武汉理工大学岩石力学复习资料

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《岩石力学》综合复习资料

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《岩石力学》综合复习资料一、填空题1、当岩石孔隙度增大或孔隙压力增大时,岩石强度(1);当围压增大时,岩石强度(2)。

2、对于岩石而言,破坏前的应变或永久应变在(3)可作为脆性破坏,(4)作为延性破坏,(5)为过渡情况。

3、围压影响着岩石的残余强度。

随着围压加大,岩石的残余强度逐渐增加,直到产生(6)或(7)。

4、随着围压的增加,岩石的破坏强度、屈服应力及延性都(8)。

5、抗剪强度一般有两种定义:一种是指(9);另一种定义为(10)。

前者考虑到剪切破坏时岩石中包含(11)和(12);后者仅仅取决于(13)。

因此,亦有人称前者为(14),称后者为(15)。

确定岩石抗剪强度的室内实验常采用(16),从岩石三轴实验可知,当围压较低时,岩石剪切破裂线近似为(17);但当围压较高时则为(18)。

6、岩石的抗拉强度是指(19)。

可采用(20)方法来测定岩石的抗拉强度,若试件破坏时的拉力为P,试件的抗拉强度为σ,可用式子(21)表示。

7、在物理环境不变的条件下,若盐岩颗粒较大,则蠕变应变率(22)。

岩石蠕变应变率随着湿度的增加而(23)。

8、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是(24)、(25)、(26)。

将这些变形单元进行不同的组合,用以表示不同的变形规律,这些变形模型由(27)、(28)、(29)。

9、在岩体中存在大量的结构面(劈理、节理或断层),由于地质作用,在这些结构面上往往存在着软弱夹层;其强度(30)。

这使得岩体有可能沿软弱面产生(31)。

10、Griffith理论说明了裂缝(32),但不能说明裂缝(33)。

11、在加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的(34)时,井眼发生破裂。

此时的压力称为(35)。

当裂缝扩展到(36)倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(37),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为(38)。

《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)。

岩石力学复习资料

岩石力学复习资料

岩石力学复习资料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。

五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法,通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析,可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。

2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用,通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究,可以预测地震对岩石体的影响,提高地震工程的抗震能力。

岩石力学复习要点

岩石力学复习要点

1、岩石力学:固体力学的一个新分支,用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。

岩石: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。

岩体:岩体是指一定工程范围内的自然地质体,由岩块和各种不连续面组成的。

岩体具有如下三大特征:(1)它的边界是根据工程情况确定的。

(2)岩体经历了漫长的自然地质作用过程,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。

(3)至今还受到地应力,以及水、温度等因素的影响。

结构面:结构面是指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,即强度低、易变形的面或带,即弱面。

结构体:结构体是指由结构面在岩体中切割而成的几何体。

2、岩石的密度:岩石的比重就是岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中孔隙体积),所得的量与一个标准大气压下4℃纯水容重的比值,又称相对密度。

重度:岩石在天然状态下岩石单位体积的重量。

干重度:岩石在105℃~110℃烘至恒重后,测定的岩石单位体积的重量。

饱和重度:岩石在吸水饱和状态下测定的重度。

碎胀系数:岩石的碎胀系数Kp是指岩石破碎后的体积与破碎前实体积的比。

残余碎胀系数:破碎岩石压实后体积与岩石破碎前体积V之比,用Kp’表示。

(取决于岩石性质、载荷大小、载荷作用时间、含水状况等)孔隙度率:岩石的孔隙率是指岩石中孔隙体积Vv(孔洞和裂隙之和)占岩石总体积V的百分比。

孔隙比:岩石的孔隙比是指岩石中孔隙的总体积Vv与固体(颗粒)实体积Vs之比。

吸水率:岩石的吸水率(自然吸水率的简称)指干燥后的岩石(样品)在一个大气压力和室温条件下,浸入水中定时间(48hr)吸入水分的质量与其干质量百分比。

饱水率:岩石的饱和吸水率(简称饱水率)又称强制吸水率,是指干燥后的岩样在强制状态下吸入水分的质量与其固体矿物质量的百分比。

膨胀性:岩石浸水后体积增大或体积不变时相应地引起应力增大的性能。

岩石力学考试复习资料

岩石力学考试复习资料

1 研究岩石力学的意义?(1)岩石力学来源于生产实践,与人类的生产活动紧密相关(2)岩石力学在国民经济建设中有广泛的应用(水利建设、民用建筑、采矿工程、核能工业、石油工程:井壁稳定性分析、水力压裂、出砂预测、地层可钻性预测钻头优选、定向射孔、套管损坏机理、地面沉降。

确定井壁失稳机理和安全泥浆密度窗口。

)(3)不重视岩石力学研究将造成工程事故2 井壁失稳的危害?引起井下复杂或事故(恶性卡钻、严重漏失—井喷),严重影响钻探速度,造成经济损失,影响测井、固井质量,对储层产生损害,影响勘探成功率。

3 岩石力学:岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学,是运用力学和物理学的原理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。

4岩石:岩石是构成地壳的基本材料,是经过地质作用而天然形成的(一种或多种)矿物集合体,具有一定的强度。

5 岩石分类:岩浆岩、沉积岩、变质岩6 岩石力学研究对象的特点?不连续性:岩石物理力学性质呈现不连续变化的性质。

不均匀性:指天然岩体的物理、力学性质随空间位置不同而异的特性。

各向异性:是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性,具体表现在它的强度及变形特性等各方面。

渗透性:有压水可以透过岩石的孔隙、裂隙而流动,岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。

7 正断层:上盘相对下盘向下滑动。

逆断层:断层上盘相对下盘向上滑动。

8 节理:岩石中的裂隙或破裂面,沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移9 岩石力学研究方法:科学试验和理论分析10 岩石的组构特征及对力学性质的影响?组成岩石的矿物:硅酸盐类矿物、粘土矿物、碳酸盐类矿物、氧化物类矿物。

组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。

含硬度大的粒状矿物愈多,岩石强度高-花岗岩、闪长岩、玄武岩。

含硬度小的片状矿物愈多,岩石强度愈低-粘土岩、泥岩。

CaCO3含量愈高,强度高。

泥质含量高的,力学性质差。

强度上:硅质>铁质>钙质>泥质。

岩体力学复习参考资料完整版

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。

岩石力学复习重点资料

岩石力学复习重点资料

岩石力学复习重点资料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。

岩石力学复习

岩石力学复习

岩石力学复习重点1.1、岩体:岩体是指在一定的地质条件下,含有诸如裂隙、节理、层理、断层等不连续的结构面组成的现场岩石,它是一个复杂的地质体。

2.1、岩石的渗透性:在一定的水力梯度或压力作用下,有压水可以透过岩石的孔隙或裂隙流动。

岩石这种能透水的能力称为岩石渗透性。

2.2、结构体:结构体是不同产状和不同规模结构面相互切割而形成的、大小不一、形态各异的岩石块体。

2.3、结构面的类型:按成因可分为原生结构面、构造结构面、次生结构面。

2.4、岩层产状三要素:走向、倾向、倾角。

2.5、RQD概念:用来表示岩体良好度的一种方法。

根据修正的岩芯采取率来决定的。

2.6、RMR法评价岩体的方法:该分类系统由完整岩石强度、RQD值、节理间距、节理状态及地下水状况5类指标组成。

具体做法为:(1)根据各类指标的数值,逐次计分,求和得总分RMR值(P27页表2-10);(2)根据节理、裂隙的产状变化对RMR的初值加以修正(P27页表2-11),以强调节理、裂隙对岩体稳定产生的不利影响。

3.1、脆性破坏、塑性(延性)破坏、弱面剪切破坏的基本概念;脆性破坏:岩石发生破坏时,无显著变形,声响明显,一般发生在单轴或低围压坚硬岩石(岩爆)。

塑形破坏:岩石发生破坏时,变形较大,有明显的“剪胀”效应,一般发生在较软弱岩石或高围压坚硬岩石。

沿软弱结构面(原生)剪切破坏:由于岩层中存在节理、裂隙、层理、软弱夹层等软弱结构面,岩层整体性受到破坏;在外荷载作用下,当结构面上的剪应力大于该面上的强度时,岩体发生沿弱面的剪切破坏。

3.2、影响岩石抗压强度的因素;矿物成分、结晶程度和颗粒大小、胶结情况、生成条件、风化作用、密度、水的作用、试件形状和尺寸、加载速率。

3.3、形态效应和尺寸效应的含义;因应力集中,通常圆柱形试件的强度高于棱柱形试件的强度。

对于棱柱形试件,截面边长越多,其强度越高,这种影响称为形态效应。

岩石试件的尺寸越大,其强度越低,这一现象称为尺寸效应。

岩石力学复习资料

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岩石力学复习资料1、岩石力学——研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的立场产生效应的一门理论科学。

2、岩石——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聚集而成的自然体。

3、岩体——岩体是地质体,一定工程范围内的自然地质体,经过各种地质运动,内部含有构造与裂隙。

4、岩石结构——岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型。

5、岩石构造——岩石的组成部分在空间排列的情况。

6、渗透系数——表征岩石渗透性能的大小。

7、软化系数——岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。

8、弹性——在一定应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力后立即回复其原有的形状和尺寸大小的性质,称为弹性。

产生的变形称为弹性变形。

9、岩石的变形指标有弹性模量、变形模量、泊松比。

10、弹性模量——在单向压缩条件下,弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比。

11、变形模量——在单轴压缩条件下,轴向应力与轴向总应变之比。

12、泊松比——横向应变与轴向应变之比。

13、单轴抗压强度——岩石试件在无侧隙的条件下,受轴向压力作用至破坏时,单位横截面积上所承受的最大压应力。

14、抗拉强度——岩石在拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。

15、抗剪强度——岩石在剪切载荷作用下抵抗剪切破坏的最大剪应力。

16、流变性——指介质在外力不变的条件下,应力或应变随时间变化的性质。

17、蠕变——介质在大小和方向均不改变的外力作用下,其变形随着时间的变化而增大的现象。

18、松弛——介质的变形保持不变时,内部应力随时间变化而降低的现象。

19、弹性后效——对介质加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。

20、结构面——指岩体中存在着各种不同成因和不同特性的地质界面,包括物质的分界面、不连续面。

21、准岩体强度——由完整岩石试件的强度和完整性系数K确定。

22、完整性系数——弹性波在岩体中传播纵波速度的平方与在岩石中传播纵波速度的平方之比。

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》全书复习资料

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《岩石力学》全书复习资料第一章绪论1、岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论与应用科学;它是力学的一个分支;它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。

2、岩石力学研究的目的:科学、合理、安全地维护井巷的稳定性,降低维护成本,减少支护事故。

3、岩石力学的发展历史与概况:(1)初始阶段(19世纪末—20世纪初)1912年,海姆(A.Hmeim )提出了静水压力理论:金尼克(A.H.ΠHHHHK )的侧压理论:朗金(W.J.M.Rankine )的侧压理论:(2)经验理论阶段( 20世纪初—20世纪30年代)普罗托吉雅克诺夫—普氏理论:顶板围岩冒落的自然平衡拱理论;太沙基:塌落拱理论。

4、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)深埋巷道属于无限域问题,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; 5、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素矿物: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;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;构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系;第二章岩石力学的地质学基础 1、岩石硬度通常采用摩氏硬度,选十种矿物为标准,最软是一度,最硬十度。

这十种矿物由软到硬依次为:l-滑石; 2-石膏;3-方解石;Hγ1νλν=-H λγH λγ4-萤石;5-磷灰石;6-正长石;7-石英;8-黄玉;9-刚玉;10-金刚石;2、解理:是指矿物受打击后,能沿一定方向裂开成光滑平面的性质,裂开的光滑平面称为解理面。

3、岩石的工程特性4、影响岩石的工程性质的因素包括矿物成分、结构、构造、水、风化等因素。

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. 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Rc7. 岩⽯全程应⼒-应变曲线的作⽤是什么?岩爆的预测,蠕变的预测,疲劳破坏8. 蠕变分为哪⼏个阶段?初始蠕变段,等速蠕变段,加速蠕变段9. 为何岩⽯的蠕变曲线很难测得?10. 在⼀定法向应⼒作⽤下,结构⾯在剪切作⽤下产⽣的切向变形形式有哪两种?①对⾮充填粗糙结构⾯,随剪切变形的发⽣,剪切应⼒相对上升较快,当达到剪应⼒峰值后,结构⾯抗剪能⼒出现较⼤的下降,并产⽣不规则的峰后变形或滞滑现象②对于平坦的结构⾯,初始阶段的剪切变形曲线呈下凹型,随剪切变形的持续发展,剪切应⼒逐渐升⾼但没有明显的峰值出现,最终达到恒定值。

《岩石力学》复习总结资料(考试用)

《岩石力学》复习总结资料(考试用)

岩石力学补充资料第一章绪论1.1.1 岩石力学就是用力学的理论,观点和方法去研究岩石材料的力学行为及其工程应用的学科。

(实际上也称为“岩体力学”,是水利学科的一个重要分支学科)1.1.2 岩石力学的特点1)研究的广泛性:a、既古老,又年轻 b、跨行业2)研究对象的复杂性:a、组成:岩石——地质体(单独的力学性质+耦合效应);岩块、结构面→组合形成;块状结构、破碎结构、离散结构b、背景:地质力学环境的复杂性(地应力、地下水、物理、化学作用等)3)工程应用性(实践性)非常强4)社会经济效益显著§1.3 岩石力学的研究方法a.物理模拟 b,数学模型 c.理论分析第二章岩石的物理性状(性质)§2.1 岩体的结构特性岩石(根据成因)可分为:a.岩浆岩b.沉积岩c.变质岩☐断层:规模较大,宽度几米~几十米,延伸长度几百米~几公里;☐节理:规模中等,宽度几十厘米,延伸长度几米~几十米;☐裂隙:规模较小,宽度几厘米甚至更小,延伸长度几十厘米;§2.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性由于岩石中存在各种规模的结构面(断裂带、断层、节理、裂隙)→致使岩石的物理力学性质→不连续、不均匀、各向异性2.2.1 岩石的裂隙性平面裂隙率:指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。

2.2.2 各向异性:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。

(从岩石的不同方向施加荷载,其抵抗破坏的能力不同)a.正交各向异性(三个材料主轴、定义材料参数)b.横观各向同性(层状)§2.3 岩石的物理性质指标2.3.9 软化系数:岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,用软化系数(ηc)表示。

ηc讨论:ηc愈小则岩石软化性愈强。

研究表明:岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性。

当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物,且含大开空隙较多时,岩石的软化性较强,软化系数较小。

第三章岩石/岩体的强度§3.7 岩石中水对强度的影响在前面已经谈及,水工建设中岩体不可避免会遇到水,例如水的影响:改变岩石的物理力学性质(胶结构被破坏,化学溶蚀等)渗透压力→“空隙压力”→降低有效应力→强度降低§3.8 岩体强度分析岩体的强度分析包括结构体强度分析和结构面强度分析。

全国工程地质及土力学复习资料

全国工程地质及土力学复习资料

武汉理工大学工程地质及土力学复习资料(终极完整版)第一章岩石和地质构造一、地球的构造分为外部和内部两部分。

外部包括大气圈、水圈和生物圈;内部则包括地壳、地幔和地核。

组成地壳的基本物质是岩石。

地幔与地壳的分界面为莫霍面,地幔占地球总质量的66%,根据地震波传播速度的特征,它可分为上地幔和下地幔两部分。

地核占地球总质量的32.5%,根据地震波传播速度的特征,可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。

二、什么叫矿物质和岩石?说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类?矿物:具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物,主要造岩矿物:白云母、角闪石、石英、白云石等。

岩石:是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。

岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。

何谓岩石的结构和构造?岩石的结构:是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。

构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。

三、试结合矿物的标本,阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。

颜色:矿物的颜色是矿物对白(日)光选择吸收的表现。

当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时,则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。

按其不同的成因可分为自色、他色和假色。

条痕色:指矿物粉末的颜色,他排除了矿物因反射所造成的色差,以去掉假色,减弱他色,保存自色,使常见矿物的颜色更为固定,对于鉴别矿物具有实用意义。

透明度:是指矿物透光能力的大小,即光③线透过矿物的程度。

矿物的透明度分为:透明、半透明、不透明三级。

光泽:矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。

矿物的光泽按其反射强弱划分如下:①金属光泽;②非金属光泽。

硬度:矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。

各种矿物由于化学成分和内部结构的不同,常具有不同的硬度,这是鉴别矿物的一个重要特征。

解理与断口:矿物受到外力的作用(如敲打),其内部质点间的连接力被破坏,沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质,称为解理。

岩石力学复习题-知识归纳整理

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况,以及胶结物的胶结类型等特征。

16、岩石的构造:是指岩石中矿物颗粒集合体之间, 以及它与其组成部分之间的罗列方式和充填方式。

17、岩石的密度:是指单位体积的岩石(不包括空隙)的质量。

也叫真密度。

18、岩石的视密度:是指单位体积的岩石( 包括空隙) 的质量。

19、岩石的孔隙性:是指岩石中孔洞和裂隙的发育程度。

20、岩石的孔隙度:是指岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比,常用百分数表示,故也称为孔隙率。

岩石力学复习资料整理

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第一章1、岩石和岩体的区别——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;岩体是指一定范围内的自然地质体,它经历了漫长的自然历史过程,经历了各种地质作用,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。

岩体包含若干不连续面,岩体强度远低于岩石强度2、岩体结构的两个基本要素——结构面和结构体第二章1、岩石含水率、吸水率和饱水率的区别——含水率,天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量比值的百分率;吸水率,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与岩石干重量之比的百分率;饱水率,岩样在强制状态下,岩样的最大吸入水的重量与岩样的烘干重量的比值的百分率2、饱水系数和抗冻性的关系——岩石饱水指标反映岩石中张开型裂隙和孔隙的发育情况,对岩石的抗冻性有较大影响。

饱水系数(吸水率与饱水率百分比)一般在0.5~0.8之间。

试验表明,饱水系数<91%时,可免遭冻胀破坏。

3、岩石的软化系数——岩样饱水状态下得抗压强度与干燥状态的抗压强度的比值4、岩石的强度定义——在荷载作用下破坏时所承受的最大荷载应力5、岩石抗压、抗剪、抗拉强度指标,试验方法及其优缺点——抗压指标试验方法有直接单轴抗压试验,普通三轴试验和真三轴试验。

抗拉指标试验有直接抗拉试验(缺点:试样制备困难,且不易与拉力机固定),霹雳法(优点:简单易行,只要有普通压力机就可以进行试验)。

抗剪指标试验方法有直接剪切试验(缺点:强度曲线并不是绝对严格的直线),契形剪切试验,三轴压缩试验(优点:结果较精确)。

6、脆性破坏——由于应力作用下岩石中裂隙的产生和发展的结果,岩石达到破坏时不产生明显的变形;塑性破坏——在塑性流动状态下发生,由于组成物质颗粒间相互滑移所致,破坏时会产生明显的塑性变形而不呈现明显的破坏面。

格里菲斯脆性破坏(是什么破坏)——脆性破坏是拉伸破坏,而不是剪切破坏。

7、岩石的应力、应变曲线及各阶段的特点——反应岩石在压缩条件下由变形到破坏的全过程关系曲线,分五阶段:压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙发生和稳定发展阶段、微裂隙加速扩展阶段、破坏后阶段。

岩石力学期末复习资料,必过。

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岩石力学第一章1.岩石:是经过地质作用而天然形成的(一种或多种)矿物集合体。

2.岩体:是指在一定地质条件下,含有诸如利息,结里,断层,层理等不连续的结构面组成的现场岩石第二章1.岩石的物理性质指标:容重和密度,比重,孔隙率,吸水率和饱水率,抗冻性2.岩石的热学和电学性质:容热性,导热性,热膨胀性,导电性3.岩石的抗风化指标:抗冻性4.岩石与水有关的性质:渗透性,崩解性,膨胀性,软化性5.岩石结构面的类型:原生结构面,构造结构面,次生结构面原生结构面:就是指在成岩过程中形成的结构面构造结构面:指岩体受构造应力作用所产生的破裂面和破碎带。

包括构造节理,层理,劈里以及层间错动面等次生结构面:指岩体受卸荷作用,风化作用和地下水活动所参数的结构面,如卸荷裂隙,风化裂隙及次生夹泥,泥化夹层等结构面的自然特征:结构面的规模(Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ级),结构面的物质组成,结构面的结合状态和空间分布以及密集程度(①结构面的困数②单位体积的结构面数目)等6.岩石质量指标RQD:是根据修正的岩心采取率来决定的。

修正的岩心采取率:指将钻孔中直接获取的岩心总长度,在扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度,在与钻孔总进尺之比。

引去规定计算岩心长度时,只计算大于100m坚硬和完整的岩心。

RQD是一种比岩心采取率更灵敏,更适合的指标。

RQD只是一项分类的重要因素,而不是决定性因素。

岩石工程分类:按岩石强度分类:硬质岩,中等坚硬岩,软质岩。

按完整岩块的强度等级分类:A B C D E按完整岩块的模量比等级分类:H、ML完整岩块的工程分类:AH、BH、CH…等15第三章1.岩石的破坏形式及其特点①脆性破坏:岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏;可能是由于岩石中裂隙的发生和发展的结果。

②延性破坏:岩石在破坏之前的变形很大,且没有明显的破坏荷载,表现出显著的塑性变形,流动或挤出。

③弱面剪切破坏:由于岩层中存在节理,裂隙,层理,软弱夹层等软弱结构面,岩层的整体性受到破坏。

岩石力学复习资料

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岩石力学复习资料岩石力学复习资料岩石力学是地质学中的一个重要分支,研究岩石在地壳中的力学性质和行为。

它对于地质灾害的预防和治理,以及地质工程的设计和施工都有着重要的意义。

在岩石力学的学习中,我们需要掌握一些基本的概念、理论和方法。

本文将为大家提供一些岩石力学的复习资料,帮助大家更好地理解和掌握这门学科。

一、岩石的力学性质岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏规律。

在岩石力学中,我们常用的力学性质包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。

弹性模量是岩石的一种基本力学参数,它反映了岩石的变形能力。

抗压强度是指岩石在受到压力时抵抗破坏的能力。

抗拉强度是指岩石在受到拉力时抵抗破坏的能力。

剪切强度是指岩石在受到剪切力时抵抗破坏的能力。

掌握这些力学性质对于分析和预测岩石的行为具有重要意义。

二、岩石的变形规律岩石在受到外力作用下会发生变形,这是岩石力学中的重要内容。

岩石的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。

弹性变形是指岩石在受到外力作用后能够恢复到原来的形状和体积。

塑性变形是指岩石在受到外力作用后无法完全恢复到原来的形状和体积。

岩石的变形规律是通过实验和理论分析得出的,掌握这些规律对于预测和控制岩石的变形具有重要意义。

三、岩石的破坏规律岩石在受到外力作用下可能会发生破坏,这是岩石力学中的另一个重要内容。

岩石的破坏可以分为弹性破坏和破裂破坏两种。

弹性破坏是指岩石在受到外力作用后能够恢复到原来的形状和体积,但是强度已经下降。

破裂破坏是指岩石在受到外力作用后无法恢复到原来的形状和体积,出现裂缝和断裂。

岩石的破坏规律是通过实验和理论分析得出的,掌握这些规律对于预测和控制岩石的破坏具有重要意义。

四、岩石的应力分析岩石在受到外力作用时会产生应力,应力分析是岩石力学中的一个重要内容。

应力分析可以帮助我们了解岩石的受力状态和变形规律。

在应力分析中,我们常用的方法包括应力分布分析、应力变形关系分析和应力路径分析等。

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岩石力学一、名词解释:(1)岩石:岩石是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而成的多种矿物颗粒的集合体,是组成地壳的基本物质。

(2)岩体:岩体是地质体,它的形成与漫长的地质年代有关,它是一定工程范围内的自然地质体,经过各种地质运动,内部含有构造和裂隙。

(3)岩石结构:岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型等。

(4)岩石构造:岩石的组成部分在空间排列的情况,如岩石的层面构造、层理构造等。

(5)岩石的密度:是指单位体积岩石的质量,单位是kg/mmmm。

分为块体密度和颗粒密度。

(6)块体密度:是指单位体积岩石的质量。

根据岩石试样的含水状态不同,分为天然密度、饱和密度和干密度。

(7)颗粒密度:岩石颗粒密度ρs是岩石固相物质的质量与其体积的比值。

(8)容重:岩石容重是指单位体积内岩石的重量单位为KN/m3。

(9)比重:是指岩石的干的重力除以岩石的实体体积(不包括孔隙)再与4摄氏度时水的容重相比。

(10)孔隙性:岩石依其生成原因和生成条件不同,可能含有形状、体积不同的孔隙和裂隙。

把岩石所具有的孔隙和裂隙特性,统称为岩石的孔隙性。

通常用孔隙率大小表示。

(11)孔隙率:岩石孔隙率n为岩石试件中孔隙总体积与岩石试样总体积之比。

(12)渗透性:地下水在水力坡度(压力差)作用下,岩石能被水透过的性能成为岩石的渗透性。

用渗透系数K来表征岩石渗透性能的大小。

(13)渗透系数:是表征岩石透水性的重要指标,其大小取决于岩石中孔隙的大小、数量、方向、相互贯通情况,并根据达西定律在室内测定。

(14)软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,通常用软化系数Kr表示。

(15)软化系数:岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。

(16)岩石的膨胀性:是指岩石浸水后发生体积膨胀的性质。

通常以岩石的自由膨胀率、岩石的侧向约束膨胀率、膨胀压力等来表达。

(17)自由膨胀率:指岩石试件在无任何约束件下浸水后所产生膨胀应变与试件原尺寸的比值。

(18)侧向约束膨胀率:是将具有侧向约束的试件水中,使岩石试件仅产生轴向膨胀变形而求得的膨胀率。

(19)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。

(20)岩石的吸水性:岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力,称为岩石的吸水性。

其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭的程度。

(21)含水率:岩石含水率w是指天然状态下岩石孔隙中水的质量与岩石固体质量之比,一般用百分数表示。

(22)吸水率:是指岩石试样在大气压力和室温条件下吸入水的质量与试样固体质量的比值,以百分数表示。

(23)饱和吸水率:是岩石试样在强制状态(真空、煮沸或高压)下的最大吸水量与试样固体质量的比值,以百分数表示。

(24)饱水系数:岩石吸水率与岩石饱和吸水率之比,成为饱和洗漱Kw。

(25)弹性模量:是指在单项压缩条件下,弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比,即E=σ/ε。

(26)变形模量:是指岩石在单轴压缩条件下,轴向应力与轴向应变(弹性应变和塑性应变之和)之比。

(27)泊松比:在单向载荷作用下,横向应变和轴向应变之比成为泊松比。

(28)初始弹性模量:用应力应变曲线坐标原点斜线斜率表示。

(29)割线弹性模量:用应力应变曲线原点与某一特定应力点之间的弦的斜率表示。

一般规定特定应力为极限强度σc的50%。

(30)切线弹性模量:用应力应变曲线直线段的切线斜率表示E=(σ2-σ1)/(ε2-ε1)(31)扩容: 受载岩石试件随载荷增加直到破坏,试件体积不是减少而是增加。

这种体积增大现象称为扩容,即岩石受载破坏经历一个扩容阶段。

(32)尺寸效应:通过不同尺寸试件测定结果看出,岩石试件的尺寸越大,则强度越低,反之越高,这一现象称为尺寸效应。

(33)常规三轴试验:用常规三轴压力试验机进行。

实验表明:岩石处于三向应力状态下,其强度随侧向压力增加而择增大。

其变形特征显现塑性变形的能力亦增加。

(34)真三轴试验:真三轴试验是使岩石试件处于三个主应力不相等(即σ1>σ2>σ3)的应力组合状态下的三轴压缩试验。

真三轴试验可以研究中间主应力(σ2)对岩石变形及强度特性的影响。

(35)岩石三轴压缩强度:是指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。

(36)流变性:是指介质在外力不变条件下,应力或应变随时间而变化的性质。

(37)蠕变:是指介质在大小和方向均不改变的外力作用下,其变形随时间的变化而增大的现象。

(38)松弛:是指介质的变形(应变)保持不变时,内部应力随时间变化而降低的现象。

(39)弹性后效:是指介质在加载或卸载时,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,外力卸载后最终不留下永久变形。

(40)岩石长期强度:岩石的强度时随外载作用时间的延长而降低,通常把作用时间t→∞的强度(最低值)S∞称为岩石长期强度。

(41)强度准则:又称破坏判据,它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,一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ1=f(σ2,σ3)或τ=f(σ)来表示。

(42)结构面密度:反应结构面发育的密集程度,常用线密度、间距等指标表示。

(43)岩体完整性系数:岩体完整性系数又称裂隙系数,为岩体与岩石的纵波速度之比的平方,用动力法可以测定完整性系数。

根据岩体完整性系数对岩体完整程度进行分类,可分完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎五类。

(44)混凝土:混凝土是胶结材料、水、细骨料和粗骨料按适当比例配合的混合物,经过硬化后形成的一种人工石材。

(45)细骨料:是指颗粒粒径在0.15-50.mm的天然砂石,如河砂、海砂以及山砂,其中以河砂应用较多。

粗骨科:颗粒粒径大于5mm的石子。

有卵石和碎石两种。

(46)握裹力:是指水泥砂浆固结后,水泥砂浆对其所包裹的钢丝绳或钢绞线等芯材的一种约束力。

(47)喷射混凝土有三种方案:干式喷射、半湿式喷射、湿式喷射。

(47)干式喷射:是指水泥、砂、石的干混合料经过搅拌,借助风压和管道输送至喷头,在喷头处与水混合后喷射到岩石表面。

这种工艺的回弹率高,工作面粉尘浓度大,使用量逐渐减小。

(48)喷锚支护:是指在井巷表面喷射混凝土或在井巷围岩中安装锚杆来支护巷道,也可以采用喷射混凝土和安装锚杆的联合支护,喷锚支护还可以与其他支护手段联合应用。

二、问答题1.岩石颗粒间连接方式有哪几种?答:岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。

2.何谓岩石的水理性?水对岩石力学性质有何影响?答: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。

主要影响:岩石的吸水率愈高,岩石质量愈差。

吸水性较大的岩石(如软岩)当吸水后往往产生膨胀,它会给井巷支护造成很大的压力。

岩石渗透系数溶蚀作用使岩石致密程度降低,孔隙率增大,导致岩石强度降低。

岩石浸水饱和后强度降低的性质,具有软化性。

通常含粘土质矿物岩石遇水易于产生膨胀,影响岩石工程稳定。

3.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?答:按照应力-应变-时间的关系,岩石的变形可分为弹性变形、塑性变形和粘性(流动)变形三种。

弹性在一定的应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力(卸荷)后能够立即恢复其原有的形状和尺寸大小的性质,称为弹性。

塑性物体受力后产生变形,在外力去除(卸荷)后不能完全恢复原状的性质,称为塑性。

不能恢复的那部分变形称为塑性变形,或称永久变形、残余变形。

粘性物体受力后变形不能在瞬时完成,且应变速率随应力增加而增加的性质,称为粘性。

应变速率随应力变化的变形称为流动变形。

根据岩石材料的应力应变曲线所表现出的破坏特征,可将岩石划分为脆性材料和延性材料。

脆性物体受力后,变形很小时就发生破裂的性质,称为脆性。

4.岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型?并用图加以说明。

答:试件受载后直到破坏历经以下五个阶段:(1)微裂隙压密阶段(O-A) 岩石试件受载初期,内部已存在裂隙及孔隙受压闭合,岩石被逐渐压密,形成早期的非线性变形。

(2)弹性变形阶段(A-B) 在此阶段应力应变曲线保持线性关系,服从虎克定律σ=Eε。

试件中原有裂隙继续被压密,体积变形表现继续被压缩。

(3)裂隙发生和扩展阶段(B-C)在此阶段轴向(εl )曲线仍保持近于直线;过B 点后,随载荷增加,曲线εv偏离直线。

新的裂隙产生,呈稳定状态发展。

岩石变形表现为塑性变形。

(4)裂隙不稳定发展直到破裂阶段(C-D)从εv曲线看出,C 点切线斜率为无穷大(dσ/ dεv=∞),是εv 曲线拐点。

过 C 点后,试件体积增大。

裂隙进入不稳定发展阶段,裂隙扩展接交形成滑动面,导致岩石试件完全破坏。

(5)破裂后阶段(D-E)岩石试件通过峰值应力后,其内部结构遭到破坏,但试件基本保持整体状。

裂隙快速发展,交叉且相互联合形成宏观断裂面。

试件具有残余强度。

5.简述循环荷载条件下岩石的变形特征。

答:在逐级循环加载条件下。

如果卸载点 P超过屈服点,形成塑性回滞环。

随循环次数增加,卸载应力下的岩石材料的弹性有所增强。

加、卸荷过程并未改变岩石变形的基本习性,这种现象也称为岩石记忆。

在反复循环加载(在同一荷载水平上反复加卸载)条件下。

当循环应力峰值在弹性极限以上,回滞环的面积变小,岩石越来越接近弹性变形。

岩石在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程曲线交点处,形成疲劳破坏。

当循环应力峰值低于某一极限应力水平时,岩石不会破坏。

6.简述岩石在常规三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。

答:以常规三轴为例①破坏前岩石的应变随围压σ3增大而增加;②随围压σ3增大,岩石的塑性也不断增大,且由脆性逐渐转化为延性。

通常把岩石由脆性转化为延性的临界围压σ3称为转化围压。

③岩石的峰值强度随σ3增大而增大④随σ3增大岩石弹性模量增大,软岩增大明显,致密的硬岩增大不明显。

7.岩石的弹性模量与变形模量有何区别?答:变形模量的定义在表达式上和弹性模量是一样的E=ζ/ε,对于变形模量ε是指应变,包括弹性应变εe和塑性应变εp,对于弹性模量而言,ε就是指εe(计算变形模量时,应变ε包括了弹性应变和塑性应变)。

8.岩石有哪些强度指标?答:单轴天然、饱和、烘干3种抗压强度;抗剪强度(直剪及三轴);抗拉强度(较少用)9. 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?答: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。

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