岩体力学复习资料
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岩体力学复习资料1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
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。
3、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
4、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。
5、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。
又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。
6、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或运动称为崩塌。
7、滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。
8、剪胀：在剪应力作用下，模型上半部沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动。
这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。
剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。
9、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。
10、岩石的长期强度：岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度11、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。
12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。
13、结构面类型：按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。
14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。
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岩体力学复习资料一、简答题（5×4′）1、什么是岩石的全应力应变曲线？岩石在单周压缩荷载作用下，应变随应力变化的关系曲线，包括（1）空隙裂隙压密阶段；（2）弹性变形阶段；（3）微弹性裂隙稳定发展阶段；（4）非稳定破裂发展阶段；（5）破坏后阶段。
2、岩石的蠕变？岩石的应力保持不变，应变随时间增加而增长的现象。
3、岩体的结构面？是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面或带，又称为不连续面或带。
4、RQD法？取值方法？钻探取芯的岩芯完整程度与岩体的原始裂隙、硬度、均质性等状态相关，钻探取芯的岩芯复原率（岩芯采取率）可表征掩体质量，该表征指标称之为岩体质量指标（RQD）; RQD=Lp/L×100%(Lp:大于10cm的岩芯累计长度；L：岩芯取芯进尺总长度。
5、地应力？地应力是指存在于地层中未受扰动的天然应力，也称原岩应力、岩体初始应力或绝对应力。
6、岩石的渗透性？岩石在一定的水力梯度（I）或压力差作用下，水渗透或穿透岩石的能力。
7、岩爆？处于高地应力状态下的围岩，在地下洞室开挖过程中，由于洞室周围应力集中而引起岩体贮存大量的弹性应变能得到突然释放，致使围岩向着临空方向产生脆性爆裂以弹性迸发出声响的一种动力地质现象。
8、岩石的松弛？是指应变保持不变时，应力随时间的增加而减小的现象。
9、新奥法？在岩体或土体中设置的以使地下洞室的周围岩体形成一个中空筒状支撑环结构为目的地设计施工方程，利用围岩的自承作用支撑隧道。
二、简答题（6×6′）1、岩石与岩体的区别与联系。
岩石是由矿物+岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成德自然物体，岩体是由岩石、地质部连续面和不连续面内填充物组合成的天然地质体，岩体由于结构面的存在强度远低于岩石的强度。
2、岩石的强度有哪几种类型；由那几个实验确定其特征值?岩石的强度有：单轴抗压强度（单轴压缩实验）、抗拉强度(直接拉伸试验法，劈裂试验法，点载荷试验法，抗弯法试验)、抗剪强度（抗剪断试验）、三轴抗压强度（真三轴加载实验，常规三轴加载实验）。
岩体力学---复习资料
中国地质大学岩体力学复习资料练习与思考1、岩体力学包括哪三种分类，各有何侧重？2、岩体力学的研究对象是什么？你能举出几个岩体变形破坏的事例？3、岩体力学的研究方法有哪些，有什么区别？4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解？练习与思考1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示，量得两组结构面沿测线的间距分别为0.45m和0.8m，且A组结构面的倾角为55°，B组倾角为20°。
1）计算每组结构面的真间距及两组结构面沿测线的混合间距及线密度（Kd）;2）估算岩体沿详测线方向的RQD值。
2、何谓岩石的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？3、自然界中的岩石按地质成因分类，可以分为几大类，各有什么特点？4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征？5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些，各有何特点？6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。
练习与思考1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系，关系如何？3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识？4、区别吸水率、含水率概念的区别。
练习与思考1、与材料力学中所学材料相比，岩块的变形与强度有什么特别的地方？2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：σx =12Mpa，σy=20MPa，τxy=MPa。
1）绘出代表应力状态的摩尔应力圆，并根据图形确定其主应力的大小与方向（σ1与X轴的夹角）；2）用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σn 和剪应力τn，并进行对比。
3、假定岩石中一点的应力为：σ1=61.2Mpa，σ3= -11.4MPa，室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强度参数C=30MPa，tgΦ=1.54，试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。
4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
5、劈裂实验中，岩样承受的是压力，为什么会在破坏面上出现拉应力？6、什么是全应力-应变曲线，为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。
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。
岩体复习资料
岩体复习资料第一章绪论岩体力学：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，作出响应的一门力学分支。
第一节概述岩石：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。
矿物：是指存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，其中构成岩石的矿物质称其为造岩矿物。
岩石的结构：是指组成岩石最主要的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。
按岩石的成因分类：分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
岩体：是由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
第二节岩体力学的研究任务与内容岩体的力学特征：1、不连续性2、各向异性3、不均匀性4、赋存地质因子的特性岩体力学的研究任务：1、基本原理方面2、实验方面3、实际应用方面4、检测方面第二章岩石的基本物理力学性质第二节岩石基本物理性质岩石的密度：是指岩石试件的质量与试件的体积之比，即单位体积内岩石的质量岩石密度可分为：1、天然密度2、饱和密度3、干密度4、重力密度岩石的空隙比：岩石的空隙比（e ）是指空隙的体积V V 与固体体积V s 之比，其公式为 e=SVV V 孔隙率：孔隙率（n ）是指空隙的体积V V 与试件总体积V 的比值，以百分率表示，其公式为 n=VV V×100（%）根据试件中三相体的相互关系，空隙比e 与孔隙率n 存在着如下关系式：e=nn -1 岩石的含水性质1、岩石的含水率（w ）是指岩石空隙中含水的质量m w 与固体质量之比的百分数，即 w=swm m ×100（%）， 2、岩石的吸水率是指岩石吸入水的质量与试件固体质量之比。
根据试验方法岩石吸水率可分成自由吸水率（Wa ）和饱和吸水率（Wsa ），即Wa =s sm m m -0×100（%） sa W =ss p m m m -×100（%）软化系数（η）：是指岩石饱和单轴抗压强度cc R 与干燥状态下的单轴抗压强度cdR的比值，软化系数η是一个小于或等于1的系数，该值越小，则表示岩石受水的影响越大。
岩体力学-复习资料资料
三、简答题1.简述影响岩石单轴抗压强度的主要因素。
答：（1）承压板队单轴抗压强度的影响承压板的影响主要反映在以下几方面：①试件与承压板之间的摩擦力；②当承压板的刚度很大时，其接触面的应力分布很不均匀，呈山字型；当承压板的刚度较小，呈柔性钢板时，则岩石断面的应力分布为抛物线形。
这将影响整个试件的受力状态。
因此，应该尽可能采用与岩石刚度相接近的材料。
（1分）（2）岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响①形状影响：方形试件的四个边角会产生很明显的应力集中现象，这将影响整个试件在受力后的应力分布状态。
且加工困难，不易达到有关加工精度的要求，因此尽量选用圆柱形试件。
②尺寸影响：研究表明，岩石试件直径在大于最大矿物颗粒直径的10倍以上，强度比较稳定，因此，一般取试件直径5cm 且直径大于最大矿物颗粒直径的10倍的岩石试件作为其标准尺寸。
③岩石试件的高径比：经反复研究，当h/d ≥（2－3）时强度已趋于稳定，因此国际上一般采用高径比为2:1的试件。
（2分）（3）加载速率的影响岩石的强度一般随加载速率的提高而提高，在很高的速率下，如冲击等试验求得的强度甚至可以达到数倍慢速率的结果。
我国一般将速率控制在0.5~1MPa/s之间，且按岩石的软硬不同可取不同的加载速率。
（1分）（4）环境对强度的影响①水的影响，含水量越多强度越低，对软岩表现得更为明显。
②试验一般是在常温下进行的，温度对强度的影响不大，但在加温下，可使矿物结晶水份发生变化，使强度降低（1分）1.写出3种基本岩石力学模型代表物理元件名称、变性特征、本构方程和应力应变图形。
答：（1）弹性介质模型弹性变形通常用一个具有一定刚度的弹簧来表示。
如图所示，它将表现岩石的应力——应变在卸载时可恢复且呈线性关系的特性。
表达式：εσE = （1分）（2）塑性介质模型利用一个滑块在平面上滑动来表征岩石的塑性变形。
当作用在滑块上的外力超出屈服应力时，滑块将产生滑动。
滑动量即为塑性变形量。
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
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。
岩体力学复习资料
复习资料1.裂隙度：沿着某个取样线方向，单位长度上节理数量。
K=n/l2.结构面法向刚度：结构面产生法向变形所需的力。
法向弹性变形：δ=1.8σd^2/nEh3.岩石耐崩解性指数：反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。
（将试块放入带有筛孔的圆筒内，使圆筒在水槽中以20r/min转10分钟，然后将留在圆筒内的岩块取出烘干，反复进行）4.围岩压力：开挖后岩体作用在支护上的压力。
分类：松动压力、形变压力、冲击压力、膨胀压力5.松动压力：松动的岩体或者施工爆破所破坏的岩体等在自重的作用下，掉落在洞室上的压力6.围岩：由人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体。
围岩的二次应力状态就是指经开挖后岩体在无支护条件下，经应力调整后达到新的平衡的应力状态。
7.RQD：以修正的岩芯采取率确定的，采取岩芯采取率总长度与钻孔在岩层中的长度之比。
8.切割度：评价节理分割岩体程度的一个参数。
X=a/A爬坡效应:σ<σT,t=σtan(φ+β) 切齿效应：σ>σT,t=c+σtanφ+β9.边坡岩体的破坏形式：崩塌、滑坡、岩块流动、岩层曲折10.结构面发育的密集程度判断:1.产状2.间距3.延展性（持续性）4.粗糙度和起伏度5.结构面面壁强度6.结构面的开度和充填物 7.结构面的渗透性8.结构面的组数和岩块尺寸11.影响岩体初始应力状态因素：1.地形2.地质构造形态3.岩体力学性质4.水5.温度12.岩石抗拉强度方法：1.直接拉伸法2.抗弯法3.劈裂法4.点荷载试验法13.RMR：岩石抗压强度R1，岩石质量指标R2，节理间距R3，节理状态R4，地下水状态R5，修正系数R614.洞室围岩压力的基本类型：松动压力、形变压力、冲击压力、膨胀压力15.岩体初始铅垂应力计算方法：σz=rH16.岩石在做单向压缩实验的破坏形式：1.圆锥形破坏2.柱状劈裂破坏17.岩石的流变特性：岩石的蠕变、岩石的应力松弛、岩石的长期强度18.平面应力应变问题：一般将受二向应力作用的问题简化为平面应力问题；由于结构的限制，使其在某一方向上的应变为零的状态，简化为平面应变问题。
《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。
岩体力学期末考试复习资料
岩体⼒学期末考试复习资料岩体⼒学期末考试复习资料第⼀章岩体地质与结构特征1、结构⾯：是指地质历史发展中，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。
2、岩体：在地质历史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与⼀定的天然应⼒和地下⽔等地质环境中的地质体，是岩体⼒学研究的对象。
3、结构⾯的分类（1）根据地质成因类型分为原⽣结构⾯、构造结构⾯、次⽣结构⾯；（2）根据⼒学成因类型分为张性结构⾯、剪性结构⾯；（3）根据结构⾯的规模和分级为五级；1)Ⅰ级结构⾯：延伸⼏km~⼏⼗km 以上，破碎带宽度⼏⼗m 以上的⼤断层，对区域构造起控制作⽤。
2)Ⅱ级结构⾯：延伸⼏百m~⼏km，破碎带宽度⼏m~⼏⼗mm 的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等，对⼭体稳定起控制作⽤。
3)Ⅲ级结构⾯：延伸⼏百m 的断层、接触带、风化夹层等，宽度⼩于1m，对岩体稳定起控制作⽤。
4)Ⅳ级结构⾯：延伸在⼏⼗m 范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。
5)Ⅴ级结构⾯：延伸差，⽆厚度，随机分布的隐裂隙等细⼩结构⾯，影响岩⽯质量。
4、结构⾯的基本特征（1）⽅位（产状）：结构⾯在空间的分布状态，⽤倾向、倾⾓表⽰。
（2）间距：相邻结构⾯之间的垂直距离。
线裂隙率Ks：沿测线⽅向单位长度上结构⾯或裂隙的条数。
(s为结构⾯平均间距)Ks=1 s⾯裂隙率Ka:单位测量⾯积中裂隙⾯积所占的百分率。
Ka=各裂隙⾯积(长?宽)之和所测量的岩体⾯积×100%体积裂隙率Kv:单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率。
Kv=各裂隙体积(长?宽?厚)之和s所测量的岩体体积×100%单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。
（3）延续性：表征结构⾯的展布范围和延伸长度。
（4）粗糙度：指结构⾯侧壁的粗糙程度，⽤起伏度和起伏差表⽰。
形态: 台阶形; 波浪形; 平直形；剖⾯类型: 粗糙的; 平坦的;光滑的。
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岩体力学复习资料第一章1.何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？2.岩体力学采用的研究方法有哪些？第二章3.何谓岩块？岩体？试比较岩块、岩体与土的异同点。
4.岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？5.何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？6.岩体力学研究岩块有何实际意义？7.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？8.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？9.何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？10.结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？11.何谓岩体分类？主要有哪几种分类方法？分类指标是什么？12.RMR值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？第三章13.何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？第四章14.岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？15.常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？16.何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？17.试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。
18.何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？19.何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是否破坏？第五章20.分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征？21.结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各自如何确定?22.总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征）第六章23.原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有什么区别？24.岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？25.常见确定岩体变形参数的原位试验有哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基本原理是什么？26.岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？27.在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？28.原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？29.工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区别？第七章30.何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？31.岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？32.岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？33.常见的实测天然应力的方法有哪些？各自的基本原理如何？第八章34.何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？35.以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。
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第二章1、颗粒密度(ρs)ρs= ms/Vs2、块体密度(ρ)ρ=m/V注意：（1）ρs 与ρ的区别 (ρs>ρ)（2）ρs 与ρ的单位 （g/cm3 kg/m3）（3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法或蜡封法）干密度 饱和密度 6、水理性质1.吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示2.饱和吸水率Wp是指岩石试件在高压(一般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示，即 反映岩石总开空隙的发育程度。
可间接判定岩石的抗风化能力和抗冻性饱水系数岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。
它反映了岩石中大、小开gργ=V m s d =ρ（108℃烘24h ） V V m v s s at ωρρ+=（浸水48h ） %1001⨯=sw a m m W %1002⨯=s w p m m W %100d d 00W p W V V n w p V ρρρ==⨯= %100d d a w a Vb b W W V V n ρρρ==⨯=饱水系数越大，说明常压下吸水后余留的空隙越少，岩石越易被冻胀破坏，抗冻性差4.软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，大开空隙较多，岩石的软化性较强，软化系数较小。
KR ＞0.75，岩石的软化性弱，工程地质性质较好KR ＜0.75，岩石软化性较强，工程地质性质较差 抗冻系数(Rd)：反复冻融后与冻融前干抗压强度之比，用百分数表示 质量损失率(Km)：冻融试验前后干质量之差(ms1－ms2)与试验前干质量(ms1)之比，以百分数表示 Rd ＞75％，Km ＜2％，抗冻性高吸水率Wa ＜5％、软化系数KR ＞0.75，饱水系数小于0.8的岩石，抗冻性高。
7.岩石的透水性：在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。
岩体力学复习提纲
一名词解释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。
弹性物体在收到外力作用瞬间即产生变形，去除外力（卸载）后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质。
三轴抗压强度试件在三向压应力作用下能抵抗的最大的轴向应力。
抗拉强度岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值。
抗剪强度指岩石抵抗剪切破坏的能力。
莫尔强度理论材料在极限状态下，剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值。
稳定性系数稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力蠕变岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质。
天然应力人类工程活动之前存在于岩体中的应力剪切刚度反映结构面剪切变形性质的重要参数，其数值等于峰值前τ -u曲线上任一点的切线斜率。
法向刚度指在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力，软化系数岩石试件的饱和抗压强度(σ cw)与干抗压强度(σ c)的比值变形模量单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比围岩指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体称为围岩。
地下工程开挖过程中，在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩主应力主平面上的正应力主平面单元体剪应力等于零的截面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。
塑性物体受力后产生变形，在外力去除（卸载）后变形不能完全恢复的性质。
内摩擦角岩体在垂直作用力下，发生剪切破坏时错动面的倾角切线模量曲线上任一点处切线的斜率，在此特指中部直线段的斜率岩体力学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。
重分布应力地下开挖扰动后在围岩中形成的新的应力围岩压力地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。
作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力脆性破坏岩石在破坏前变形很小，出现急剧而迅速的破坏，且破坏后应力降很大渗透系数描述岩体介质和流体平均性质的物理量，是介质特征和流体特征的函数割线模量曲线上某特定点与原点连线的斜率，通常取σ c／２处的点与原点连线的斜率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”。
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*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。
*岩体：分布在一定工程范围内，由各种软弱结构面切割形成的地质体。
岩体特点：岩体是非均质各向异性体；岩体内存在初始应力场；岩体内存在裂隙系统主要造岩矿物：正长石、斜长石，石英、黑云母，白云母、角闪石，橄榄石、方解石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。
结构连结：结晶连结、胶结连结（基质、接触、孔隙胶结）结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互结合。
胶结连结：矿物颗粒通过胶结物相互结合在一起。
微结构面：指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒之间的微小弱面及空隙。
分类：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粘土岩化学岩生物岩变质岩：接触变质岩动力变质岩区域变质岩一、岩石的容重1、天然容重：天然状态下，单位体积的重量2、饱和容重：水饱和状态下，单位体积的重量3、干容重：干质量状态下，单位体积的重量4、相对密度：干重量除以实体积与4C纯水重度的比值。
二、孔隙性1、孔隙率：孔隙体积与总体积（包含孔隙）之比2、孔隙比：孔隙体积与实体体积之比三、吸水性1、含水率：岩石中含水质量与岩石干质量之比2、吸水率：岩石在常温常压下吸入水的质量与岩石干质量之比3、饱和吸水率：岩石在高压（15MPa）或真空下吸入水的质量与岩石干质量之比4、饱水系数：岩石吸水率与饱和吸水率之比四、岩石的抗冻性1、抗冻系数：岩石反复冻融后干抗压强度与冻融前干抗压强度之比2、质量损失率：冻融试验前后干质量之差与试验前干质量之比五、软化性软化系数：岩石浸水后的饱和抗压强度与岩石干抗压强度之比六、崩解性耐崩解指数：崩解后岩石干质量与崩解前岩石干质量之比七、膨胀性1、自由膨胀率：无约束条件下浸水后岩石膨胀变形与岩石原尺寸之比2、侧向约束膨胀率：在侧向约束条件下，岩石仅产生的轴向变形与岩石轴向原尺寸之比3、膨胀压力：岩石浸水后，使岩石保持原有体积所施加的最大压力八、岩石的透水性渗透系数九、岩石的碎胀性碎胀系数：岩石破碎后体积与破碎前体积之比永久碎胀系数岩石基本力学属性1、弹性（elasticity）：在一定的应力范围内，物体受力后产生变形，当卸载后能够立即恢复原有形状和尺寸大小的性质。
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岩体⼒学复习资料1.孔隙⽐：空隙的体积与固体的体积的⽐值2.孔隙率：岩⽯试样中孔隙体积与岩⽯试样总体积的百分⽐3.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4.渗透性：指在⽔压⼒作⽤下，岩⽯的孔隙和裂隙透过⽔的能⼒5.抗冻性：岩⽯抵抗冻融破坏的性能6.扩容：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化7.流变：岩⽯在⼒的作⽤下发⽣与时间相关的变形的性质8.蠕变：在应⼒为恒定的情况下，岩⽯变形随时间发展的现象9.松弛：在应变保持恒定的情况下，岩⽯的应⼒随时间⽽减少的现象10. 弹性后效：在卸载过程中弹性应变滞后与应⼒的现象11. 长期强度：岩⽯的强度随外荷载作⽤时间的延长⽽降低，通常把作⽤时间t→∞的强12.度称为岩⽯的长期强度.13. 岩⽯的三向抗压强度：岩⽯在三向压缩荷载作⽤下达到破坏时所能承受的最⼤压应⼒14. 影响岩⽯强度的主要试验因素：端部效应，试件的形状尺⼨，加载速度15. 什么是岩⽯的全应⼒—应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试验机不能得出岩⽯的全应⼒—应变曲线？全应⼒—应变曲线分为四个阶段即Ⅰ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；Ⅱ接近于直线，近似于线弹性⼯作阶段；Ⅲ曲线向下弯曲，属于⾮弹性阶段，主要是在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；Ⅳ应变软化阶段5默察阶段符合压⼒机刚度⼤于试件刚度的压⼒试验机称为刚性压⼒机试验。
压⼒机的特性对岩⽯破坏过程有很⼤影响，压⼒机在对试件加压的同时本⾝变形也相当⼤，⽽当试件破坏来临时，积蓄在压⼒机内的能量突然释放出来，从⽽引起试验系统集聚变形，试件碎⽚猛烈飞溅。
16. 简要叙述库伦、莫尔和格⾥菲斯岩⽯强度准则的基本原理及其之间的关系？库伦：若⽤σ和τ代表受⼒单元体某⼀平⾯上的正应⼒和剪应⼒，则这条准则规定：当τ达到如下⼤⼩时，该单元就会沿此平⾯发⽣剪切破坏，即▏τ▕=fσ+c莫尔：在极限时滑动⾯上的剪应⼒达到最⼤值τf ，并取决于法向压⼒和材料的特性τf =f（σ）格⾥菲斯：假定材料中存在许多随机分布的微⼩裂隙，材料在荷载作⽤下，裂隙尖端产⽣⾼度的集中应⼒。
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１、岩石：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。
２、岩体：在岩体力学中，通常将在一定工程范围内的自然地质体称为岩体。
它是由岩块和
各种各样的结构面共同组成的综合体。
３、岩石分类:岩浆岩, 沉积岩 ,变质岩
４、岩石的密度指标:（1）天然密度（2）干密度3）饱和密度（4）重力密度（γ）
５、（一）孔隙比:空隙的体积与固体体积的比值。
二）孔隙率：空隙的体积与试件的总体积体体积的比值。
6 空隙比e 与孔隙率n 存在如下关系： 7 软化系数：岩石饱和单轴抗压强度与干燥状态下的单轴抗压强度的比值。
η （η≤1）越小，表示岩石受水的影响越大，岩石的软化系数大小差别很大，主要取决于
岩石的矿物成分和风化程度
8 岩石的单轴抗压强度：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作用破坏时单位面积
上承受的荷载。
9 岩石的抗拉强度：岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时的单位面积上所受的
拉力。
测定方法：1 直接拉伸法 2 抗弯法 3 劈裂法（巴西法）4 点荷载试验法
10 三轴压缩试验的破坏类型：岩石在低围压作用下，其破坏形式表现为劈裂破坏，这时的
围压的作用并没有很明显的表现出来。
党在中等围压的作用下，试件主要表现为斜面剪切破
坏。
其剪切破坏面与最大主应力作用面的夹角通常约为45+ /2.。
在高围压作用下，试件则
会出现塑性流动破坏，试件不会出现宏观上的破坏断裂面而呈腰鼓形。
11 应力--应变全过程曲线形态;1）原生微裂隙压密阶段2）弹性变形阶段3）塑性变形阶段
4阶段应变软化阶段5摩擦阶段。
12 扩容：是指岩体受外力作用后，发生非线性的体积膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的。
13 蠕变：应力恒定，岩石应变随时间增大，所产生的变形称为蠕变（又称为流变）。
松驰：应变恒定，岩石中的应力随时间减少，这种现象称“松驰”。
14 典型的蠕变曲线（分三阶段） ：1、初始蠕变阶段（瞬变蠕变阶段）2、稳定蠕变阶段、 3非稳定蠕变阶段
15 结构面定量描述的基本参数；(1) 产状(2) 间距3) 延展性（持续性）(4) 粗糙度和起伏
度(5) 结构面面壁强度(6) 结构面的开度与充填物(7) 结构面的渗透性(8) 结构面的组数和
岩块尺寸
16 结构面的分类；1) 按结构面成因分类 ① 原生节理 ② 构造节理 ③ 次生节理
按地质力学观点分类；破坏面；破坏带；两者之间 过渡类型
17 工程岩体分类的独立因素分析在分类中起主导和控制作用的有如下几方面因素：
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
（2）岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。
（3）水的影响（软化、冲蚀、弱化）
（4）地应力
（5）其它因素（自稳时间、位移量
18 初始应力：是指岩体在天然状态下所存在的内在应力。
19 初始应力包括岩石的自重应力和构造应力。
20 岩体初始应力场的分布规律；一、岩体初始应力场是时间与空间的函数；二、实测垂
直应力基本等于上覆岩层的重量；三、水平应力普遍大于垂直应力；四、平均水平应力与垂s V V V e /=V V n V /=)
1(n n e -=cd cc R R /=η
直应力的比值随深度增加而减小；五、水平主应力随深度呈线性增加；六、两个水平主应力一般相差较大
21 岩体初始应力的量测方法：应力恢复法、应力解除法、应变恢复法、应变解除法、水压致裂法、声发射法、X射线法、重力法共八类。
22 孔底应力解除法测定岩体应力的步骤：
1、用Φ76mm金刚石空心钻头钻孔至预定深度，取出岩芯。
2、钻杆上改装磨平钻头将孔底磨平、打光，冲洗钻孔，用热风吹干，再用丙酮擦洗孔底。
3、将环氧树脂粘结剂涂到孔底和应变传感器探头上，用安装器将传感器粘贴在孔底；经过20h等粘结剂固化后，测取初始应变读数，拆除安装工具。
4、用空心金刚石套孔钻头钻进，深度为岩芯直径的2倍，并取出岩芯。
5、测量解除后的应变值，测定岩石的弹性模量。
22 高地应力现象：岩芯饼化现象；岩爆；探洞和地下隧洞的洞壁剥离；岩质基坑底部隆起、剥离以及回弹错动现象；野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高。
23 岩爆的类型：破裂松脱型；爆裂弹射型；爆炸抛射型
24 围岩：由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，应力状态被改变的岩体叫做围岩。
二次应力状态：开挖后，无支护时，调整后的应力状态。
25 围岩压力分类：（一）松动压力（二）形变压力三）冲击压力四）膨胀压力
26 应力方向的判定：正面以沿坐标轴正方向为证，沿坐标轴负方向为负
反面以沿坐标轴负方向为正，沿坐标轴正方向为负
27 五个基本假设：1连续性2完全弹性3均匀性4各项同性5小变形假设
28 平面问题：平面应力问题；平面应变问题。