岩体力学

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岩体力学-第8章岩体的力学性质--贺虎

岩体力学-第8章岩体的力学性质--贺虎

2
σ3=0
1m
3
2(C j 3tg j ) (1 tg jctg )sin 2
当β=45°+φj/2时,岩体强度取得最低值
1 3 min
2(C j 3tg j ) 1 tg 2 j tg j
耶格(Jaeger)单结构面理论
含多组结构面,且假定各组结构面具有相同的性质时,可分步运用单结构面 理论确定岩体强度包线及岩体强度。
二、岩体变形参数估算
一是在现场地质调查的基础上,建立适当的岩体地质力学模型 ,利用室内小试件试验资料来估算。
二是在岩体质量评价和大量试验资料的基础上,建立岩体分类 指标与变形参数之间的经验关系,并用于变形参数估算。
1、层状岩体变形参数估算
层状岩体的地质力学模型 假设各岩层厚度相等为S,且性质
D—圆(方)板直径(边长)。
定,裂隙越不均匀则要求面积 越大,一般0.25~1.00m2。
ω是与承压板形状与刚度有关的系数。
对于圆形板ω=0.785;对于方形板ω=0.886
2、钻孔变形法
优点:①对岩体扰动小;②可以在 地下水位以下和相当深的部位进行;
Hale Waihona Puke Emdp(1 Um )
③试验方向基本上不受限制,而且
第六章 岩体的力学性质
§6.1 岩体的变形性质 §6.2 岩体的强度性质 §6.3 岩体的动力学性质 §6.4 岩体的水力学性质
§6.1 岩体的变形性质
•在受力条件改变时岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和, 而结构变形通常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和 滑动等变形。从岩体的定义:岩块+结构面=>岩体 •岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 •在一般情况下,岩体的结构变形起着控制作用。

岩土力学

岩土力学

岩体力学的发展可分为两个阶段: 连续介质力学阶段。把岩体视为一种完整的连续介质材料,将连 续介质力学的理论和方法,特别是把土力学理论移植过来,用于 解决在工程建设中遇到的岩体力学问题。 碎裂岩体力学阶段。在20世纪50年代末和60年代初,国际上发生 了几次大型水坝工程事故。在对这些重大事故研究过程中,逐渐 注意到岩体并不是完整一块,而是由节理、断裂等切割成的碎裂 岩体。在岩体力学研究中重视了节理、断裂面等力学作用,提出 了不连续性、不均匀性、各向异性是岩体的重要特征;注意到尺 寸效应等现象。在力学分析上出现了块体分析的理论和方法。 当 前,连续介质力学理论仍具有支配作用。同时,正在注意研究碎 裂介质岩体力学分析理论和方法;研究结构力学的理论和方法在 岩体力学研究中的应用;研究运用岩体变形观测反分析与岩体改 造措施相结合的实用岩体力学问题,不断地深入认识岩体,修改 设计,补充岩体改造措施,使岩体工程设计逐步完善,并有了一 套应用岩体力学的理论和方法。
拉伸破坏
劈裂破坏
剪切破坏
延性破坏
岩石材料的试验机
非刚性机
刚性机
岩石的强度
岩石的强度——表示岩石抵抗外力破坏能力的大小 峰值强度——在临近破坏时具有的最大承载能力。 残余强度——在发生破坏后仍然具有的承载能力。 岩石的抗压强度、抗剪强度及抗拉强度——岩石在
压缩、剪切或拉伸应力作用下的抗破坏能力各不相同,与 之相对应的强度值分别为抗压强度、抗剪强度和抗拉强度。
o B、沉积岩 o 是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质,在 原地或被外力搬运,在适当条件下沉积下来, 经胶结和成岩作用而形成的,具层理构造。
o C、变质岩 o 是在已有岩石的基础上,经过变质混合作用后 形成的。由于温度、压力的不同,则有高温变 质、中温变质及低温变质,再加上作用力的不 同,又有更多的组合的变质混合条件。

岩体的力学性质

岩体的力学性质

结构面: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界面或带。

又称不连续面.结构面包括物质分异面和不连续面。

软弱结构面:结构面中规模较大,强度低,易变性的结构面。

结构体:被结构面切割成的岩石块体。

裂隙度K:是指沿取样线方向单位长度上的节理数量。

切割度Xe:指岩体被节理割裂分离的程度。

剪胀现象:规则齿状结构面在正应力很小的时将沿着齿面滑动,结构面张开,发生剪胀现象岩体的强度:指岩体抵抗外力破坏的能力,包括抗压强度和抗剪强度。

抗剪断强度:指正应力作用下岩体发生剪断破坏时的最大切应力。

摩擦强度:着正应力下岩体沿着既有破裂面发生剪切破坏时的最大切应力。

抗切强度:指剪切破坏面上的法向应力为零时的最大切应力。

岩体完整性系数:岩体与岩石中纵波传播速度的比值的平方。

岩体的动力学性质:指动荷载下岩体表现出的性质。

张节理:是岩体在张应力作用下形成的一系列裂隙的组合,一般粗糙,宽窄不一且延展性较差剪节理:指岩体在切应力作用下形成的一系列裂隙的组合,一般平直光滑,延展性相对比较好张性断层:由张应力或与张断层平行的压应力形成的断层。

压性断层:主要是指压性逆断层,逆掩断层,断层面上常有与走向大致垂直的逆冲擦痕,大致平行集中出现的一系列压性断层构成挤压断层带。

剪性断层:主要指平移断层以及部分正断层,剪裂面产状稳定,断面平整光滑。

劈理:指在地应力作用下,岩石沿着一定方向产生大致平行的破裂面。

泥化夹层:是由于水的作用时夹层内的松软物质泥化而成,其产状与岩层基本一致。

影响结构面力学性质的因素:答:1.结构面两侧结构体的力学性质2.结构面的几何特征3.结构面的尺寸效应4.填充物的力学性质5.水对泥夹层的软化作用6.后期加载过程7.泥化夹层的时效性8. 前期变形历史●影响岩体中结构体特征的因素:答:1.切割岩体的结构面组数2.岩石的类型3.区域构造运动的强度4.工程岩体的破坏方式●影响岩体变形性质与试验结果的因素:答:1.岩体性质2.岩体中结构面发育特征3.岩体试验加载速率,加载过快,岩石变形不充分,导致变形模量较大4.温度,一般来说,温度增高,岩体延性加大,屈服点随之降低。

岩体卸荷力学

岩体卸荷力学

岩体卸荷力学
岩体卸荷力学又称为岩体解体力学或岩体失稳力学,是研究岩体从承受荷载状态向无荷载状态转化过程中的力学行为的学科。

岩体卸荷力学主要研究岩体在卸荷过程中的变形、破裂和失稳等现象,以及影响这些现象的各种因素。

岩体卸荷力学的研究对象是岩体内部的裂隙和裂缝系统。

在岩石内部存在着各种不同尺度的裂隙和裂缝,这些裂隙和裂缝的形成和发展对岩体的力学性质和稳定性有着重要的影响。

岩体在荷载作用下会发生变形和破裂,而在卸荷过程中,这些变形和破裂的特点和机制则是岩体卸荷力学研究的核心内容。

岩体卸荷力学的研究方法包括现场观测、室内试验和数值模拟等。

现场观测是通过对实际岩体的变形和破裂现象进行直接观察和记录来获得数据和信息的方法。

室内试验是在实验室中对岩体进行加载和卸载试验,通过测量岩体的力学性能参数来研究岩体的卸荷过程。

数值模拟是利用计算机模拟岩体卸荷过程的力学行为,通过数值计算和模拟得到岩体的变形和破裂等信息。

岩体卸荷力学的研究成果对预测和评估岩体的稳定性和安全性具有重要的意义。

研究人员可以通过对岩体内部裂隙和裂缝的分布和演化进行分析,了解岩体在卸荷过程中的变形和破裂机制,从而为岩体工程设计、岩体监测和岩体灾害预防等提供科学依据。

《岩石力学》复习资料

《岩石力学》复习资料

《岩石力学》复习资料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;③现场测试;④实际应用;研究内容:①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征,岩石的物理、水理性质,岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征,结构面的变性特征和强度参数的确定等);②岩石和岩体的本构关系(岩块的本构关系,岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系);③工程岩体的应力、变形和强度理论(岩体初始应力测量及分布规律,岩体中应力、应变和位移计算,岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价):④岩石(岩块)室内实验(室内实验是岩石力学研究的基本手段);⑤岩体测试和工程稳定监测(岩体原位力学实验原理和方法,岩体结构面分布规律的统计测试,岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用,工程稳定准则和安全预测理论与方法)。

岩土力学总复习

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第2章 地基变形计算§2.1 概述◆地基变形按成因的分类◆地基变形按计算原理的主要方法§2.2 分层总与法(应力比法)◆计算原理与主要计算步骤▲具体计算方法§2.3 规范法◆计算原理与计算步骤▲具体计算方法▲平均附加应力系数的含义△规范法的优点§2.4 相邻荷载对地基变形的影响▲采用分区后叠加法§2.5 e-lg σ法(考虑应力历史法)◆正常固结土、超固结土、欠固结土变形计算中的压缩、再压缩与压缩指数(Cc)、回弹指数(Ce)的应用(公式不需死记)§2.6 弹性力学公式法(三向变形效应法)△一般了解§2.7 饱与粘性土的渗透固结▲渗透固结的影响因素及研究意义▲一维渗透固结理论的基本假设△固结方程的推导过程◆固结度的概念及其应用、固结层厚度(H)的取法第3章土压力理论§3.1 挡土墙上的土压力◆土压力的概念及其影响因素◆土压力的类型p0、p a、p p◆静止土压力的计算§3.2 朗肯土压力理论◆朗肯土压力理论的前提假设◆无粘性土、粘性土的主动土压力与被动土压力的计算方法◆填土分层、有地下水与表面有均布荷载情况下朗肯土压力的计算§3.3 库仑土压力理论◆基本假设◆无粘性土的库仑土压力计算原理△粘性土的库仑土压力计算原理◆坦墙的概念第4章土的抗剪强度与地基承载力§4.1 土的抗剪强度◆土的抗剪强度概念及剪切破坏本质与破坏条件△测定抗剪强度的常用方法◆掌握库仑公式的总应力法与有效应力法的表示方法◆莫尔-库仑强度理论的公式法与图解法◆直剪试验条件对实际排水条件的模拟△孔隙水压力系数A、B的确定方法◆应力路径的概念及正常固结土与超固结土应力路径的不同§4.2 (浅基础)地基承载力概述◆地基破坏的基本模式、阶段与界限荷载◆地基承载力与地基承载力特征值的概念§4.3 地基承载力的理论公式法◆临塑荷载公式法与临界荷载公式法的基本原理◆通过极限承载力通式分析地基承载力的组成及其影响因素§4.4 地基承载力的原位试验法与§4.5 地基承载力的经验法△一般了解第5章土坡稳定性分析§5.1 概述◆影响土坡稳定性的因素§5.2 无粘性土坡稳定性分析◆无粘性土坡稳定性分析方法§5.3 粘性土坡稳定性分析◆(瑞典)圆弧法的计算原理及确定滑弧圆心的技巧△毕肖普(圆弧)条分法的计算原理及设定圆心与分条的技巧◆掌握费伦纽斯法、毕肖普法与简化毕肖普法在计算原理上的区别△不平衡推力传递法与复合型滑面的土坡稳定性计算原理§5.4 土坡稳定性分析中的若干问题△一般了解第二部分岩体力学绪论◆岩体力学的研究对象与任务◆(工程)岩体的概念及其工程特性第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介§1.1 岩块的地质特性◆岩块及其结构的概念§1.2 结构面的地质特性◆结构面、软弱结构面与泥化夹层的概念▲结构面在岩体工程稳定性中的重要作用§1.3 岩体的地质特性◆岩体结构的概念及其分类方案§1.4 岩体的工程分类简介◆岩块的力学强度分类、RQD概念▲巴顿岩体质量(Q)分类中三项指标的含义第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质§2.1 岩石的物理性质◆岩石空隙性中的n=n o+n c=(n a+ n b)+n c§2.2 岩石的水理性质◆岩石的吸水率、饱与吸水率、饱水系数、软化系数与抗冻系数的定义及其与空隙性指标的关系§2.3 岩石的热学性质(不作要求)第3章岩块(石)的变形与强度§3.1 概述△岩块力学属性的基本类型§3.2 岩石(块)的变形性质一、单轴压缩下的变形◆岩块的变形阶段、机理及特征指标◆动荷载、蠕变荷载、弹性滞后、应变强化、回滞环、岩石的“记忆”、疲劳破坏与疲劳强度等概念▲荷载条件对岩石变形的影响二、三轴压缩下的变形△一般了解三、岩石的蠕变性◆岩石的蠕变、流动、长期强度、极限长期强度的概念◆蠕变类型、蠕变阶段的划分▲M、K、Bu蠕变模型及其本构方程、本构曲线§3.3 岩石(块)的力学强度◆岩块单轴抗压强度(σc)概念及其影响因素◆岩块三轴抗压强度(σ1m)概念及其影响因素◆岩块单轴抗拉强度(σt)概念◆岩块抗剪强度(τf)概念及其按试验方法的分类§3.4 岩石(块)的破坏判据◆岩石破坏判据与强度理论的概念◆库仑—纳维尔判据与莫尔判据的基本原理◆格列菲斯判据与修正格列菲斯判据的本质及其区别第4章结构面的变形与强度§4.1 结构面的变形性◆结构面的法向刚度与剪切刚度的概念§4.2 结构面的力学强度(τf或c j、φj)△平直无充填结构面、粗糙起伏结构面、非贯通的断续结构面、具有软弱物充填的结构面4类结构面力学强度的主要特征第5章岩体的力学性质◆控制岩体力学性质的主要因素§5.1岩体的变形性质△岩体变形的主要试验△岩体变形参数(E m、E me)的静力载荷试验法的确定原理△岩体变形的组成、类型及其特征◆岩体变形结构效应的概念§5.2 岩体的强度性质◆岩体剪切强度的概念及其分类与主要影响因素◆岩体抗压强度的结构面产状效应:公式法与摩尔图解法▲约翰图解法第6章岩体中的天然应力§6.1 概述◆天然应力与重分布应力的概念▲研究岩体天然应力的意义§6.2 岩体中天然应力的分布特征△一般了解§6.3 岩体天然应力的量测▲量测原理§6.4 岩体中天然应力的估算不作要求第7章地下洞室围岩稳定性分析§7.1 概述◆围岩与围岩应力的概念§7.2 围岩应力的计算◆无压圆形洞室弹性围岩洞壁处应力计算及λ的影响◆无压圆形洞室弹性围岩λ=1.0时围岩应力计算及其分布规律△(其它洞形洞壁处的σθ计算一般了解)◆无压圆形洞室塑性围岩的应力分带及求塑性圈半径的修正芬纳-塔罗勃公式的应用◆掌握有压圆形洞室弹性围岩的应力计算§7.3 围岩的变形与破坏分析△围岩变形破坏的结构效应△弹性围岩与塑性围岩的位移计算▲围岩破坏区范围圈定的原理§7.4 围岩压力计算◆围岩压力的概念及其按形成机理的分类◆形变围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力的概念◆形变围岩压力的修正芬纳-塔罗勃公式的应用◆岩爆的产生条件§7.5 围岩抗力与围岩极限承载力◆掌握围岩抗力、抗力系数、单位抗力系数与围岩极限承载力的概念第8章岩体边坡稳定性分析§8.1 概述△一般了解§8.2 岩体边坡的应力分布特征◆应力分布特征△影响因素§8.3 边坡岩体的变形与破坏分析简介(定性)▲掌握边坡岩体的变形类型与破坏类型△影响因素§8.4岩体边坡稳定性分析步骤△一般了解§8.5 平面滑动型岩体边坡稳定性计算(平面问题)◆考虑地下水与地震荷载的单滑面岩坡稳定性计算原理与方法▲同向双平面滑动稳定性计算原理(含滑体内有与无结构面的情况)§8.6 楔形体滑动型岩体边坡稳定性计算(空间问题)▲楔形体滑动的稳定性计算原理。

岩石力学名词解释

岩石力学名词解释

1. RQD 岩石质量指标,评价岩石质量和稳定性好坏的指标之一,以cm及以上岩芯累计长度与钻孔总长度的比值(%)表示。

2. 安全系数 极限应力与许用应力之比。

3. 搬运作用 风化作用和剥蚀作用产生的各种产物,从原地被转移到另一地方的过程搬运作用。

4. 崩塌 是指块状岩体与岩坡分离向前翻落而下。

崩塌一般以边坡表面的破坏现象体现。

5. 边坡蠕动 边坡岩体在自重应力为主的坡体长期作用下,向临空方向缓慢而持续的变形,称为边坡蠕动。

包括表层蠕动和深层蠕动两种。

6. 边坡松动 边坡形成初期,在坡面上形成一系列与坡面近于平行的陡倾斜张开裂隙,被这种裂隙切割的岩体便向临方向松开、移动,这种过程和现象称为松动。

7. 边坡松动带 把发育有松动裂隙的坡体部位称为边坡松动带。

8. 边坡稳定性系数 沿最危险破坏面作用的最大抗滑力(或力矩)与下滑力(或力矩)的比值。

9. 变形模量 表述材料正应力与变形关系的物力量,用正应力与总应变(体应变)的比值表示。

10. 变质岩 在已有岩石的基础上,在适当的温度、压力条件下,经过变质混合作用而形成的岩石。

11. 变质作用 地球上已形成的岩石,在地下特定的环境中,由于受压力、温度或流体作用的影响,使岩石的物质成分、结构和构造发生一系列变化的作用称变质作用。

12. 剥蚀作用 指风及河流、地下水、海(湖)、冰川中的水体在运动状态下对地表或地下岩石产生的破坏,并将破坏形成的产物带走的作用过程,称为剥蚀作用。

13. 泊松比 表述材料横向应变与纵向应变关系的物力量,用横向应变与纵向应变的比值表示。

14. 残余应力 指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。

15. 侧压系数 岩体中一点的水平应力与垂直应力的比值。

16. 测压系数 深埋岩体内部垂直应力与水平应力的比值。

17. 层理 层理是沉积岩的构造,指沉积岩在垂向上由于成分、结构或颜色变化形成的层状构造;18. 沉积岩 由风化剥蚀作用火山作用形成的物质,在原地或被外力搬运,在适当条件下沉积下来,经胶结或成岩作用而形成的岩石。

岩石力学名词解释

岩石力学名词解释

一.岩石的物理力学性质1.岩体:位于一定地质环境中,在各种宏观地质界面(断层、节理、破碎带等)分割下形成的有一定结构的地质体。

由结构面与结构体组成的地质体。

2.岩石:是经过地质作用而天然形成的一种或多种矿物的集合体。

具有一定结构构造的矿物(含结晶和非结晶的)集合体。

3.岩(体)石力学:是力学的一个分支学科,是研究岩(体)石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一门基础学科。

4.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。

5.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。

6.空隙指数:指在0.1MPa压力条件下,干燥岩石吸入水的重量与岩石干重量的比值。

7.软化性:软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。

8.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。

9.膨胀性:是指岩石浸水后体积增大的性质。

10.单轴抗压强度:是指岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值。

,11.抗拉强度:是指岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值。

12.抗剪强度:指岩石抵抗剪切破坏的能力。

13.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”。

14.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”。

引起结构面尺寸效应的基本因素:结构面的强度与峰值剪胀角。

15.延性度:指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变。

16.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。

17.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。

18.应力松弛:是指当应变不变时,岩石的应力随时间增加而不断减小的现象。

19.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。

20.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。

岩土力学复习题

岩土力学复习题

复习提纲1.何谓岩体力学?它的研究任务和对象是什么?岩体力学(rockmass mechanics)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。

岩体力学(rockmass mechanics)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.岩体力学采用的研究方法有哪些?(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。

3.何谓岩块?岩体?试比较岩块、岩体与土的异同点。

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。

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。

相同点:岩石和土一样,也是由固体、液体和气体三相组成的。

4.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几类?各有什么特点?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。

(一)地质成因类型原生结构面构造结构面次生结构面(二)力学成因类型张性结构面剪性结构面(一)1.原生结构面 岩体在成岩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,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。

(二)1张性结构面特点:张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙,起伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富,导水性强2剪性结构面特点:连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕镜面等。

5.剪性结构面有何特征?为什么岩体中以剪性结构面数量最多?6.何谓岩体结构?各类岩体结构的主要区别是什么?岩体结构指岩体中结构面与结构体的排列组合关系。

分为整体状、块状、层状、碎裂状、散体状结构。

(完整word版)岩石力学课本

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第一章绪论第一节岩体力学与工程实践岩体力学(rockmass mechanics)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。

岩体力学的研究对象是各类岩体,而服务对象则涉及到许多领域和学科。

如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、重要工厂(如核电站、大型发电厂及大型钢铁厂等)以及地震地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科都应用到岩体力学的理论和方法。

但不同的领域和学科对岩体力学的要求和研究重点是不同的。

概括起来,可分为三个方面:①为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学,重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。

②为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学,主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。

③为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学,重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理,为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。

以上三方面的研究虽各有侧重点,但对岩石及岩体基本物理力学性质的研究却是共同的。

本书主要是以各类建筑工程和采矿工程为服务对象编写的,因此,也可称为工程岩体力学。

在岩体表面或其内部进行任何工程活动,都必须符合安全、经济和正常运营的原则。

以露天采矿边坡坡角选择为例,坡角选择过陡,会使边坡不稳定,无法正常采矿作业,坡角选择过缓,又会加大其剥采量,增加其采矿成本。

然而,要使岩体工程既安全稳定又经济合理,必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。

其中,准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性,进而从岩体力学观点出发,选择相对优良的工程场址,防止重大事故,为合理的工程设计提供岩体力学依据,是工程岩体力学研究的根本目的和任务。

岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。

第四章岩体的基本力学性质

第四章岩体的基本力学性质

结构面的状态对岩体的工程性质的影响是指结构面的产状、形 态、延展尺度、发育程度、密集程度。 结构面的产状:结构面的产状对岩体是否沿某一结构面滑动起控 制作用。 结构面的形态:结构面的形态决定结构面抗滑力的大小,当结构 面的起伏程度较大,粗糙度高时,其抗滑力就大。 结构面的延展尺度:在工程岩体范围内,延展尺度大的结构面, 完全控制岩体的强度。 结构面的密集程度:以岩体的裂隙度和切割度表征岩体结构面的 密集程度。
又A=h2,节理面的法向弹性变形量δ0=2δ,代入Boussnisq解,得 接触面为方形时,m=0.95,μ≅0.25,则上式变为
(二)节理的闭合变形 含啮合变形(配称实验)和压碎变形(非配称实验)。 下面介绍Goodman方法:
(1)结构面闭合试验(VmC的确定) 步骤: 1)备制试件; 2)作ζ-ε曲线(a); 3)将试件切开,并配 称接触再作曲线(b); 4)非配称接触,作曲线(c); 5)两种节理的可压缩性法向 Nhomakorabea切向
(1)有n个点接触,每个接触 面边长为h
(2)每个接触面受力相同
(3)每个接触面力学特性 相同
2、计算公式 半无限体上作用一个集中力的布辛涅斯克(Boussnisq)解
δ-变形量;Q-荷载;A-荷载作用面积;E、μ-弹性模量、泊 松比;m-与荷载面积形状因素有关的系数,方形面积m=0.95 设节理面的边长为d,作用于节理面上的应力为ζ,则作用 在每一个接触面上的荷载
统计结构面 实测结构面
V 级结构面--细小的结构面
• Ⅰ级 指大断层或区域性断层。控制工程建设地区的地壳稳 定性,直接影响工程岩体稳定性;
• Ⅱ级 指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。 • 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。 Ⅱ、Ⅲ级结构面控制着工程岩体力学作用的边界条件 和破坏方式,它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面 ,直接威胁工程安全稳定性

岩石力学重要知识点总结,期末考试复习

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。

岩石力学课本

岩石力学课本

第一章绪论第一节岩体力学与工程实践岩体力学(rockmass mechanics)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。

岩体力学的研究对象是各类岩体,而服务对象则涉及到许多领域和学科。

如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、重要工厂(如核电站、大型发电厂及大型钢铁厂等)以及地震地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科都应用到岩体力学的理论和方法。

但不同的领域和学科对岩体力学的要求和研究重点是不同的。

概括起来,可分为三个方面:①为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学,重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。

②为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学,主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。

③为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学,重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理,为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。

以上三方面的研究虽各有侧重点,但对岩石及岩体基本物理力学性质的研究却是共同的。

本书主要是以各类建筑工程和采矿工程为服务对象编写的,因此,也可称为工程岩体力学。

在岩体表面或其内部进行任何工程活动,都必须符合安全、经济和正常运营的原则。

以露天采矿边坡坡角选择为例,坡角选择过陡,会使边坡不稳定,无法正常采矿作业,坡角选择过缓,又会加大其剥采量,增加其采矿成本。

然而,要使岩体工程既安全稳定又经济合理,必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。

其中,准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性,进而从岩体力学观点出发,选择相对优良的工程场址,防止重大事故,为合理的工程设计提供岩体力学依据,是工程岩体力学研究的根本目的和任务。

岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。

4岩体的力学性质及工程分类

4岩体的力学性质及工程分类

0.35~0.15 <0.15
破碎
极破碎
4、按岩芯质量指标(RQD)分类
蒂尔(Deer,1968)提出根据钻探时岩芯完好程度来判断岩 体的质量,对岩体分类。
RQD li 100% L
式中:li —所取岩芯中≥10cm长度的岩芯段的长度; L—钻进岩芯的总程度,m。
RQD(%) 0~25
等级

分类
很差
25~50 Ⅱ 差
50~75 Ⅲ
较好
75~90 Ⅳ
良好
90~100 Ⅴ
很好
例 某钻孔的长度为250cm,其 中岩芯采取总长度为200cm,而 大于10cm的岩芯总长度为 157cm(如图所示), 则岩芯采取率: 200/250=80%
RQD=157/250=63% 岩体分类为:Ⅲ类、中等岩体

岩体的破坏机制也受控于岩体结构: 结构控制有:岩体破坏难易程度、岩体破坏的规模、岩 体破坏的过程及岩体破坏的主要方式等。
岩体破坏机制受岩体结构控制
整块体结构岩 体
①张破裂 ②剪破坏
块状结构岩 体
结构体沿结 构面滑动
碎裂状结构岩体
①结构体张破裂
②结构体
剪破裂
③结构体流动变形 ④结构体沿
结构面滑动
⑤结构体转动
分类的目的:为岩体工程建设的勘察、设计、施工和 编制定额提供必要的基本依据。
按分类目的,可分为综合性和专题性两种;按其所涉及的因素 多少,可分为单因素分类法和多因素分类法两种。
一、工程岩体分类的参考影响因素
1、岩石的质量。主要表现在岩石的强度和变形性质方面。
2、岩体的完整性。岩体完整性取决于不连续面的组数和
5、地下水的影响。渗流,软化,膨胀,崩解,静、动水 压力等。

《岩体力学》pdf

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《岩体力学》是一本关于岩石力学理论和实践的专业书籍。

岩石力学是研究岩石在各种物理、化学和力学作用下的变形、破坏和流动规律的学科。

它是地质科学、地球物理学、工程地质学等多学科交叉的基础学科,也是石油工程、矿山工程、地下工程、水利工程等工程技术的重要基础。

本书详细介绍了岩石的基本性质、岩石的应力应变关系、岩石的破坏和流动规律、岩石的热力学性质等内容。

同时,还介绍了岩石力学在石油工程、矿山工程、地下工程、水利工程等工程技术中的应用。

本书的特点是理论与实践相结合,既有深入的理论分析,又有丰富的实例说明。

它不仅适合作为高等院校地质科学、石油工程、矿山工程、地下工程、水利工程等专业的教材,也适合作为相关工程技术人员的参考书。

《岩体力学》是一本全面、深入、实用的岩石力学专著,对于学习和理解岩石力学的基本理论和方法,以及其在工程技术中的应用具有重要的参考价值。

工程岩体分级标准

工程岩体分级标准

工程岩体分级标准工程岩体分级标准是指根据岩体的力学性质、岩体结构和岩体稳定性等特征,对岩体进行分类和评定的标准。

岩体在工程施工中扮演着重要的角色,其稳定性直接关系到工程的安全性和可靠性。

因此,对岩体进行科学合理的分级评定,是保障工程施工质量和安全的重要环节。

一、岩体力学性质。

岩体的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。

根据岩石的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标,可以将岩体分为强、中、弱三个等级。

强岩体具有较高的抗压强度和抗拉强度,适合用于大型工程的基础和支护结构;中岩体的力学性质一般,适合用于中小型工程的基础和支护结构;弱岩体的力学性质较差,需要采取特殊的支护措施才能保证工程的安全施工。

二、岩体结构。

岩体结构是指岩石的裂隙、节理、岩层倾角等特征。

根据岩体结构的复杂程度和对工程施工的影响程度,可以将岩体分为简单、中等、复杂三个等级。

简单岩体结构指岩石中裂隙和节理较少,对工程施工影响较小;中等岩体结构指岩石中存在一定数量的裂隙和节理,对工程施工有一定影响;复杂岩体结构指岩石中存在大量的裂隙和节理,对工程施工影响较大,需要采取相应的支护措施。

三、岩体稳定性。

岩体稳定性是指岩体在外力作用下的稳定性和变形能力。

根据岩体的稳定性和变形能力,可以将岩体分为稳定、较稳定、不稳定三个等级。

稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较强,不易发生破坏;较稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力一般,可能发生一定程度的破坏;不稳定岩体指岩石在外力作用下变形能力较差,容易发生破坏,需要采取有效的支护措施。

综上所述,工程岩体分级标准是工程施工中重要的一环,对岩体进行科学合理的分类和评定,有助于制定合理的支护措施,保障工程施工的安全和可靠。

在实际工程中,应根据岩体的力学性质、结构和稳定性等特征,综合评定岩体的分级,并采取相应的支护措施,确保工程施工的顺利进行。

8 岩体的力学性质

8 岩体的力学性质
V
式中:d — 钻孔孔径 ,р— 计算压力,等于实验压力与初 始压力之差,Mpa;V — 径向位移,cm。
(3) 岩体变形曲线类型 由于岩体中结构面的发育情况及岩石坚硬程度等的差异, 岩体变形试验求得的压力P — 变形W曲线是复杂多变的。总括 起来,可归纳为如图所示的三类。 1.直线型:如图P—W曲线呈近似直线关系,反映岩体坚硬、致 密,裂隙不发育,或只有分布均匀的细小裂隙,岩体变形模量 较大,塑性变形小。 2.上凹型:P—W曲线在载荷低时斜率小,塑性变形大,随着载 荷的加大,曲线斜率逐渐增大,塑性变形趋于稳定;反映岩体 的岩性坚硬,裂隙发育,且多呈张开而无充填;在载荷作用下, 裂隙逐渐闭合或发生镶嵌作用而被挤紧。 3.下凹型:P—W曲线在低载荷下近似直线,表现为弹性变形; 当载荷增大时呈曲线,表现为塑性变形;反映岩体的岩性较软 弱,或岩体的较深部位埋藏有软弱夹层,或岩体裂隙发育,且 有泥质充填。
(2)构造结构面
各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面,如劈理、节理、 断层、层间错动面等。 节理面在走向延展及纵深发展上,其范围都是有限的,大者 一般不过上百米,小者仅有几厘米.张节理面一般粗糙,参差 不齐,宽窄不一,延展性较差,剪节理面一般平直光滑,延展 性相对较好,节理面上常见有擦痕和各种泥质薄膜,如高岭石、 绿泥石、滑石等,因此,剪节理面尽管接触紧密,但却易于滑 动。 断层面的规模相差比较悬殊,有的深切岩石圈几十公里,有 的仅限于地壳表层或只在地表数十米.但是,相对工程而言, 断层面一般是延展性较好的结构面.断层面(或帘)的物质成分 主要是构造岩,如断层泥、糜棱岩、角砾岩、压碎岩等.层间 错动带是在层状岩体中常见的一种构造结构面,其产状一般与 岩层一致。 延展性较好,结构面中的物质,因受构造错动的影响,多呈 破碎状、鳞片状,且含泥质物。
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岩块:不含显著结构面的岩石块体,是构成岩石的最小岩石单元体。

岩体:通常是指一定工程范围内的自然地质体。

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。

岩石的结构:矿物颗粒的形状、大小和联结方式所决定的结构特征。

岩石的构造:各种不同结构的矿物集合体的各种分布和排列方式。

岩石的水理性质:岩石在含水或者浸水等条件下体现主来的的与水作用有关的性质。

包括:吸水性,软化性,崩解性,膨胀性,抗冻性和渗透性。

表征吸水率的指标:含水率、吸水率、饱和吸水率、饱水系数。

含水率:岩石空隙中含水的质量与固体质量之比。

吸水率:一定实验条件下岩石吸入水的质量和岩石固体质量之比,用百分数表示。

软化性:岩石在保水状态下强度相对降低的性能,用软化系数来表征。

软化系数:饱和岩石单轴抗压强度与干燥岩石单轴抗压强度的比值。

崩解性:岩石与水相互作用时失去粘结性并且变成完全丧失强度松散物质的性能。

膨胀性:岩石浸水后体积增大的性质。

抗冻性:岩石地抗冻融破坏的能力。

岩石密度:单位体积内岩石的质量。

岩石颗粒密度:岩石固体部分的质量与固体体积比值。

岩体和岩块的区别:块,强度高,无结构面,体积小,连续性均匀介质,研究方法简单,反应工程实际较差。

体相反。

岩石应力应变全过程曲线:孔隙裂隙压密阶段 OA,弹性变形阶段 A B,微弹性裂隙稳定发展阶段 BC,非稳定破裂阶段 CD,破坏后阶段 DE。

岩石的拉伸破坏实验分为:直接拉伸实验法、抗弯法、劈裂法、点载荷实验法。

后两种常用。

单轴抗压强度:岩石在单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力。

单轴抗拉强度:岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏是所能承受的最大拉应力。

泊松比:在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。

变形模量:在部分侧限条件下,其应力增量与相应的应变增量的比值。

残余强度:达到峰值强度之后,强度急剧下降并且不等于 0 的强度值。

岩石三周抗压强度:岩石在三周荷载作用下,达到破坏时所能承受的最大压应力。

脆性:在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。

延性:结构,构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。

弹性:物体在外力作用下发生形变,当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。

塑性:一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性。

粘性:度量流体粘性大小的物理量。

抗剪强度:岩石的剪切荷载作用下达到剪切破坏前所能承受的最大切应力。

岩石剪切试验分为:岩石抗剪实验、抗切试验以及弱面剪切试验。

抗剪断强度:一定正应力作用下的岩石试件沿预定剪切面剪断时的最大切应力。

是岩石内聚力和内摩擦力的综合体现。

岩石抗切试验通常有单(双)面剪切及冲孔试验。

取决于岩石内聚力。

岩石流变包括:蠕变、松弛、弹性后效和粘性流动。

蠕变:应力保持不变应变随时间增长而增加的现象。

松弛:应变保持不变应力随时间增加而减小的现象。

弹性后效:加卸载后,经过一段时间应变才增加到应有的数值的现象。

粘性流动:蠕变一段时间后卸载,部分应变永久不恢复的现象。

原岩:天然状态下未受人工扰动的岩体。

初始应力:地层中岩体在未受到人工扰动以前所具有的天然应力。

二次应力(围岩应力):应力重分布后岩体的应力状态称之为二次应力状态,相应的应力即为二次应力。

侧向应力系数(侧压力系数)地下某点水平应力与垂直应力的比值。

:围岩:地下岩体工程中硐室周围发生应力重分布的这一部分岩体。

围岩压力:(狭义)开挖后岩体作用在支护结构上的压力。

(广义)支护结构与围岩构成一个整体,共同承担岩体开挖引起的二次应力的作用,围岩压力即为二次应力的全部作用。

边坡:自然边坡和人工边坡统称边坡自然边坡; 自然地质作用形成的非人工改造的斜坡人工边坡:人工开挖或改造形成的斜坡。

平面滑动:是边坡岩体沿着与坡面倾向一致的单个软弱面发生滑动的一种破坏形式。

多平面滑动:边坡岩体沿着三个或三个以上相交软弱面所发生的滑动破坏。

滑动面:滑动软弱面与新形成的破坏面。

岩石地基:建、构筑物以岩体作为持力层的地基称为岩石地基极限承载力:地基处于极限平衡状态时,所能承受的荷载即为极限承载力。

容许承载力:在保证地基稳定的条件下,建筑物的沉降量不超过允许值,地基单位面积上所能承受的荷载即为设计采用的允许承载力。

岩石地基承载力:岩石地基单位面积上承受荷载的能力。

岩石地基承载力特征值:地基荷载试验压力—变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值。

影响岩石力学特性的因素:岩石本身的性质(矿物组成,结构构造,密度,风化程度,各向异性)与试验与环境条件(水,温度,加载速率围压的大小)两个方面的因素。

水对岩石力学性质的影响:连接,润滑、水楔、孔隙压力、溶蚀-潜蚀。

岩石的破坏理论:所有描述岩石破坏机理、过程与条件等的理论统称岩石的破坏理论。

岩石:是指矿物、岩屑按一定规律聚集起来的集合体。

原岩:地壳中由于没有受到人类工程活动(如矿井开掘巷道等)的影响的岩体称为原岩。

原岩应力:存在于地层中未受工程扰动的天然应力为原岩应力,也称为岩体初始应力,绝对应力或地应力。

应力松弛:指应变保持不变时应力随时间增加而减小的情况。

应变硬化:指塑性体产生单位应变所需应力增大的现象。

弹性波:指岩体在弹性力的作用下在弹性介质中产生并传播的应力波。

粘弹性波:指岩体处于粘弹性状态时传播的波。

粘性流动:指蠕变一段时间后卸载,部分应变永久不恢复的现象。

塑性波:指岩体处于塑性状态时传播的波。

冲击波:指非周期性的强压缩波,岩体的参数出现突跃。

表面波:指在介质表面与界面传播的弹性波。

横波:属于剪切波,指波的传播方向与质点的振动方向垂直的体波。

纵波:属于压缩波,指波的传播方向与质点的振动方向一致的体波。

波速的各向异性系数:波平行层理传播的速度与垂直层理传播的速度之比。

裂隙度:指沿取样线方向单位度上的裂隙数。

切割度:指岩体被节理割裂分离的程度。

刚度系数:指产生单位变形所需的应力。

剪切扩容:指在平直光滑且局部连接成口齿合台阶状结构面中剪切变形中出现爬升,体积增大的这种现象。

自重应力场:指地壳上不各种岩体由于受地心引力的作用而引起的应力所形成的应力场。

构造应力应力场:指地壳运动和造陆运动中积累或剩余的一种分布力所形成的应力场。

静水压力状态:当岩体处于塑性状态时,μ=0.5,λ=1 时,此时水平应力与垂直应力相等称为岩体的静水压力状态。

岩石质量指标 RQD:钻探取芯的岩芯复原率(岩芯采取率)可表征岩体质量,该表征指标称之为岩石质量指标 RQD简答题:1、何为岩体力学?其研究内容有哪些方面?答:岩体力学就是利用力学的原理和方法研究岩体在环境因素改变的条件下,岩体的力学效应及现象的规律及其工程应用的学科,属于力学的一个分支。

研究内容包括:1 岩体的地质特征的一般解释 2 岩体及其材料的物理性质与力学性质 3 岩体的力学反应 4 岩体研究的实验方法和测绘技术 5 岩体力学的工程应用。

2、如何判断岩石的风化程度?风化对岩石性质的影响体现在那些方面?答:衡量岩石风化程度的指标包括定性指标与定量指标两类,定性指标有:颜色、矿物蚀变过程、破碎程度、开挖锤击技术特征等。

定量指标有风化空隙率指标,波速指标风化系数等。

影响:风化作用可以改变岩石的矿物组成和结构构造,进而改变岩块的物理力学性质,一般地,风化程度越深,岩石空隙率与变形越大,强度越低,渗透性加大。

3、如何理解和认识岩体的各向异性?答:所谓的岩石的各项异性,是由于岩石是由许多晶粒组成的,而各向异性是晶体组成的,而各向异性是晶体的重要特征之一。

故使岩石的物理性质随量度的方向而改变,这既是岩石的各向异性。

当然由于岩体有结构面,这也会引起岩石的各向异性。

岩石的这种各向异性对岩石的变形模量会远大于水平分布的节理岩石变形模量,构成岩体变形各向异性的两个基本要素是构成物质成分和物质结构的方向性以及节理,结构面和层面的方向性。

因此,节理岩体力学性质通常是呈各向异性的。

4、常见结构面的分类原则和方法有哪些?如何分类?答:岩体中的结构面分类原则和方法较多,常见的方法主要是分别按规模与成因分类两种。

根据发育规模与岩体工程性状,结构面可分为 A、B、C 类三个级别,分别对应贯通性结构面,半贯通性结构面,非半贯通性结构面,这一类方法与工程关系比较密切,按照地质成因的不同,结构面可划分为原生结构面、构造结构面、次生结构面三类,这是最基本的结构面分类方法。

5、影响结构面力学性质的因素有哪些?答:包括结构面两侧结构体的力学性质,结构面几何特征及填充物的力学性质,结构面的尺寸大小,前期变形历史,含水量,后期加载过程。

6、影响岩体变形与实验结果因素有哪些?答:岩体性质,岩体中结构面发育特征,岩体试验加载速率,温度,岩体侧向压力,岩体赋存条件以及结构面等因素引起的各向异性。

7、岩体的破坏方式有哪些?答:岩体的破坏方式大致可分为剪切破坏和拉伸破坏两大类。

岩体的剪切破坏可分为重剪切破坏、剪断破坏、复合剪切破坏三类。

8、岩石应力应变曲线分哪几个阶段各有什么特征? 1.孔隙裂隙压密阶段:岩石试件原有张性结构面、微孔隙裂隙在轴向压力作用下逐渐闭合,岩石被压密,横向膨胀相对较小,试件体积随荷载增大而减小。

2.弹性变形阶段:岩石强度性能暂时趋于稳定,岩石发生弹性变形,岩石变形随应力增加而成比例增加,并在很大程度上为可恢复的弹性变形。

3.微弹性裂隙稳定发展阶段:随着压应力增大,试件内微破裂开始发生与发展,但施加的荷载不变时,微破裂发生与发展暂时停止,该阶段变形主要为塑性变形。

4.非稳定破裂发展阶段:即使施加的荷载保持不变,破坏仍不断发展,形成微破裂的汇聚与扩大,并在试件中的薄弱部位首先发生破坏,应力重新分布,再次引起次薄弱部位的破坏,直至试件完全破坏。

5.破坏阶段:内部结构遭到破坏,但试件基本保持整体状,该阶段裂隙快速发展,形成宏观断裂面,此后岩石变形主要为沿宏观断裂面的块体滑移,试件承载力随变形增大迅速下降,但并不变为零。

9、发现最佳椭圆截面尺寸条件是什么,谐洞的断面尺寸是怎样的?答:1.洞周的应力分布因该是均匀应力,且在同一半径上其应力相等 2.洞周的应力应该都为压应力,在洞壁处不出现拉应力 3.其应力值应该是各种界面中最小的。

满足以上条件的相应硐室称之为谐洞,洞截面尺寸极为谐洞的断面尺寸。

谐洞的半轴比 m=b/a=1/入。

10、简述地下硐室围岩压力的形成与分类答:围岩压力与地下洞石开挖后围岩的变形、破坏、松动密不可分,围岩变形量的大小以及围岩破坏与松动过程度决定围岩压力的大小。

不同岩性与结构的岩体,围岩变形和破坏性质与程度不同,产生围岩压力的主要原因也就不同。

根据成因不同,围岩压力可分为形变围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力三类。

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