过程中，在岩体内部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)结构面〔Discontinuous〕:是地质历史发展过程中，在岩体内部形成的具有一定方向、一定规模、一定形态和特征的面、缝、层、带状的地质界面。
(3)岩体〔Rockmass〕：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。
2.结构面的分类〔1〕地质成因类型1〕原生结构面岩体在成岩过程中形成的结构面。
沉积结构面:沉积岩在沉积和成岩过程中形成的。
岩浆结构面:岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面。
变质结构面:在变质过程中形成的结构面。
2〕构造结构面是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面。
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。
〔2〕力学成因类型张性结构面〔Extension Discontinuous〕剪性结构面〔Shear Discontinuous〕〔3〕结构面的5个等级〔Scale〕I级结构面：是大断层或区域性断层,一般延伸约数公里至数十公里以上。
岩体力学
岩体力学概念1.岩石的软化系数：岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。
2.岩石的单轴抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力。
3.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。
4.岩石的质量指标RQD：大于10cm的岩心累计长度与钻孔进尺长度之比的百分比。
5.岩体的流变：岩石的变形或应力随时间而变化的现象叫流变。
6.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。
7.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科学，是一门应用型基础学科。
8.围岩应力：9.地下洞室：地下洞室指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
10.围岩抗力：围岩对衬砌的反力，称为围岩抗力。
简答1.在单向压缩荷载下，岩石试件的破坏形式是怎么样？①孔隙裂隙压密阶段OA：δ—E 曲线呈上凹型，曲线低斜率随应力增大而逐渐增大，表明微裂隙的闭合开始较快，后逐渐减慢。
②弹性变形至微破裂稳定发展阶段AC：微破裂稳定发展阶段的变形主要表现为塑性变形，试件内开始出现新的微破裂，并随应力的增加而逐渐发展，当荷载保持不变时，微破裂也停止发展。
③非稳定发展阶段CD：进入本阶段后，微破裂的发展出现了质的变化。
④破坏后阶段D点以后：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。
2.岩石的单向压力条件下，变形曲线类型及特征如何？直线型：通过原点的直线，其方程为p＝f(W)＝KW；加压过程中W随p成正比增加；岩体岩性均匀、结构面不发育或结构面分布均匀上凹型：曲线方程为p＝f(W)，dp/dW随p增大而递增，dp/dW＞0；层状及节理岩体多呈这类曲线上凸型：曲线方程为p＝f(W)，dp/dW随p增加而递减，d2p/dW2＜0。
；结构面发育且有泥质充填的岩体、较深处埋藏有软弱夹层或岩性软弱的岩体常呈这类曲线复合型：p-W曲线呈阶梯或“S”型。
矿山岩体力学知识点
矿山岩体力学知识点一、基本术语/名词（1）体力（2）面力（3）正应力（4）剪应力（5）正面（6）负面（7）主平面（8）主应力（9）静水压力（10）偏斜主应力（11）体积应变（12）连续性假设（13）完全弹性假设（14）均匀性假设（15）各向同性假设（16）小变形假设（17）岩块（18）结构面（19）岩体（20）岩石的结构（21）岩石的构造（22）密度（23）视密度（24）天然视密度（25）干视密度（26）饱和视密度（27）孔隙性（28）孔隙度（29）孔隙比（30）碎胀性（31）碎胀系数（32）压实性（33）残余碎胀系数（34）吸水性（35）自然吸水率（36）饱和吸水率（36）透水性（37）渗透系数（38）软化性（39）软化系数（40）膨胀性（41）膨胀率（42）膨胀应力（43）崩解性（44）崩解性指数（45）抗切强度（46）抗剪强度（47）摩擦强度（48）应变强化（49）应变软化（50）岩石扩容（51）流变（52）蠕变（53）松弛（54）结构面间距（55）结构面的连续性（56）结构面线连续性系数（57）结构面张开度（58）RQD指标（59）围岩（60）原岩应力（61）围岩应力（62）围岩压力（63）形变围岩压力（64）松动围岩压力（65）滑动围岩压力（66）原岩应力场（67）自重应力（68）构造应力二、基本概念/规律/特点（1）岩石力学特点（2）矿山岩体力学特点（3）剪应力互等性（4）岩石力学中应力分析基本规定（5）弹性力学基本假设（6）平面应力问题（7）平面应变问题（8）平衡微分方程（9）几何方程（10）物理方程（虎克定律）（11）圣维南原理（12）相容方程（13）逆解法（14）半逆解法（15）煤矿常见的岩石结构类型（16）基本岩石构造类型（17）岩石常见的破坏形式（18）岩石强度主要影响因素（19）岩石/岩体全应力—应变曲线阶段性特点（20）岩石蠕变三水平（21）岩石蠕变三阶段（22）按照地质成因岩体结构面分类（23）按照结构面力学性质分类（24）岩体的基本特征（25）岩体质量评价与分类的发展趋势（26）地应力分布基本规律（27）地应力直接测量法（28）地应力间接测量法（29）水压致裂法测量步骤（30）套孔应力解除法测量步骤（31）采场应力重新分布基本特点。
岩体力学重点
绪论岩体力学: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和破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型学科.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.岩体地质与结构特征岩体: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天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体.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.结构面成因类型:地质成因类型1.原生结构面:岩体在成岩过程中形成的结构面沉积结构面.岩浆结构面,变质结构面.2构造结构面:岩体在形成后在构造应力作用下形成的各种破裂结构面3.次生结构面:岩体在岩体形成后在外营力作用下形成的结构面岩体结构特征及结构控制论:岩体是由结构面网络及其所围限的岩石块体所组成的岩体结构类型划分整体状,块状,层状,碎裂状,散体状(结构)岩体破坏机制张破裂,剪破坏,流动变形岩体的物理力学性质水理性质吸水率:岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量mw1与岩样干质量之比饱水吸水率:岩石试件在高压和真空条件下自由吸入水的质量mw2与岩样干质量之比饱水系数:吸水率和饱水系数之比,反映岩石总开空隙发育程度软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质,软化系数KR,越小,软化强度越大抵抗冻融破坏的能力:抗冻系数,质量损失率透水性,渗透系数膨胀性:自由膨胀率,侧向约束膨胀率,膨胀压力.崩解性:岩石与水相互作用时失去黏结性,并完全变成丧失强度的松散物质的性能.,耐崩解性系数变形性质单轴压缩条件1.孔隙裂隙压密阶段2.弹性变形至微破裂稳定发展阶段3.非稳定破裂发展阶段4.破坏后阶段压缩-扩容变形模量(初始,切线,割线),泊松比围压对岩块变形破坏的影响:随围压增大塑形增加,当围压增加某个程度,岩石显示出由脆性向延性的过渡状态蠕变（应力不变，应变随时间增加而增加) 减速-等速,加速松弛（应变不变，应力随时间增加而减小）弹性后效（弹性应变滞后于应力）影响单轴抗压强度的因素一.岩石本身的性质(矿物组成,结构构造,密度,风化程度)二.试验条件方面1.试件的几何形状及加工程度2,加载速率3,端面条件4,温度和湿度5,层理结构三轴压缩强度:试件在三向压应力作用下能抵抗的最大轴向应力.单轴抗拉强度:在单向拉伸时能承受的最大的拉应力,。
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宜取4-6cm且大于矿物颗粒直径10倍以上； 高径比：取(2－3)时强度趋于稳定。 3.加载速率：加载速率越大，表现强度越高。
4.含水量：含水量越大强度越低，岩石越软越明显。 5.温度：180℃以下不明显，大于180℃湿度越高强度 越小。
类，并根据其好坏，进行相应的试验，赋予它必不可少的计算指 标参数，以便于合理地设计和采取相应的工程措施，达到经济， 合理，安全的目的。
①有明确的类级和适用对象；②有定量的指标；③类级一般分五 级为宜； ④分类方法简单明了，数字便于记忆和应用；⑤根据适用对象， 选择考虑因素。
影响岩体分类的主要因素 （1）岩石材料的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方 面。 （2）岩体的完整性。
由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然 岩石
物体。
由岩块和结构面共同组成的具有一定结构并赋存于一定 岩体
地质环境中的地质体。
岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质 结构面
界面。
结构体 由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体。
岩体 结构
1.结构面的发育程度及其组合关系。 2.结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形 态。
流变性：岩石在外部条件不变的条件下，应力或应变随时间而变化 的性质。包含：
蠕（徐）变 岩石在恒定外力作用下，应变随时间推移而增长 的特性。
应力松弛
在应变保持不变的情况下，应力随时间的推移而 减小的特性。
长期强度 在长期荷载的作用下岩石的强度。
典型蠕变曲线
加载一定时间后岩石产生蠕变，蠕变曲线下凹，应 瞬态蠕变阶
影响岩石蠕变的因素
1.岩石矿物成分 2.应力水平（低应力只产生前两个阶段，试件不破坏，变形趋于稳 定值。高应力第二阶段较短暂，迅速进入第三阶段直至破坏。中等
应力才能产生完整蠕变曲线） 3.温度与湿度
基本力学介质模型
弹性
塑性
粘性
常用岩石介质模型
弹塑性
粘弹性
马克斯韦尔 凯尔文
表征 具有一定刚度的弹簧 一滑块置于粗糙平面上（摩擦器） 粘壶
（3）水的影响。①使岩石及结构面充填物的物理力学性质劣化 ②沿岩体结构面形成渗透，影响岩体的稳定
性。 （4）地应力。对地下工程的稳定性影响非常大。
岩石质量指标RQD（修正的岩芯采取率）：采取岩芯总长度（10cm） 与钻孔在岩层中的长度之比。
0-25% 极差 25%-50% 差 50%-75% 中 75%-90% 好 90%-100% 极
等
好
巴顿隧道工程的Q分类 岩体的质量指标RQD
节理蚀变系数
节理组数系数 地下水影响系数
节理粗糙度系数 应力折减系数SRF
我国工程岩体分级标准
定 1.岩石坚硬程度（岩石单轴饱和抗压强度） 量 2.岩体完整程度（岩体完整性指数）岩体（石）弹性纵波速 指 度比 标
定性确定依然采用上述两参数，但主要靠人对工程岩体进行实际观 察。
不论岩石受力状态如何，最终在本质上都是拉伸应力引 格里菲斯
起岩石破坏。
评价
库仑强度理论是莫尔强度理论的直线形式。 莫尔强度理论使用方便，物理意义明确，但忽视了中间 应力的作用。 格氏理论推导岩石抗压强度为抗拉强度的8倍，反映了 岩石的真实情况，较好证明了岩石在任何应力状态下都
是由于拉伸引起破坏。 莫尔理论适用于塑性岩石，及脆性岩石的剪切破坏。 格氏理论适用于脆性岩石及材料破坏。 格里菲斯强度理论 的基本思路及其使用条 脆性材料的内部存在着许多裂纹，在外力作用下，微裂纹的尖 端附近产生很大的应力集中，当作用在裂纹尖端处的有效应力达到 形成新裂纹所需的能量时，裂纹沿着与最大拉应力成直角的方向扩 展，继而产生连接、贯通，最终导致宏观破裂。格里菲斯强度理论 适用于脆性岩石的拉破坏情况。
节理闭合后岩体变形曲线分类
直线型：反映岩体加压过程中变形随压力成正比增加。 A-1型：曲线斜率陡，呈直线，岩体刚度大，退压后岩体变形几 乎恢复到原点，以弹性变形为主。 A-2型：曲线斜率缓，呈直线，岩体刚度低，退压后岩体变形只 能部分恢复，有明显的不可恢复变形和回滞环，岩体变形不是弹性 的。 B-1型：每次加压曲线的斜率随着加压退压循环次数增加逐渐变 大，即岩体刚度增大，各退压曲线较缓且相互近于平行，变形系数 随压力增加而减小，岩体弹性变形逐渐增大。 B-2型：加压曲线斜率随压力增大而逐渐变大，即岩体刚度增 大，各卸荷曲线很陡，在卸荷后，变形大部分不可恢复。
岩石的物理力学参数
1.密度指标：岩石的颗粒密度、天然密度、干密度、饱和密度。 2.孔隙性：孔隙比、孔隙率。 3.水理性质：含水率、自由吸水率、饱和吸水率、渗透系数K。 4.抗风化特性：软化系数、耐崩解性指数、自由膨胀率、侧向约 束膨胀率、膨胀压力。 5.抗冻性：抗冻性系数。
刚性试验机工作原理
当试验机刚度Km大于岩石刚度Ks时，在相同的条件下，试验 机附加给岩石的能量比岩石所能承受的能量小，要岩石继续产生 应变必须依靠外荷载的加载做功才能实现。因此，当试验机刚度 大于岩石刚度时，才能记录下岩石峰值强度后的应力-应变曲 线。
变率随时间增长而减小；若卸载，瞬时弹性应变恢 段（AB）
复，之后出现弹性后效。 加载应变与时间呈直线变化，应变速率为常数；若 稳定蠕变阶 卸载，有瞬时弹性应变恢复，有弹性后效，有部分 段（BC） 不可恢复的永变应变。 非稳态蠕变 应变速率剧烈增加，曲线上凹，经过短暂的时间后 阶段（C以 试件将发生破坏。 后）
压密阶段：岩石内的微裂隙在外力作用下发生闭合，岩石压密。 曲线上凹，应变率随应力增加而减小，为不可恢复的塑性变形。
弹性阶段：初期裂隙压密后，岩石强度暂趋稳定。曲线近似呈直 线，弹性模量为常熟，很大程度上为可恢复的弹性变形。（弹性 模量 泊松比）
塑性阶段：曲线呈下凹状，有应变软化现象；塑性变形，变形不 可恢复。
下凹型：每次加压曲线在应力较小时近于平行，而有应力较大 时逐渐变缓，变形系数随压力增加而增加。
复合型：岩体受压时的力学行为复杂，同时岩体受压的边界条 件又随压力的增大而改变。
岩体变形模量 按 应力—应变曲线 求变形模量： 压应力σ εp为永久应变 εe为弹性应变 按 现场岩体变形机理 求变形模量
按 等价的连续岩体模型 求变形模量
结构面定量描述参数
产状（结构面的空间分布状态）——走向，倾向，倾角 间距（同组相邻结构面法线方向上该组结构面的平均距离） 延展性（在一个暴露面上能看见的结构面迹线的长度） 粗糙度和起伏度（相对于结构面的平均平面的不平整度）
面壁抗压强度（结构面两侧岩壁的等效抗压强度） 开度与充填物（结构面两面壁间的垂直距离，处在结构面缝隙中 的物质） 渗透性（结构面中是否存在渗流及渗流量）——流速，流量 结构面组数与岩块尺寸 结构面的存在构成了对岩体的切割，影响了岩体的完整性。（岩 体破碎程度） 裂隙度：沿着某个取样线方向，单位长度上节理的数量。 切割度：单位面积岩体中结构面面积所占比例。 结构面法向变形（法向闭合变形——法向弹性变形） 结构面剪切位移（剪切位移曲线）
③部分充填齿状接触。结构面内有部分充填物质，当充填物质被剪坏 时，结构面达到初始强度并开始进入齿状接触，以后的变形同无充填齿 状接触，并出现二次强化现象。
④软弱式接触。结构面两壁岩石比较软弱，没有起伏齿状剪坏现象， 但显示出明显的塑性变形，并伴随强化现象。其强度随位移增加而增
加，直至塑性破坏。
结构面的剪切强度 1.面摩擦2.楔效应摩擦3.转动摩擦4.滚动摩擦 摩擦系数影响因素 结构面的性质 接触面的光滑程度 结构面的湿度 结构面中充填 物的粘结度 滑移速度 温度 振动状态
身可作为连续介质看待。
结构面有优先位向排列的趋势，随着受力岩体的结 各向异性
构取向不同力学性质也各异。
结构面的方向、分布、密度及结构体的大小、形状 不均匀性 和镶嵌状况等在各部位都很不一致，造成岩体的不均
匀性。
在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力
赋存 场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形 地质因子 迹等。
岩体与岩石的变形 岩体的变形包括体积变形、形状变形、位置变形，总体而言分 为：
结构体变形（包括材料的弹性、塑性和粘性以及结构体的滚动 和转动变形）
结构面变形（包括压缩闭合或挤出变形、错动或滑动流动变形 等） 岩石由于整体比较完整不存在结构面，故岩石的变形主要是结构 体的变形而没有结构面的变形。
工程岩体分类的目的和原则 从工程实际需求出发，对工程建筑物基础或围岩的岩体进行分岩ຫໍສະໝຸດ 基本质量指标（BQ）：时取
时取
工程岩体质量指标修正值【BQ】= BQ-100（K1+K2+K3） 地下水影响 主要软弱结构面产状影响 初始应力状态影响
岩体的初始应力（地应力）：岩体在天然状态下所存在的内在应 力。
【由岩体的自重和地质构造运动所引起】 初始应力场：自重应力场和构造应力场 自重应力: 侧压力系数 上覆岩体重度 影响初始应力状态的因素：地质构造，自重应力。地形，地质构 造形态，岩体力学性质，水，温度。
有充填结平面接触
部分充填齿状接触
①有充填结平面接触。结构面之间被胶结物质充填，初始抗剪强度较 大，充填物被剪坏后，接触面变为平面接触，抗剪强度迅速下降至残余 强度。此时，初始强度即为最大强度，由充填物质的抗剪强度决定，而 残余强度受充填物质的颗粒级配、结构壁的强度和形态等因素的影响。
②无充填齿状接触。随着剪应力的增加，上下接触面逐渐进入起伏齿 接触，结构面出现向上（剪胀）或向下（剪缩）的位移，当部分起伏齿 被剪坏时，达到初始强度。随着位移的增加，起伏齿被剪坏的面积逐渐 增大，受剪面积逐渐减小并产生应力集中，直至剪切面缩小至足以使起 伏齿全部被剪坏，达到最大强度，结构面变成平面接触进入残余变形阶 段。
岩体的应力—应变曲线 岩石受到压缩荷载后，开始是弹性变形，随着荷载的增加，