《岩体力学》 (2)
《岩体力学》课后习题附答案
《岩体力学》课后习题附答案一、绪论岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。
.二、1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容：1）岩体的地质特征及其工程分类。
2）岩体基本力学性质。
3）岩体力学的试验和测试技术。
4）岩体中的天然应力状态。
5）模型模拟试验和原型观测。
6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。
7）岩体工程性质的改善与加固。
2．岩体力学通常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。
二、岩块和岩体的地质基础一、1、岩块：岩块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。
有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。
2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。
3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。
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。
5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。
6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体：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，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。
东大14秋学期《工程岩体力学》在线作业2答案
A.两个物理参数与岩石组成存在相同依赖关系时，具有密切相关性。
B.两个物理参数与岩石结构存在相同依赖关系时，具有密切相关性。
C.如果岩石组成矿物近似一致，具有较好相关性。
D.即便岩石组成矿物近似一致，其相关性也可因岩石结构差异而产生较大随意性。
A.结构体
B.结构体和裂隙
C.结构面和夹层
D.结构体和结构面
?
正确答案：D
6.比较岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为（）。
A.抗压强度<抗剪强度<抗拉强度
B.抗压强度>抗拉强度>抗剪强度
C.抗压强度>抗剪强度>抗拉强度
D.
?
正确答案：C
7.在三轴压缩条件下，岩石的抗压强度随围压增大而（）。
A.增大
?
正确答案：D
4.判断下列哪种情况不属于地应力场的构成要素（）。
A.地壳板块边界受压，以及岩浆岩侵入和地壳非均匀扩容引起的地应力
B.地幔热对流引起的地应力场和温度变化不均匀引起的应力场
C.由于地质构造运动和地球旋转引起的附加应力
D.开挖引起的分布应力场
?
正确答案：D
5.组成岩体结构的基本单元是（）。
14秋学期《工程岩体力学》在线作业2
一,单选题
1.工程岩石力学重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力及在这种应力场作用下工程岩体的（）。
A.变形和受力
B.破坏和稳定性
C.变形和稳定性
D.稳定性
?
正确答案：C
2.回归预测法依据的预测原则是（）。
A.惯性原则
B.类推原则
C.相关原则
《岩体力学》第二章岩块和岩体的地质特征
第二章岩块和岩体的地质特征第一节概述岩体与岩块本质的区别：①岩体中存在有各种各样的结构面；②不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。
第二节岩块一、岩块的物质组成（substance composition）1．岩块（rock or rock block）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。
国内外，有些学者又称为结构体（structural element）、岩石材料（rock material）及完整岩石（intact rock）等等。
2．岩石（rock）具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。
3．岩块的力学性质一般取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。
造岩矿物五大类：含氧盐、氧化物及氢氧化物、卤化物、硫化物、自然元素。
其中，含氧盐中的硅酸盐、碳酸盐及氧化物类矿物最常见，构成99.9%的岩石。
（1）硅酸盐类矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石及云母和粘土矿物等。
①长石、辉石、角闪石和橄榄石，硬度大，呈粒、柱状晶形，如含此类矿物多的岩石：花岗岩、闪长岩及玄武岩等，强度高，抗变形性能好。
多生成于高温环境，易风化成高岭石、水云母等，无以橄榄石的基性斜长石等抗风化能力最差，长石、角闪石次之。
②粘土矿物：属层状硅酸盐类矿物，主要有高岭石、水云母（伊利石）和蒙脱石三类，具薄片状或鳞片状构造，硬度小。
含此类矿物多的岩石如粘土岩、粘土质岩，物理力学性质差，并具有不同程度的胀缩性。
（2）碳酸盐类矿物是石灰岩和白云岩类的主要造岩矿物。
岩石的物理力学性质取决于岩石中CaCO及酸不3溶物的含量。
CaCO含量↑，如纯灰岩、白云岩等强度高，抗变形和抗风化性能比较好；3泥质含量↑，如泥质灰岩、泥灰岩等，力学性质较差；硅质含量↑，岩石性质将娈好。
碳酸盐类岩体中，常发育岩溶现象。
（3）氧化物类矿物以石英最常见，是地壳岩石的主要造岩矿物。
硬度大，化学性质稳定。
石英↑，岩块的强度和抗变形性能明显增强。
4．岩块的矿物组成与岩石的成因及类型密切相关（1）岩浆岩：多以硬度大的粒柱状硅酸盐、石英等矿物为主，物理力学性质一般很好。
(完整版)岩石力学试卷二及答案-知识归纳整理
知识归纳整理20～20学年 第学期 级专业 试题学号：姓名：……………………………………密…………封……………线…………………………………一二三四五六七八九总分一、简答题：（30分）1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分）2、现场测定岩体变形指标的试验想法有哪些？（5分）3、简述水对岩石强度的影响。
（5分）4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是怎么影响的？（5分）5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页求知若饥，虚心若愚。
20～20学年 第学期 级专业 试题学号：姓名：……………………………………密…………封……………线…………………………………6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分)1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。
岩石力学研究的主要领域可概括为、、。
研究想法主要有 、、 、。
2、岩石的破坏形式：、、。
3、影响岩石抗压强度的主要因素普通有：、和、、、、、、、等。
4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。
修正的格里菲斯理论则以为岩石破坏除拉第2页共6 页20～20学年 第学期 级专业 试题应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生 。
5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G:λ：、K:。
6、在1=ok 的周围等压地应力场rH vh==σσ作用下，围岩中的径向应力rσ都岩体中的初始应力；切向应力θσ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。
由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。
7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。
由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。
8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是 ，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。
习题答案(岩体力学)
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
2-14解
（1）由题意
c
2c cos 28.0MPa 1 sin
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
例题：图示的岩石边坡坡高12m，坡面AB坡率为1:0.5，坡顶 BC水平，岩体重度γ=23kN/m3。已查出坡体内软弱夹层形成 的滑面AC的倾角为β=42度，测得滑面材料保水时的内摩擦 角φ=18度。问边坡的滑动安全系数为1.0时，滑面的粘结力 为多少？
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
【解答】 （1）计算岩体的完整性指数， K
v
2 V pm 3800 0.71 V 4500 pr
2
（2） 90 K v 30 90 0.71 30 93.9 Rc 72
1 2 2 W zW 5Z w 2
[ H 2 sin(i ) Z 2 sin i cos ] W 109951.6kN 2sin i sin
cos 200 050 0.47
ZW 20.3
45
2
60
30
c 28.0 (1 sin 30) 8.08 2 cos 30
（2）由题意 1 28.0MPa, 3 0 正应力 剪应力 （3）由题意 （4）
1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 ( 1 3 )sin 2 28.0 0.886 12.12 MPa 2 2
岩体力学课后习题答案
一章:1、叙述岩体力学的定义、岩体力学主要就是研究岩体与岩体力学性能的一门学科,就是探讨岩石与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、何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？(1)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。
(2)岩体:一定工程范围内的自然地质体。
(3)不同之处:岩体就是由岩石块与各种各样的结构面的综合体。
3、何谓岩体结构？岩体结构的两大要素就是什么？(1)岩体结构就是指结构面的发育程度及其组合关系;或者就是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
(2)结构体与结构面。
4、岩体结构的六大类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。
5.岩体有哪些特征？6.(1)不连续;受结构面控制,岩块可瞧作连续。
(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、形状与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。
二章:1、岩石物理力学性质有哪些？岩石的质量指标,水理性质指标,描述岩石风化能力指标,完整岩石的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度与各种受力状态相对应的变形特性。
2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状(形状、尺寸、高径比),加载速率、环境(含水率、温度)。
对三相压缩强度的影响因素:侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。
3.什么就是岩石的应力应变全过程曲线？所谓应力应变全过程曲线就是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
4、简述岩石刚性实验机的工作原理？:压力机加压(贮存弹性应能)岩石试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。
AA′O2O1面积—峰点后,岩块产生微小位移所需的能。
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》沈明荣,陈建峰--课后习题答案完善版
《岩体力学》课后习题答案完善版能源学院张 盛2013.11.51目录一、绪 论 (3)二、岩石的基本物理力学性质 (4)三、岩体的动力学性质 (17)四、岩体的基本力学性质 (19)五、工程岩体分类 (27)六、岩体的初始应力状态 (29)七、岩体力学在洞室工程中的应用 (32)八、岩体力学在边坡工程中的应用 (38)九、岩体力学在岩基工程中的应用 (41)2一、绪 论1、叙述岩体力学的定义。
答：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？答：岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律而形成的自然物体，有其自身的矿物结构和构造。
岩体是一定工程范围内的自然地质体，由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
不同：岩体多是不连续介质，通常与工程联系起来，是较大的地质体，而岩石本身可作为连续介质看待，与工程无关。
3、何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？答：岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
岩体结构的两大要素是指结构体和结构面。
4、中科院研究所提出的岩体结构可分为哪六大类型？答：块状结构、镶嵌结构、破碎结构、碎裂结构、层状结构、层状破碎结构、散体结构。
5、岩体有哪些特征？答：岩体的特征有不连续性；各向异性；不均匀性；赋存地质因子的特性。
3二、岩石的基本物理力学性质1、岩石有哪些物理力学参数？答：岩石的物理力学参数有：岩石的质量指标、水理性质指标、描述岩石风化能力的指标以及完整岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度、三向压缩强度和与各种受力状态相对应的变形特性等。
2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些？答：影响岩石强度特性的主要因素有岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三轴压缩强度。
3、何谓岩石的应力应变全过程曲线？答：应力应变全过程曲线为在刚性试验机上进行试验所得到的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
岩体力学第2章..
1 15 Rt 0.96I i 15 i 1
建议：用Φ5cm的钻孔岩芯为试件。
三
岩石的抗剪强度
1. 定义 指一定的应力条件下（主要指压应力），所能抵抗的 最大剪应力常用 表示 2. 类型：
a.抗剪断试验
b.抗切断试验
c.弱面抗剪试验
3. 室内试验（抗剪断试验）
①试验 楔形剪切仪，加载装置 ②计算公式：
N P cos f sin F F Q P sin f cos F F
岩石的抗剪断σ－τ曲线（强度曲线）
• 改变夹具倾角α；α在30度到70度之间 • 做一组（大于5次）不同α的试验，记录所得 的σ ，τ值；由该组值作曲线近似直线得方 程
tan c
（m3/s）
——水头变化率；
qx——沿x方向水的流量；h——水头高度； A——垂直x方向的截面面积；k——渗透系数。
达西实验
四、岩石的抗风化指标（3类）
(1)软化系数（表示抗风化能力的指标） Rcd——干燥单轴抗压强度、 Rcc
R / R cc cd ——饱和单轴抗压强度；
（ 1 ）越小，表示 岩石受水的影响越大。
（3）塑性变形阶段（BC） 特点：① 1 1 曲线 ，软化现象；②塑 性变形，变形不可恢复；③应变速率 1 不 断增大。 原因：新裂纹产生，原生裂隙扩展。
岩石越硬，BC段越短，脆性性质越显著。
脆性：应力超出屈服应力后，并不表现出明 显的塑性变形的特性，而破坏，即为脆性破 坏。
b.弹性常数与强度的确定
（2）应力、应变全过程曲线形态 在刚性机下，峰值前后的全部应力、应变曲线 分四个阶段：1-3阶段同普通试验机。 4阶段应变软化阶段
岩体力学第1-2章 作业
第一、二章 作业一、 填空题1.岩体力学主要是研究 （岩石和岩体力学性能） 的一门学科。
2.按岩石的成因可将其分为（岩浆岩）、（变质岩）及（ 沉积岩）三大类。
3.岩体力学的研究任务主要有（基本原理方面）（实验方面）（实际应用方面）及（监测方面）等4个方面。
4、岩体力学在力学性能上, 具有以下特征：（不连续性）、（各向异性）、（不均匀性）及（赋存地质因子的特性）。
5.大量的试验和观察证明, 就破坏类型而言, 岩石的破坏主要有 拉 破坏 剪切 破坏和 流变 破坏。
6.岩石的软化系数主要取决于岩石的( 矿物成分 )和( 风化程度) 。
7、岩石的基本力学介质模型有: ( 弹性介质模型)、(塑性介质模型)和( 粘性介质模型)。
8、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。
9、岩石的单轴抗压强度通常随加载速率的提高而 （ 增大）10、在真三轴的试验条件下, 当σ3为常数时, 随着σ2的（增大）, 岩石的屈服应力有所提高。
11、在假三轴的试验条件下, 随着围压的增加, 岩石的屈服应力将随之 （提高）。
12.岩石的流变性包含 （蠕变）（松弛）及（弹性失效）。
13.表示岩石的抗剪强度的的莫尔--库伦公式的表达式为（ ）。
14.岩石的抗剪强度的试验方法有 （抗剪断试验）（抗切试验）和（弱面剪切试验）。
15.岩石在三向压缩时, 随着侧向应力σ3和主应力差值σ1－σ3的增加, 塑性 也随之增大；岩石发生破坏后, 仍保留一定的 承载能力 。
16.岩石的软化系数主要取决于岩石的（矿物成分）和（分化程度） 。
17、根据试验方法的不同, 岩石吸水率可分成（ 自由吸水率）和（饱和吸水率）两种。
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）和（膨胀压力）等来表示。
19、马克斯韦尔模型是用弹簧和粘壶（串联）而成的, 弹塑性介质模型是用弹簧与摩擦器（串联）在一起的一个模型。
20、岩石在单轴压力作用下, 随加荷、卸荷次数的增加, 变形总量逐次（增大）, 变形增量逐次（增大）。
岩体力学第二章 岩块、结构面及岩体的地质特征
第二章 岩块和岩体的地质特征
二、岩块的结构、构造特征
胶结方式：是指胶结物与碎屑颗粒之间的联结 方式，胶结方式主要有： 基底式胶结－在岩石中胶结物的数量多，颗粒 与颗粒之间互不接触，颗粒散布在胶结物之中。 孔隙式胶结－当胶结物不多时，碎屑颗粒相互 接触，胶结物充填在颗粒之间的孔隙中。 接触式胶结－胶结物不多，只在颗粒之间的接 触处才有，颗粒之间的孔隙仍是空洞。
2 断续充填（不连续，厚度小于h）.结构面的力学性质与充 填物性质、壁岩性质及结构面的形态有关。 3 连续充填(连续,厚度大于h)结构面力学性质取决充填物性质。 4 厚层充填（充填物厚度远大于h）结构面的力学性质很差，主
要取决于充填物性质，岩体往往易于沿这种结构面滑移而失稳。
五 密度
•结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 •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。 Kd与d互为倒数关系 •如果测线是水平布置的，且与结构面法线的夹角 为α ，结构面的倾角为β 时:
RQD 100e
0.1kd
(0.1k d 1)
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。
长度大于 cm的岩心长度之和 10 RQD 100% 钻孔总进尺
第二章 岩块、结构面和岩体的地质特征
六 张开度
结构面的张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。 结构面两壁面一般不是紧密接触，这就使结构面实际接触 面积减少，导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。
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。控制工程岩体稳定
岩体力学02-岩石的基本物理力学性质.资料
风化系数（Kf）：风化岩石的饱和单轴
抗压强度（cw’）与新鲜岩石饱和单轴 抗压强度（cw）之比。
Iw
mw mrd
Kv
vcp vrp
2
Kf
' c
w
cw
硬质岩石风化风化程度分类表
风化程度 全风化 强风化
中等风化 微风化 未风化
代表性岩石
硬质 岩石
极硬岩石 次硬岩石
＞60 30~60
花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄 武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、
大理岩、硅质砾岩等
软质 岩石
次软岩石 极软岩石
5~30 ＜5
粘土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片 岩、云母片岩等
§2.2 岩石的基本物理性质
岩石是由固体、液体和气体三相组成的。岩石 的力学性质常与岩石中三相的比例关系及固相 与水相互作用有密切的关系。
m g/cm 3
V—岩石试件的总体积；
V
m—岩石试件的总质量
岩石天然密度越大， 其工程性质越好。影 响因素是矿物成分、 孔隙与微裂隙发育程 度以及含水量。
测定方法有量积法、水中称重法、蜡封法等，试件数量不少于5个
2、饱和密度（ sat）
岩石中空隙全部被水充填时单位体积的质量，即
sa tm s V V vw g/c3 m
•岩石的粒间连结分结晶连结与胶结连结 •结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起， 它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触。 •胶结连结：矿物颗粒通过胶结物连结在一起。 胶结连结的岩块强度：硅质胶结>铁质、 钙质>泥质胶结
三、岩块的风化
岩石经过风化，矿物组成和结构改变，岩块的物 理力学性质改变：强度降低、抗变形性能减弱、 空隙率增大、渗透性加大。
岩体力学第二章岩石的基本物理力学性质PPT课件
岩石的强度和破坏
强度
岩石抵抗外力破坏的能力， 通常分为抗压、抗拉和抗 剪强度。
破裂准则
描述岩石在不同应力状态 下从弹性到破坏的过渡规 律。
破裂模式
岩石破坏时的形态和方式， 如脆性、延性、剪切等。
04
岩石的物理力学性质与岩体力学应用
岩石的物理力学性质在岩体工程设计中的应用
岩石的物理性质在岩体工程设计中具有重要影响， 如密度、孔隙率、含水率等参数，决定了岩体的承 载能力和稳定性。
岩石的物理力学性质在岩体工程治理中的应用
在岩体工程治理中，需要根据岩石的 物理力学性质制定相应的治理方案。
在治理过程中，还需要根据岩石的变形和 破坏模式，采取相应的监测和预警措施， 以确保工程治理的有效性和安全性。
如对于软弱岩体，可以采用加固、注浆等措 施提高其承载能力和稳定性；对于破碎岩体 ，可以采用锚固、支撑等措施防止其崩塌和 滑移。
弹性波速
表示岩石中弹性波传播速度， 与岩石的密度和弹性模量等有 关。
岩石的塑性和流变
01
02
03
塑性
当应力超过岩石的屈服点 时，岩石会发生塑性变形， 不再完全恢复到原始状态。
流变
在长期应力作用下，岩石 的变形不仅与当前应力状 态有关，还与应力历史有 关。
蠕变
在恒定应力作用下，岩石 变形随时间逐渐增加的现 象。
岩体力学第二章岩石的基本物 理力学性质ppt课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 岩石的物理性质 • 岩石的力学性质 • 岩石的物理力学性质与岩体力学应
用 • 结论
01
引言
岩石的基本物理力学性质在岩体力学中的重要性
岩石的基本物理力学性质是岩体力学研究的基础，对于理解岩体 的变形、破坏和稳定性至关重要。
岩体力学与岩体工程(二)(新版)
因为岩石的孔隙主要是由岩石内的粒间孔隙和细微裂隙所构成，所以孔隙率也是判定岩石质量的重要物理性质指标。
孔隙率越大，孔隙和细微裂隙也就越多，岩石的力学性质就越差；反之越好。
某些岩石的孔隙率见表19-5。
（三）岩石的水理性质1．岩石的含水率是指岩石孔隙率中含水的质量与固体质量之比的百分数(%)（19-10）按照试件含水率的不同，可分成岩石在天然状态下的含水率和饱和状态下的含水率。
其实验主意类似于密度实验的主意，其区别在于必须求出所含水的质量。
岩石的含水率对于软岩来说是一个比较重要的参数。
组成软岩的矿物成分中往往含有较多的粘土矿物，而这些粘土矿物遇水软化的特性，将对岩石的变形、强度有很大的影响。
对于中等坚硬以上的岩石而言，其影响就显得并不重要。
2．岩石的吸水率w。
岩石在一定条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性。
它取决于岩石中孔隙的数量、大小、开闭程度和分布情况。
表征岩石吸水性的指标为吸水率。
岩石的吸水率是指岩石在常温常压条件下吸入水的质量与试件固体的质量之比。
(%)(19-11)——烘干岩样浸水48h后的总质量。
式中：msat岩石吸水率的实验主意类似于饱和密度的实验主意，可通过饱和密度的实验，得到岩石的吸水率。
岩石吸水率的大小，取决于岩石所含孔隙、裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况，是一个间接反映岩石孔隙多少的指标，岩石的吸水率越大，表明岩石中的孔隙越大，数量越多，并且连通性越好，岩石的力学性质越差。
与岩石的含水量一样，对于软岩它是一个比较重要的参数。
部分岩石的吸水率见表19-3。
3．岩石的渗透性岩石的渗透性是指岩石在一定的水压力作用下，水穿透岩石的能力。
它反映了岩石中孔隙的大小、方向及其互相连通的程度。
为了近似地分析裂隙岩体的渗流问题，假定它顺从达西(Darcy)定律。
按照这个定律，渗流流量与水力坡降成正比，即(m³/s)(19-12)式中：q---沿x方向水的流量:h一一水头的高度；A---垂直于z方向的截面面积;K-岩石的渗透系数。
(完整版)岩石力学试卷二及答案
20～20学年第学期级专业试题学号：姓名：……………………………………密…………封……………线…………………………………1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分）2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些？（5分）3、简述水对岩石强度的影响。
（5分）4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是如何影响的？（5分）5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页20～20学年第学期级专业试题学号：姓名：……………………………………密…………封……………线…………………………………6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分)1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。
岩石力学研究的主要领域可概括为、、。
研究方法主要有、、、。
2、岩石的破坏形式：、、。
3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有：、和、、、、、、、等。
4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。
修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉第2页共6 页20～20学年第学期级专业试题应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生 。
5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G:λ：、K:。
6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下，围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力；切向应力θσ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。
由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。
7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。
由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。
8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是 ，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。
岩石力学第2章 岩石的应力状态
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图2.14
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图2.15
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(3)节理滑动时的应力状态
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图2.16
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（1）弹性岩体模型 假设岩体的应力状态为弹性状态，则岩体单元在x， y方向的应变应为零，即
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图2.10
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（2）散体模型 若岩体是被多组密集的节理分割为块状体的集合， 则可以将岩体看做是完全无粘结力的松散体。松散体的 受力特征是任一平面上作用的正应力与剪应力之间成比 例，在极限平衡时满足库仑摩擦定律，则
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2.3.2 构造应力 岩体是一种地质体。由于地质构造运动使得岩体成 长的过程中经历了很大的外力作用，使得岩体的赋存形 态发生变化。地壳运动使板块拉、压、剪切，产生各种 断裂、褶皱、起伏，剧烈时形成造山运动，产生向斜、 背斜、褶皱等构造。例如，1970年云南通海地震产生水 平错动达2.20m的断层。地壳的垂直运动是长期的升降 过程，引起大地的隆起、陷落，甚至引起海陆变迁，昔 日沧海变桑田，形成造陆运动，据考察，喜马拉雅山在 2.5万年以前才从海底升起，现在还在以18.2mm／年的 速度上升。
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在连续介质力学中，“力”的概念严格地限制在牛 顿的定义范畴内。牛顿提出力的定义百多年后，才提出 应力的概念。应力指单位面积上所受力的大小，是研究 材料强度时引入的。在岩石工程中，也是由岩体表面的 运动才能直接观察到力与应力。例如，地面上的滑坡、 地下洞室周边的挤压变形、地下采矿中的岩爆现象等。
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图2.2
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图2.3
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(1)地震 岩体应力产生的最直接的效应就是地震。地震是由 地壳内沿断层裂缝面的粘滑型剪切位移而引起的。这种 粘滑型的剪切位移具有连续积累的特征和突变特征。 (2)岩爆 岩爆与地震相似，但主要是由人类的采矿或地下洞 室工程活动引起岩体应力的释放而引起的。岩爆发生时， 岩石突出伴随发生，在采矿工程中常有岩爆或瓦斯突出 造成严重灾难，岩爆可以像地震一样进行监测。
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《岩体力学》课程教学大纲
课程编号：031216 学分：2 总学时：34+8（0.5周）实验大纲执笔人：沈明荣大纲审核人：石振明
本课程配套实验课031120《岩体力学实验》，0学分，8（0.5周）学时。
一、课程性质与目的
本课程属土木工程专业的专业特色课，为限定选修课。
本课程的主要教学目的是：使学生掌握有关岩石、岩体的基本力学性能，并熟练掌握有关有强度理论，并了解岩石、岩体力学试验的有关方法。
二、课程基本要求
要求学生能够熟练地掌握有关岩石、结构面、岩体的力学特性，能够熟练了解应用岩石、结构面、岩体的强度理论，并对其进行评价。
三、课程基本内容
（一）绪言
介绍岩体力学的定义及其有关的基本概念、简介目前常用的岩体分类方法，并根据岩体力学自身所具有的特性，要求掌握学习、研究岩体力学的方法。
（二）岩石的基本物理力学性质
介绍岩石的基本物理、水理性质。
岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三向压缩应力作用下的强度和变形特性以及有关岩石常用的几种强度理论，简单叙述在硌种应力作用下的试验方法及其相应各参数的求解方法。
（三）岩体的基本力学性能
介绍描述结构面的方法，结构面在正应力、剪应力作用下的变形特性、常用的评价规则、不规则齿形结构面的抗剪强度理论及其正确地运用这些强度理论，评价具有结构面的岩体强度、以及由于结构面的存在，对岩体强度的影响。
（四）初始应力状态
介绍产生初始应力的主要原因及其各类初始应力的计算方法，简介初始应力的量测方法以及初始应力的基本分布规律。
四、实验或上机内容
本课程有配套实验课，031120《岩体力学实验》，8（0.5周）学时。
五、前修课程要求
工程地质、材料力学、弹性力学、数理方程。
六、学时分配
七、教材与主要参考书
教材：
《岩体力学》，沈明荣编著，同济大学出版社，1999年第一版。
主要参考书：
《岩石力学原理及其应用》（中译本）R.E.Goodman。
《岩石力学》（徐志英编）。
《岩石力学性质手册》（中译本）。