岩石力学上-PPT课件

由于岩石力学是一门边缘交叉科学，研究的内容广泛， 对象复杂，这就决定了岩石力学研究方法的多样性。 根据所采用的研究手段或所依据的基础理论所属学科领 域的不同，岩石力学的研究方法可大概归纳为以下四种：
（1）工程地质研究方法 着重于研究与岩石和岩体的力学性质有关的岩石和岩体地 质特征。如用岩矿鉴定方法，了解岩体的岩石类型、矿物组成 及结构构造特征；用地层学方法、构造地质（structural geology ）学方法及工程勘察方法等，了解岩体的成因、空间 分布及岩体中各种结构面的发育情况等；用水文地质学方法了 解赋存于岩体中地下水的形成与运移规律等等。
（3）岩石的基本力学性质
内容包括： ①岩块在各种力学作用下的变形（deformation ）和强度 （strength ）特征以及力学指标参数； ②影响岩石力学性质的主要因素，包括加载条件、温度、湿度 等； ③岩石的变形（deformation ）破坏机理及其破坏判据 （failure criterion ）。
网络模型、拓扑模型等等。
（4）整体综合分析方法。
这是岩石力学与岩石工程研究中极其重要的一套工作方法。 由于岩石力学与工程研究中每一环节都是多因素的，且信息量 大，因此必须采用多种方法并考虑多种因素（包括工程的、地 质的及施工的等）进行综合分析和综合评价，特别注重理论和 经验相结合，才能得出符合实际情况的正确结论。
（10）工程岩体的模型、模拟试验及原位监测技术。模型
模拟试验包括数值模型模拟、物理模型模拟等，这是解决岩 石力学理论和实际问题的一种重要手段。而原位监测既可以
检验岩体变形与稳定性分析成果的正确与否，同时也可以及
时地发现问题并采取相应的合理措施加以解决。 给女孩送礼送什么好meibo6162
2．研究方法
4、地下水的影响
（4）结构面力学性质 内容包括： ①结构面在法向压应力（compressive stress ）及剪应 力（shear stress ）作用下的变形（deformation ）特征及 其参数确定； ②结构面剪切强度（shear strength ）特征及其测试技 术和方法。 （5）原岩应力（地应力）分布规点
1、岩石的破裂特性 一般工程力学所建立的理论并不能直接应用于岩石的破裂 情况。 2、尺寸效应(scale effect ) 岩体中普遍存在着节理和由于其它地质成因生成的裂隙， 形成宏观不连续面。岩体的强度和变形特征受岩石材料的性质 和各种地质结构面的共同影响。
一般认为，在钻进过程中，钻头破碎岩石反应出的特征是完整
二、研究内容与研究方法
1、研究内容 （1）岩石、岩体的地质特征
内容包括：
①岩石的物质组成和结构特征； ②结构面特征及其对岩体力学性质的影响；
③岩体结构及其力学特征；
④岩体工程分类。
（2）岩石的物理、水理与热力学性质 岩石的物理性质是指岩石的孔隙度（porosity ）、渗透 率（permeability ）、可压缩性、导电性、传热性的总称。 岩石的水理性是指岩石与水相互作用所表现的性质，包括 岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。
（3）数学力学分析方法
数学力学分析是岩石力学研究中的一个重要环节。它是 通过建立工程岩体的力学模型和利用适当的分析方法，预测 工程岩体在各种力场作用下的变形与稳定性，为岩石工程设 计和施工提供定量依据，其中建立符合实际的力学模型和选
择适当的分析方法是数学力学分析中的关键。
目前常用的力学模型有：刚体力学模型、弹性及弹塑性 力学模型、流变模型、断裂力学模型、损伤力学模型、渗透
岩石的强度特征。 在节理岩石中开挖巷道可以反应节理系统的性质。此时巷道的 最终断面取决于节理的空间方位。 对于较大尺寸的岩柱，节理岩体可显示出准连续介质的特性。 可见工程对象与岩体之间相对尺寸的不同，处理办法也不同 。
3、抗拉强度(tensile strength )
岩石由于其抗拉强度低而不同于其它常见的工程材料（混凝 土除外）。 进行单轴抗拉强度实验的岩石试件破坏时的应力比单轴压缩 实验的值低一个数量级。原因是岩石中的节理和其它裂隙只能抵 抗极小的拉应力或根本不能抵抗拉应力。所以在一些工程中假设 岩体的抗拉强度为零，为此把岩石称为“无拉伸”材料。 对于钻井工程中的井身结构设计来说，岩石的“无拉伸”材 料性质意味着井壁一旦出现拉应力，就将发生井漏事故。
（2）科学实验方法
科学实验是岩石力学发展的基础，它包括实验室岩石力学参 数的测定、模型试验、现场岩体的原位试验及监测技术、地应力 的测定和岩体构造的测定等。试验结果可为岩体变形和稳定性分 析计算提供必要的物理力学参数。同时，还可以用某些试验结果 （如模拟试验及原位应力、位移、声发射监测结果等）直接评价 岩体的变形和稳定性，及探讨某些岩石力学理论问题。
内容包括： ①各类工程岩体在开挖荷载作用下的应力（ stress ）、
位移分布特征；
②各类工程岩体在开挖荷载作用下的变形（deformation ） 破坏特征；
③各类工程岩体的稳定性分析与评价等。
（8）岩石工程稳定性维护技术，包括岩体性质的改善与加
固技术等。 （9）各种新技术、新方法与新理论在岩石力学中的应用。
（6）岩体力学性质 内容包括： ①岩体变形（deformation ）与强度（ strength ）特征 及其原位测试技术与方法；生日送什么礼物好meibo6162 ②岩体力学参数的弱化处理与经验估计； ③影响岩体力学性质的主要因素； ④岩体中地下水的赋存、运移规律及岩体的水力学特征。
（7）工程岩体的稳定性
第一章
一、
绪
论
（Introduction to Rock Mechanics ）
岩石力学（ Rock mechanics）的基本概念
岩石力学是研究岩石或岩体在外力作用下的应力状态（stress state） 、应变状态（strain state）和破坏条件（failure criterion ）等力学特性的学科，它是解决岩石工程(即与岩石有关 的工程)技术问题的理论基础。