岩体力学重点

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岩石力学主要知识点

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。

岩体力学知识点

岩体力学知识点
精度要求。 影响因素 尺寸:试件强度常随其尺寸的增大而减小(尺寸效应)
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

岩体力学总复习

岩体力学总复习

1、岩体力学的研究内容;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。

其研究内容是:(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判据的研究。

(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。

(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、模拟实验及原位监测技术的研究。

2、结构面特征及其对岩体性质的影响;结构面对岩体力学性质的影响是不言而喻的,但其影响程度则主要取决于结构面的发育特征。

如岩性完全相同的两种岩体,由于结构面的空间方位、连续性、密度、形态、张开度及其组合关系等的不同,在外力作用下,这两种岩体将呈现出完全不同的力学反应。

因此研究结构面特征及其力学效应是十分必要的。

(1)产状:结构面的产状常用走向、倾向和倾角表示。

结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。

当结构面结构面与最大主平面夹角为锐角时,岩体将沿结构面滑移破坏;但夹角等于0度时,表现为横切结构面产生剪断岩体破坏;当夹角为90度时,则表现为平行结构面的劈裂拉张破坏。

随破坏方式不同,岩体强度也发生变化。

当围压不变时,岩体强度随结构面倾角变化而变化。

(2)连续性:结构面的连续性反映结构面的贯通程度,常用线连续性系数、迹长和面连续性系数等表示。

线连续性细数K1是指沿结构面延伸方向上,结构面各段长度只喝预测线长度的比值,K1值越大,说明结构面的连续性越好,当K=1时,结构面完全贯通。

结构面的连续性对岩体的变形、破坏机理、强度及渗透性都有很大的影响。

岩体力学——精选推荐

岩体力学——精选推荐

岩体⼒学岩体⼒学复习题纲第⼀章1.什么是岩体⼒学?岩体⼒学是研究岩⽯和岩体⼒学性能的理论及其应⽤的科学,是探讨岩⽯和岩体在其周围物理环境(应⼒场,温度场,地下⽔等)发⽣变化后,做出响应的⼀门⼒学分⽀。

2.何谓岩⽯?何谓岩体?岩⽯与岩体有何不同之处?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。

岩体:⼀定⼯程范围内的⾃然地质体。

不同之处:岩体是由岩⽯块和各种各样的结构⾯的综合体。

3.岩体有哪些⼒学特征?(1)不连续;受结构⾯控制,岩块可看作连续。

(2)各向异性;结构⾯有⼀定的排列趋势,不同⽅向⼒学性质不同。

(3)不均匀性;岩体中的结构⾯⽅向、分布、密度及被结构⾯切割成的岩块的⼤⼩、形状和镶嵌情况等在各部位不同,各部位的⼒学性质不同。

(4)赋存地质因⼦特性(⽔、⽓、热、初应⼒)都会对岩体有⼀定作⽤(5)残余强度特性:地质作⽤破坏岩体的构造后遗留下的构造形迹第⼆章1.简述岩⽯刚性试验机的⼯作原理。

当进⾏岩⽯压缩试验时,试验机的⾦属框架承受了与出⼒系统⼤⼩相等,⽅向相反的拉⼒。

此时,框架中将贮存有⼀定数量,由拉⼒⽽产⽣的弹性应变能。

当岩⽯达到峰值应⼒时,岩⽯产⽣⼀个较⼤量级的应变,正是因为这个应变在瞬间产⽣,使岩⽯试件与试验机之间的上压板跟不上岩⽯的变形速率,从⽽两者之间在⼀个极短时间内形成脱离趋势,这⼀脱离趋势促使受拉的试验机框架向岩⽯释放出贮存与试验机内的弹性应变能,从⽽导致岩⽯试件的崩溃。

2.典型的岩⽯蠕变曲线有哪些特征?典型的岩⽯蠕变曲线分三个阶段第Ⅰ阶段:称为初始蠕变段或者叫瞬态蠕变阶段。

在此阶段的应变⼀时间曲线向下弯曲;应变与时间⼤致呈对数关系,即ε∝㏒t。

第Ⅱ阶段:称为等速蠕变段或稳定蠕变段。

在此阶段内变形缓慢,应变与时间近于线性关系。

第Ⅲ阶段:称为加速蠕变段⾮稳态蠕变阶段。

此阶段内呈加速蠕变,将导致岩⽯的迅速破坏。

3.有哪三种基本的⼒学介质模型?1)弹性介质模型;2)塑性介质模型(理想塑性模型、有硬化塑.性介质模型);3)黏性介质模型4.岩⽯在单轴和三轴压缩应⼒作⽤下,其破坏特征有何异同?单轴破坏形态有两类:圆锥形破坏,原因:压板两端存在摩擦⼒,箍作⽤(⼜称端部效应),在⼯程中也会出现;柱状劈裂破坏,张拉破坏(岩⽯的抗拉强度远⼩于抗压强度)是岩⽯单向压缩破坏的真实反映(消除了端部效应),消除试件端部约束的⽅法,润滑试件端部(如垫云母⽚;涂黄油在端部),加长试件。

矿山岩体力学知识点

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。

岩体力学考试重点(经典)分析

岩体力学考试重点(经典)分析

第二章 岩石的基本物理力学性质1、全应力—应变曲线(岩石试件在(刚性试验机)单轴压缩载荷作用下产生变形的全过程)(1)OA 阶段,通常被称为孔隙裂隙压密阶段。

其特征是应力—应变曲线呈上凹型,在此阶段岩石试件中原有的张开型结构面和微裂隙逐渐闭合,横向膨胀较小,试件体积随载荷的增大而减小。

本阶段对节理裂隙丰富的岩石表现较为明显,对坚硬少裂隙的岩石不明显。

(2)AC 阶段,通常称此阶段为弹性变形阶段。

其中AB 阶段为线弹性变形阶段;BC 为非线性变形阶段。

BC 阶段中出现了微裂隙的破裂,因此也称为破裂稳定发展阶段。

(3)CD 阶段,非稳定破裂发展阶段或称累积性破坏阶段。

C 点是岩石从弹性变为塑性的转折点,称为屈服点,其相应的应力称为屈服应力(屈服极限),数值约为峰值应力的三分之二左右。

进入此阶段后,微破裂的发展出现了质的变化,它们不断聚合形成了宏观裂隙,直至岩石试件完全破坏。

此时,试件由体积压缩转为扩容,轴向应变和体积应变速率迅速增大。

当达到D 点时,岩石已经破坏,此时的强度称为峰值强度。

(4)DE 阶段称为破坏后阶段。

当载荷达到D 点后,岩石试件内部结构已遭到破坏,但试件基本保持整体形状。

进入本阶段后,宏观裂隙快速发展,并且相互交叉联合形成宏观断裂面,岩块的变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移,试件的承载能力迅速下降,但不会到零,岩石仍具有一定的承载能力。

应该指出,对于坚硬的岩石来说,这一塑性阶段很短,有的几乎不存在,它所表现的是脆性破坏的特征。

所谓脆性是指应力超出了屈服应力却并不表现出明显的塑性变形的特性,而因此达到破坏,即为脆性破坏。

2、单轴压缩条件下的岩石变形特征:①岩石的变形特性通常可以从试验时所记录下来的应力—应变曲线中获得;②岩石的应力—应变曲线反映了各种不同应力水平下所对应的应变(变形)规律;③岩石试件在(刚性试验机)单轴压缩载荷作用下产生变形的全过程,可全应力-应变曲线来表示。

3、三轴压缩条件下的岩石变形特征A 、 时岩石变形特征①岩石的强度随围压( )的增加,岩石的屈服应力随之提高;②总体来说,岩石的弹性模量变化不大,有随围压增大而增大的趋势;③随着围压的增加,峰值应力所对应的应变值23σσ=23σσ=有所增大,其变形特征表现出低围压的脆性向高围压的塑性转换的规律。

岩体力学复习知识点

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。

岩体力学期末考试最新知识点

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。

岩体力学各章内容要点及重点

岩体力学各章内容要点及重点
第十七页,编辑于星期一:十点 三十三分。
第七章 岩体中的天然应力
? 本章将主要介绍如下一些内容: 一、概述 二、岩体天然应力的分布特征 三、岩体天然应力的确定
? 其中,应重点掌握天然应力和重分布应力的基本概念;
掌握岩体天然应力的分布特征;掌握天然应力的测试
与计算方法。
第十八页,编辑于星期一:十点 三十三分。
第七页,编辑于星期一:十点 三十三分。
? 在这一章中,岩石的 水理性质是本章的重点 。 通过这一章学习,应掌握 岩石的物理、水理性
质的定义及其指标,各种指标的定义、确定方
法。
第八页,编辑于星期一:十点 三十三分。
第四章 岩块的变形与强度性质
? 从岩体的定义,我们知道岩体是由岩块和结构面两个
基本要素组成的,因此,我们研究力学性质时,总是
第十页,编辑于星期一:十点 三十三分。
第五章 结构面的变形与强度性质
? 岩体中存在大量断层、节理等结构面,它是工程岩体区别 于深部岩体和其它工程材料的显著标志之一。在工程实践
中,我们发现工程岩体的失稳破坏有相当一部分是沿着松
软结构面破坏的,因此,结构面的存在不仅影响岩体的变
形与强度性质,而且还控制着岩体的变形与破坏机理。所
先研究岩块和结构面的力学性质,然后再研究岩体的 力学性质,我们学习时也遵循这一思路。所以,这一
章我们首先学习岩块的力学性质,主要内容如下:
一、岩块的变形 性质 二、岩块的 强度 性质 三、岩石的 破坏判据
? 以上内容是岩石力学的基本研究内容,也是岩体力学
研究的基础。希望大家重点掌握。
第九页,编辑于星期一:十点 三十三分。
? 本章将主要学习如下内容: 一、岩体的 变形性质
二、岩体的 剪切强度 三、岩体的 动力学性质 四、岩体的水力学性质

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。

岩体力学复习重点资料..

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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。

RQD:岩体质量指标RQD:是长度大于10cm的岩心累计长度与回次进尺的比值。

RQD与方向有关,按地质分层计算RQD值大于20厘米为长柱状;10—20厘米为短柱状;小于1厘米为扁柱状;大于5厘米为块状;2---5厘米为碎块状;小于2厘米为碎屑状、粉末状。

岩体5种结构类型:1.整体状结构 2.块状结构 3.层状结构 4.碎裂状结构 5.散体状结构岩体工程分类的目的:通过分类,概括地反映各类工程岩体的质量好坏,预测可能出现的岩体力学问题,为工程设计,支护衬砌,建筑物选型和施工方法选择提供参数和依据。

岩石力学考试重点

岩石力学考试重点

岩石力学考试重点岩石的泊松比:岩石横向与纵向的比值。

扩容:岩石在荷载下,在破坏前产生的一种明显非弹性体积变形。

当外力增加到一定程度,随压力增大,体积不是减小而是大幅增加,且增长速率越来越大最终导致试件完全破坏。

岩爆:岩石破坏后尚余一部分能量,这部分能量突然释放就产生岩爆。

各向异性:岩石全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的现象。

软化系数:岩样饱水状态抗压强度与自然风干状态之比。

岩石吸水率:岩石在常温常压下吸入水的质量与其烘干质量百分比。

弹性:物体在外力作用下瞬间即产生全部变形,去除外力后又能立即恢复原有形状和尺寸的性质。

塑性:物体受力后产生变形,卸载后变形不能完全恢复的性质。

粘性:物体受力后变形不能在瞬时完成,且随的增大而增大。

脆性:物体受力后变形很小即破裂的性质。

延性:物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。

全曲线:全面显示岩石在受压破坏过程中特征,特别是破坏后强度与力学性质变化规律的曲线。

(OA段:孔隙裂隙压密阶段。

)转化压力:岩石由脆性转化为塑形的临界围压。

塑性滞回环:卸载与加载曲线不重合。

岩石记忆性:每次卸载后再加载,在荷载超过上一次循环的最大荷载后,变形曲线仍沿原来单调加载曲线上升,好像不曾受到反复加载的影响一般。

岩体裂隙度K:沿取样线方向单位长度上的节理数量,K=n/L 切割度:岩体被节理割裂分离的程度,取贯通整体的假想平直断面,节理面面积与断面面积之比。

完整性(龟裂)系数:岩体中纵波速度与岩块之比的平方。

RQD:长度>=10cm岩芯积累长度占钻孔总长度的百分比。

线密度:取样线垂直结构面的K 单结构面强度效应:;地应力:存在于地层中未受工程扰动的天然应力(初始应力、绝对/原岩应力)。

抗冻系数:岩样经冻融后抗压强度下降值与冻融前抗压强度之比。

流变性质:材料的关系与时间因素有关的性质。

流变现象:材料变形过程中具有时间效应的现象。

蠕变:不变,材料变形随时间增加而增长的现象。

岩体力学期末考试重点

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。

岩体力学复习要点

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

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。

采矿辅修岩体力学知识点

采矿辅修岩体力学知识点

1、岩石力学:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论和应用科学,是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。

2、流变现象:材料应力-应变关系与时间因素有关的性质,称为流变性。

材料变形过程中具有时间效应的现象,称为流变现象。

3、流变的种类:蠕变应力不变,应变随时间增加而增长松弛应变不变,应力随时间增加而减小弹性后效加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象4、声发射材料在受到外载荷作用时,其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波,发生声响,称为声发射。

5、岩石密度:是指单位体积的岩石(包括空隙)的质量。

视密度与岩石的空隙和吸水多少有关。

6、岩石的碎胀性和压实性:岩石破碎后,在其自重和外加载荷的作用下会逐渐压实,体积随之减少,碎胀系数比初始破碎时相应地变小。

矸石压实度与压应力关系曲线(张吉雄,2008)(a)洗选矸石(b)掘进矸石7、岩石的吸水性: 岩石的吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验条件下(规定的试样尺寸和试验压力)吸入水分的能力。

自然吸水性是指试件在大气压力作用下吸入水分的质量与试件的干质量之比。

单位:%。

强制吸水性是指试件在真空或加压(一般为15MPa)条件下吸入水分的质量与试件的干质量之比,它也称饱和吸水率。

,单位:%。

8、岩石的透水性:岩石的透水性是岩石能被水透过的性能。

岩石的透水性通常用渗透系数K表示。

9、掩饰的软化性:岩石的软化性是岩石浸水后其强度明显降低的现象。

岩石的软化系数是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。

掩饰的膨胀性:岩石的膨胀性是岩石遇水后产生体积增大的现象。

岩石的膨胀性可以用膨胀力和膨胀率表示。

10、岩石的单轴抗压强度: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称为岩石的单轴抗压强度或称为非限制性抗压强度.11、端部效应: 圆柱形破坏柱状劈裂破坏消除方法: ①润滑试件端部(如垫云母片;涂黄油在端部)②加长试件12、岩石单轴抗拉强度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称为岩石的单轴抗拉强度(Tensile strength) ,。

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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)。

强度准则:表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系,通过它来判断岩石在什么样的应力应变条件下破坏。

岩石抗拉强度测定方法:直接拉伸法、抗弯法、劈裂法、点载荷法。

简答论述1、岩石结构与岩石构造有什么区别?并举例加以说明。

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。

如岩浆岩中的流线、流面、块状构造,沉积岩中的层理、叶片状构造,变质岩中的片理、片麻理和板状构造等。

2、岩石颗粒间的连接方式有哪几种?结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。

胶结连结:指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。

如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。

3、岩石物理性质的主要指标及其表达式是什么?密度,kg/m3.(块体密度、颗粒密度)。

岩石块体密度:单位体积岩石(包括岩石孔隙体积)的质量(可分为天然密度、饱和密度、干密度)。

天然密度:天然状态下,单位体积的质量。

饱和密度:水饱和状态下,单位体积的质量。

干密度:干质量状态下,单位体积的质量。

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。

含水率:岩石中含水质量与岩石干质量之比吸水率:岩石在常温常压下吸入水的质量与岩石干饱和吸水率:岩石在高温高压下吸入水的质量与岩石干质量之比。

饱水系数:岩石吸水率与饱水率之比软化系数:岩石浸水后的饱和抗压强度与岩石干抗压强度之比耐崩解指数:崩解后岩石干质量与崩解前岩石干质量之比。

自由膨胀率:岩石在无任何约束条件下浸水后所产生的膨胀变形与岩石原尺寸的比值。

侧向约束膨胀率:将具有侧向约束的岩石浸水,岩石仅能产生的轴向膨胀变形与岩石原尺寸的比值。

4、何为岩石的水理性?水对岩石力学性质有何影响?岩石在水溶液作用下所表现出的力学的、物理的、化学的作用性质称为岩石的水理性质。

水对岩石力学性质的影响:1)连结作用:束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧,起连接作用。

2)润滑作用:由可溶盐、胶体矿物连接的岩石,当有水入侵时,可溶盐溶解,胶体水解,导致矿物颗粒间连接力减弱,摩擦力减低,从而降低岩石的强度。

3)水楔作用:当两个矿物颗粒靠得很近,有水分子补充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸附力将水分子拉倒自己周围,在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入,这种现象称水楔作用。

(a)使岩石体积膨胀,产生膨胀压力(b)水胶连接代替胶体连接产生润滑作用,降低岩石强度4)孔隙压力作用:岩石受压时,岩石内孔隙水来不及排出,在孔隙内产生很高的孔隙压力,降低了岩石的内聚力和内摩擦角,减小了岩石的抗剪强度。

5)溶蚀-潜蚀作用:岩石中渗透水在流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走,从而使岩石强度大为减低。

5、岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看,岩石材料可分为哪些类型?弹性变形、塑性变形和粘性(流动)变形3种。

塑性流动只有当应力达到或超过屈服极限时发生;当小于屈服极限时,塑性体表现出刚性的特征。

而粘性流动不需要应力超过某一定值,只要有微小的应力存在,牛顿体就会发生变形(流动)。

划分为脆性材料和延性材料。

6、简述岩石单向压缩条件下的变形特征。

1)孔隙裂隙压密阶段(OA):岩石试件中的孔隙裂隙被压密,形成早期的非线形变形,σ -ε 曲线呈上凹型。

(2)弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段(AC):该阶段的应力-应变曲线近似为直线。

其中AB段为弹性变形阶段,BC段为微破裂稳定发展阶段。

(3)非稳定破坏发展阶段(CD):C点是岩石从弹性变为塑性的转折点,称为屈服点。

该点相应的应力为屈服应力。

该阶段中,微裂隙的发展出现了质的变化,破裂不断发展,直至试件完全破坏。

(4)破裂后阶段(D点以后):轴压力达到试件的峰值强度后,试件内部结构遭到破坏,但试件基本保持整体状。

之后,裂隙快速发展,形成宏观断裂面,试件承载能力随变形增大而迅速下降,但并不为零,说明破裂的岩石仍具有一定的承载力。

7、简述循环荷载条件下岩石的变形特征。

对于线弹性岩石,反复加载和卸载时的应力应变路径完全相同,对于完全弹性岩石,反复加载和卸载时的应力应变路径完全相同,但是应力应变关系是曲线。

对弹性岩石,加载与卸载曲线不重合,但反复加载和卸载时的应力应变路径总是服从此环路的规定。

非弹性体岩石在弹性范围内服从弹性岩石的变形特征,当卸载点P 超过屈服点时,卸载曲线与加载曲线不重合,形成塑性滞回环。

等荷载循环加载、卸载时的应力应变曲线,如图1-29 所示。

塑性滞回环随着加载卸载次数的增加而变窄,直至接近弹性变形,没有塑性变形为止。

不断增大荷载的循环加载、卸载时的应力应变曲线,如图1-30 所示。

在每次卸载后再加载,在荷载超过上一次循环的最大荷载以后,变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升(图1-30 中的OC 线)好像不曾受到循环加载的影响似的,这种现象成为岩石的变形记忆。

8、简述岩石在三轴压缩条件下的变性特征与强度特征。

①弹性段斜率变化不大,与单轴压缩下基本相同。

②屈服极限、峰值极限应变量、峰值强度、残余强度都与围压成正变。

③大部分岩石在一定临界围压下,出现屈服平台,出现塑性流动现象。

④达到临界围压后继续提高围压,残余强度和极限强度相等。

应力应变关系总体表现为单调递增⑤不同围压下,各峰值强度连线为直线,初始弹性段几乎重合。

⑥岩石强度也与最大主应力和最小主应力的差值有关系。

9、岩石的弹性模量与变形模量有和区别?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。

10、什么是岩石全应力—应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力—应变曲线?研究它有何意义?全应力应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性,特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。

由于材料试验机的刚度小,在试件压缩时,其支柱上存在很大的变形和变形能,在试件快要破坏时,该变形能突然释放,加速试件破坏,从而得不出极限压力后的应力应变关系曲线。

意义:工程岩体在破坏后仍具有承载能力,故岩石破坏后仍具有他的变形与强度特性,为了了解岩石破坏后的应力应变关系。

11、岩石各种强度指标及其表达式是什么?12、岩石抗拉强度有哪几种测定方法?在劈裂法试验中,试件承受对径压缩,为什么在破坏面上出现拉应力破坏?岩块的抗拉强度是通过室内试验测定的,其方法包括直接拉伸法和间接拉伸法两种。

其中以间接拉伸法中的劈裂法和点荷载法最常用。

根据弹性理论可知,受径向压缩作用的圆盘中,在纵向直径平面上作用着几乎等值的拉应力。

圆盘试件便在拉应力作用下,沿加载方向断裂。

在试件中心附近拉应力分布均匀,应力数值近于相等。

如果作用在圆盘上载荷不是理想的线集中载荷时,在距圆盘中心上下方向0.8R(半径)处,应力值为零。

大于0.8R 处应力转为压应力。

在两端受力点处压应力为最大,其值为拉应力值10 倍以上。

但因岩石抗拉强度很低,抗压强度较高,所以岩石试件是在拉应力作用下断裂。

13、岩石抗剪强度有哪几种测定方法?如何获得岩石的抗剪强度曲线?当前在实验室测定岩石抗剪强度的方法有直剪试验、倾斜压模剪切法和三轴试验等。

按照莫尔强度理论确定岩石强度曲线一般有下述三种方法:三向压缩试验求强度曲线,按单向抗拉、抗压强度绘制强度曲线,倾斜压模剪切法。

14、岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响?哪一种状态下的强度较大?岩石在不同应力状态下的强度值不同,一般符合如下规律:三轴抗压强度>双轴抗压强度>单轴抗压强度>抗剪强度>抗弯强度>抗拉强度。

15、蠕变一般包括几个阶段?每个阶段的特点是什么?当作用在岩石上的应力超过某一值时,岩石的变形速率随着时间的增加而增加,最后导致岩石的破坏,这种蠕变成为不稳定蠕变。

根据应变速率不同,其蠕变过程分为三个阶段:第一阶段:图中ab段,应变速率随时间增加而减小,又称减速蠕变或初始蠕变阶段。

第二阶段:图中bc段,应变速率基本不变,也叫等速蠕变阶段。

第三阶段:图中cd段,应变速率迅速增加直到岩石破坏为止,也叫加速蠕变阶段。

16、岩石流变模型的基本元件有哪几种?分别写出其本构关系。

流变模型主要由三个基本元件——弹性元件、粘性元件、塑性元件组成。

本构关系:(见课本)17、不同受力条件下岩石流变具有哪些特征?岩石在不同的应力作用下,岩石变形与时间的关系各不相同。

当作用在岩石上的应力小于某一值时,岩石的变形速率随时间的增加而减小,最后趋于稳定,这中蠕变成为稳定蠕变。

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