2020年矿山岩体力学知识点
2020年矿山岩石力学知识要点
1 Rock mechanics and mining engineering
(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1)
(2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering
(3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。
2 Stress and infinitesimal strain
(1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ．
(2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。 (3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。
(6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。
(7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。
(8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。
(9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15)
22
2ll lm 2()
()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx
l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++
(9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16)
321231222222230
()2()
P P P xx yy zz
xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++??
σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力．
(12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++=
(13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3
m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=-
(14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；
000xy xx xz
yx yy yz
zy zx zz
X x y z Y x y z Z x
y z σσσσσσσσσ????+++=?????
?????+++=?????????+++=?????? (15)平面问题的主应力及其方向计算：
(P21) 1,21()tan 12
xx xx yy xy
p σσσσσασ-=+=- (16)应变．位移关系方程：(P27)
,,1,()21,()21,()2y x z x y z y y x x xy z y y z z yz z x x z z zx z u u u
x y z u u u u y x x y u u u u z y y z u u u u x z z x εεεγγγ????===??????????=
+Ω=-???????
?????=+Ω=-??????
?????
=+Ω=-??????
(17)体积应变/volumetric strain ：(P27) xx yy zz εεε?=++
(18)变形协调方程/strain compatibility equations ：(P28) 222
22
yy xy xx y x x y
εγε???+=????
(19)虎克定律/Hook ’S law ：(P29)
()()()111111,,,
x x y z y y
z x z z
x y xy xy yz yz xz xz E E E G G G εσμσσεσμσσεσμσσγτγτγτ???
=-+????
???
=-+????
???
=-+?????===?
(20)岩土力学关于位移、应力、应变正负的规定
(i)沿坐标轴正向作用的力和位移分量为正；(ii)收缩正应变为正；(iii)压缩正应力为正； (iV)若截面内法线相对于坐标的原点向内指，则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正，反之亦然。
3 Rock strength and deformability
(1)强度(峰值强度)/strength or peak strength ：(P42) (2)残余强度/residual strength ：(P42)
(3)应变软化/strain-softening or strain-weakening behavior ：(P42)指岩石达到峰值强度以后继续变形，其强度随变形量增加而降低/减少的特性。 (4)塑性变形/ductile deformation ：(P42) (5)屈服/yield ：(P42)
(6)有效应力/effective stress ：(P42)
'ij ij ij u σσδ=-
(7)Tangent Yong ’s modulus E t ，average Yong ’s modulus E av ，secant Yong ’s modulus E s ：
(P43-44)
(8)岩石单轴压缩与三轴压缩典型特性：(P42)(P50-51)(Fig 3.2)(Fig 3.11)(Fig 3.12)
岩石单轴压缩特性：从变形的四个阶段理解：弹性变形、塑性变形、(峰值强度以后)应变软化、残余变形。
岩石三轴压缩特性：与单轴压缩特性，比较不同围压下的强度、变形性能，脆、塑性转变等。
(9)扩容/dilation ：(P51)
(10)Coulomb ’s shear strength criterion ：(P54-55)
312cos (1sin )2cos ,,1sin 421sin c C C φσφπφφ
σβσφφ
++=
=+=
-- (11)Griffith crack theory ：(P5 7) (12)岩石结构面强度：(P64) 13
2(3tan )(1tan )sin 2W W W C ctg σ?σσ?ββ
+?=+
-?
4 Rock mass structure
(1)岩石/rock ：(P75)
(2)岩体/rock mass ：(P75)
(3)岩石结构的主要类型/maj or types of structural feature ：(P75-78)bedding planes, folds, faults, shear zones, dykes, jionts ．
(4)岩石结构面的产状/orientation ：(P78)dip direction/azimuth ，dip (5)结构面的间距/spacing ：(P78) 补充：
(i)结构面的线密度Kd ：指结构面法线方向单位长度上交切结构面的条数(条/m)。
(ii)岩体结构面的平均间距j d 与线密度K d 关系：1j
d
d K =
(iii)取样线上的结构面线密度即为各组节理面线密度之和。
(iV)Priest and Hudson(1976)found that an estimate of RQD could be obtained from disconti- nuity spacing measurements made on core or an exposure using the equation
0.1100(0.11)RQD e λλ-=+
For values of (the mean discontinuity frequency)in the range 6 to 16/m,a good approximation to measured RQD values was found to be given by the linear relation. 3.68110.4RQD =-+
(6)RQD quality designation ：(P79) 100i x RQD L
=∑
(7)结构面的连通性/persistence ：(P80)
(8)结构面的粗糙度/roughness ：(补充)Roughness is a measure of the inherent surface unevenness and waviness of the discontinuity relative to its mean planes ．
(9)结构面的开度/aperture ：(P82) (1 0)结构面的填充性/filling ：(P83)
(11)Bieniawski ’s geomechanics classification ：(P83-84)(补充)
(1 2)岩石与岩体的区别/differences between rock mass and rock element ：(P8 7) In the fabric ：岩石存在微观节理；岩体由岩块与宏观结构面组成。
In mechanical properties ：与岩石比较，岩体smaller elastic modulus, lower peak strength ，lower residual strength ，larger deformation(creep)，larger Poisson ratio ，stronger anis otropy ． 5 Virgin stresses in the rock mass
(1)原岩应力/virgin stresses ：(P96)采掘前原岩内的应力。
(2)原岩/virgin rock/initial rock ：指未受采掘影响的天然岩体。 (3)自重应力/gravity stress ：指由于上覆岩层重力引起的应力。
(4)构造应力/tectonic stress ：指由于地壳构造运动在岩体中形成的应力。 (5)原岩应力分布的一般规律：(P99)三条。
(6)应力释放法测定原岩应力的原理与步骤：(P101)四步
(7)原岩应力现场测试方法分类：(P102)
例1、 已知某砂岩的单轴抗压强度σc =40MPa ，τφ，内摩擦角ψ=45°，(1)试应用库伦剪切
强度准则(Coulomb’s shear streng th criterion)计算该试件(jacketed specimen)在围压σ3=10MPa 作用下的峰值抗压强度。(2)如果有一结构面斜向穿透上述岩石试件，此结构面的外法线与竖向最大主应力方向的夹角β=30°，结构面的粘聚力C W =0，内摩擦角φW =30°，计算沿结构面滑移的强度，并分析此条件下结构面对岩体强度的影响。 解：（1）由题意得：σc =40MPa, ψ=45°, σ3=0MPa
峰值抗压强度为：1
3
1sin 1401098.281sin c
MPa ?
σσσ
?
++=+=+=-
（2）由题意得：β=30°, C W =0, φW =30°
峰值抗压强度为：3
1
3
2(0102(tan )
10(1tan )sin 2w
W
W
c ctg σφσσφββ
+?
+=+
=+
=+∞-?
可知，此结构面对岩体强度没有影响
例2已知矩形板边缘上均匀分布给定的载荷，板厚t=100mm,边AB ＝500mm ，BC ＝400mm; AB 面上作用的正应力合力与CD 面上作用的正应力合力值相等，方向相反，P AB =P CD =200KN; AD 面、BC 面上作用的正应力合力P AD =P BC =320KN ；T AD =T BC =100KN ，求： （1）确定AB 、CD 边上为保持平衡必须的剪力，并画出其作用方向。 （2）最大主应力和最小主应力值。（3）最大主应力轴相对X 轴的方向。
P AB
P AD
T BC
T AD
P CD
P BC
A B D C X
Y
解：（1）如图，已知：AB ＝500mm=0.5m ，BC ＝400mm=0.4m ，厚度t ＝100mm ＝0.1m 。 T AD =T BC =100KN,AD= BC ＝400mm ， 由应力平衡可知：
BC
CD
AB
AB BC CD
T T T S
S
S
=
=
, 0.51001250.4AB AB CD BC
BC
S t T T T kN S t
==?=?= （2）由题意得3
61001010 2.50.40.1
BC xy
BC T MPa S τ-?==?=?
36320101080.40.1BC xx BC P MPa S σ--?==?=-?,36200101040.50.1
AB yy AB P MPa S σ-?==?=?
1,3
11()(84)2 6.522xx yy MPa σσσ=+±=-+=-± 即：113
164.5,8.5,tan ,arctan55
xx xy
MPa MPa σσσσαατ-==-===
例3：知矩形板边缘上均布着给定的荷载。板厚50mm, 长500mm, 长400mm 。
求：(1) 对于所示的l, m 轴，确定应力分量。 (2) 与x 轴夹角为θ的坐标系，确定作用在该面上的σx 、σy 、τxy 和θ的函数表达式，并分别给出θ=0?、60? 、90?时的值。
解（1）由题意可知AB ＝500mm ，BC ＝400mm ，厚t ＝50mm
3
63
63001010150.40.05
4001010160.50.05
xx yy MPa
MPa
σσ--?=?=??=-?=-? 362501010100.50.05xy MPa τ--?=?=-?
。由图可知，11,22x y y x l m l m ====-
111510 1.4018.4222101618.420.40112
2
x
y x xy x
x l lm x y xy y y
y lm mm l l l m m m l m στσττστσ????????=????????????????
?
?
-??
---??????
==????---??????-????
（2）由题意得，
22
22cos sin cos sin sin cos sin cos cos sin 2sin cos 2sin 22cos 2sin 2sin sin 2cos 2xx xy l lm xy yy lm
mm x y x y x y x y στστθ
θθ
θτστσθθθ
θσσσθτθσθτθθσστθθσθτθσθ-????????=????????-????
????-??++-???
?=-??
--+????,15100,101616.908.4460,8.4415.90161090,1015l
lm lm
mm l lm lm mm l lm lm
mm σ
τθτσστθτσστθτσ-????=?=????--????--????=?=????-????--????=?=????-????
例4 已知深部净水压力式圆形巷道半径为a ，距圆心为r 处围岩应力2
02202(1)(1)r a r
a r θσσσσ?=-????=+??
，
试画出其曲线。（a 为已知数）
工程地质知识点汇总
简答题汇总 1、工程地质常用的研究方法主要有： A、自然历史分析法；b、数学力学分析法；c、模型模拟试验法；d、工程地质类比法等。 2、岩石力学、土力学与工程地质学有何关系： 岩石力学和土力学与工程地质学有着十分密切的关系，工程地质学中的大量计算问题，实际上就是岩石力学和土力学中所研究课题，因此在广义的工程地质学概念中，甚至将岩石力学、土力学也包含进去，土力学和岩石力学是从力学的观点研究土体和岩体。它们属力学范畴的分支。 3、滑坡有哪些常用治理方法： 抗滑工程（挡墙、抗滑桩、锚杆、锚索、支撑）、排水工程、削坡减荷、防冲护坡、土质改良、防御绕避等。 4、水对岩土体稳定性有何影响： （1）降低岩土体强度性能 （2）静水压力 （3）动水压力 （4）孔隙水压力抵消有效应力 （5）地表水的冲刷、侵蚀作用 （6）地下水引起的地质病害、地基失稳（岩溶塌陷、地震液化、岩土的胀缩、土体盐渍化、黄土湿陷等）。 5、工程地质工作的步骤及内容： （1）收集已有资料 （2）现场工程地质勘察 （3）原位测试 （4）室内实验 （5）计算模拟研究 （6）工程地质制图成果 （7）工程地质报告 6、斜坡形成后，坡体应力分布具有以下的特征： ①无论什么样的天然应力场，斜坡面附近的主应力迹线均明显偏转。表现为愈接近坡面，最大主应力愈与之平行，而最小主应力与之近乎正交，向坡体内逐渐恢复初始状态。 ②由于应力分异结果，在坡面附近产生应力集中带。不同部位应力状态是不同的。在坡脚附近，最大主应力（表现为切向应力）显著增高，而最小主应力（表现为径向应力）显著降低，甚至可能为负值。由于应力差大，于是形成了最大剪应力增高带，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，在一定条件下坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力（应力值为负值），形成一张力带。当斜坡越陡此范围越大。因此坡肩附近最易拉裂破坏。 ③由于主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线也发生变化。由原来的直线变为凹向坡面的圆弧状。 ④坡面处的径向应力实际为零，所以坡面处于二向应力状态。
矿山岩体力学试题及知识点
矿山岩石力学知识要点 1 Rock mechanics and mining engineering (1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1) (2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering (3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。 2 Stress and infinitesimal strain (1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ． (2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。 (3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。 (6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。 (7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。 (8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。 (9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15) 22 2ll lm 2() ()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++ (9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16) 321231222222230 ()2() P P P xx yy zz xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++?? σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力． (12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++= (13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1 112233,,,3 m m m m I S S S σσσσσσσ= =-=-=- (14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)； 000xy xx xz yx yy yz zy zx zz X x y z Y x y z Z x y z σσσσσσσσσ????+++=????? ?????+++=?????????+++=??????
2020年矿山岩体力学知识点
2020年矿山岩石力学知识要点 1 Rock mechanics and mining engineering (1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1) (2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering (3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。 2 Stress and infinitesimal strain (1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ． (2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。 (3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。 (6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。 (7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。 (8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。 (9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15) 22 2ll lm 2() ()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++ (9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16) 321231222222230 ()2() P P P xx yy zz xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++?? σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力． (12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++= (13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3 m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=- (14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；
岩石力学整理.河海大学
第一章 1. 现代岩石力学研究的主要应用领域 地下：隧洞、洞室、采场 边坡：开挖边坡、坝肩边坡、库岸边坡 基础：坝基、路基、桥基、建筑物地基 滑坡及地质灾害防治、地质环境保护 地学研究：地壳变形、地震、找矿 岩石切割与破碎研究：掘进、钻探、爆破 2. 岩石、岩体定义，区别 岩石：经过地质作用而天然形成的一种或多种矿物集合体，地壳的绝大部分都是由岩石构成。岩体：在一定地质条件下，含有诸多裂隙、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。 3．岩石力学 研究岩石（岩体）在荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性问题（如地下洞室稳定、边坡稳定、基础稳定）的技术应用学科。 4．了解Malpasset拱坝失稳与Vajoint库岸滑坡经典案例 马尔帕塞拱坝由于坝基失稳而导致整个拱坝倒毁 瓦依昂水库岩坡由于石灰岩层理强度减弱而发生大规模滑坡运动 第二章 1．物理性质指标 吸水率w a：是指干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重力（W w1）与岩石的干重力（W s）之比 饱水率w sa：岩石在高压（一般压力为15Mpa）或真空条件下吸入水的重量（W w2）与岩样干重量（W s）之比。 饱水系数：岩石的吸水率与饱水率之比 冻融系数：指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度与冻融前干抗压强度之比，是评价岩石抗风化稳定性的重要指标。 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，用软化系数（K R）表示。 K R定义为岩石试件的饱和抗压强度R cw与干压强度R c的比值 岩石的渗透性: 水在岩土体孔隙中的流动过程称为渗透。岩土体具有渗透的性质称为岩土体的渗透性。 岩石的崩解性：指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。 2．岩体结构的类型 岩体结构的类型有整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。补：结构面是指岩体中的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，诸如层面和断裂面等，分为原生结构面、构造结构面和次生结构面。结构面密集度越大，岩体越破碎。 4．岩体结构工程分类方法（岩块） ①先根据岩块的单轴抗压强度R c分级。分为A、B、C、D、E五个等级； ②然后根据模量比E/R c 进行分级。分为H、M、L三个等级。 ③在①、②基础上，进行完整岩块的工程分类，共15个等级。 另外按风化程度分类，岩石分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化、残积土； 按坚硬程度分类，又可分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。
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ρs：岩石固体物质的质量与固体的体积之比（ρs=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ωa和饱和吸水率ωsa 17.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/A
土力学与地基基础知识点整理
地基基础部分 1.土由哪几部分组成？ 土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言，土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？ 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法，而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水？ 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水，它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中，土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些？ 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。 5.土的物理性质指标有哪些？哪些是基本物理性质指标？哪些是换算指标？ P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？ 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时，压缩小，强度高。疏松状态时，透水性高，强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度？ P9 9.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？ 界限含水率：粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率； 液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率； 塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率； 缩限：由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？ P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名？ 粗粒土：粒径级配 细粒土：塑性指数
岩石力学 知识点整理
岩石力学 第一章 绪论 1、岩石力学是研究岩石或者岩体在受力的情况下变形、屈服、破坏及破坏后的力学效应。 2、岩石的吸水率的定义。 演示吸水率是指岩石在大气压力下吸收水的质量w m 与岩石固体颗粒质量s m 之比的百分数表示，一 般以a w 表示，即w 0s a s s m w 100%m m m m -==? 第二章 岩石的物理力学性质 1、影响岩石的固有属性的因素主要包括试件尺寸、试件形状、三维尺寸比例、加载速度、湿度等。 2、简述量积法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：凡能制备成规则试样的岩石均可 基本原理：G/A*H H ：均高；A ：平均断面；G ：重量 3、简述劈裂试验测岩石抗压强度的基本原理。 在试件上下支承面与压力机压板之间加一条垫条，将施加的压力变为线性荷载以使试件内部产生垂直于上下荷载作用方向的拉应力在对径压缩时圆盘中心点的压应力值为拉应力值的3倍而岩石的抗拉强度是抗压强度的1/10，岩石在受压破坏前就被抗拉应力破坏 4、简述蜡封法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：不能用量积法或水中称量法（非规则岩石试样且遇水易崩解，溶解及干缩湿胀的岩石） 基本原理：阿基米德浮力原理 首先选取有代表性的岩样在105~110℃温度下烘干24小时。取出，系上细线，称岩样重量（g s ）,持线将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立即提出，检查岩样周围的蜡膜，若有起泡应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封岩样的重量（g 1），然后将蜡封岩样浸没于纯水中称其重量（g 2），则岩石的干容重（γd ）为： γd =g s /[（g 1-g 2）/γw -（g 1-g s ）/γn] 式中，γn 为蜡的容重（kN/m 3），.γw 为水的容重（kN/m 3） 附注：1. g 1- g 2即是试块受到的浮力，除以水的密度，（g 1- g 2）/γw 即整个试块体积。 2. （g 1- g s ）/γn 为蜡的体积 第三章 岩石的力学性质 1、岩石的抗压强度随着围压的增大而(增大或减小)? 增大而增大。 2、岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊松比等指标表示。 ①弹性模量：岩石在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。 ②变形模量：岩石在弹塑性变形阶段内，正应力和对应的总应变的比值。 ③泊松比：岩石在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。 3、简述如何利用全应力-应变曲线预测岩石的蠕变破坏。 当岩石应力水平小于 H 点的应力值，岩石试件不会发生蠕变。
采矿工程基础力学课程教学改革与创新
采矿工程基础力学课程教学改革与创新 摘要：基于目前采矿工程专业基础力学课程和专业课程衔接不紧密的现状，结合多年来采矿力学课程的授课经验，提出采矿工程专业力学课程改革思路与实践措施，通过基础力学课程采矿特色案例库的构建，将采矿问题案例融入力学基础课程中，培养学生解决实际问题的能力。通过开展“第二课堂”、“科研导师制”等科研实践活动，积极引导大学生申请和专业相关的创新创业项目，培养采矿工程专业学生“双创”能力。 关键词：基础力学课程；采矿特色案例库；科研实践活动；创新能力 在采矿工程技术的发展中，力学始终扮演着一个重要的角色，采矿工程中有着许多复杂的力学问题，这些问题将直接影响着采矿工程进度以及整个矿区的安全生产情况[1，2]。诸如采矿后覆岩的活动规律及顶板的控制[3]、支架的合理选型、巷道支护[4，5]、采动边坡稳定性[6，7]等问题，随着这些问题的解决，力学学科本身也得到了很大的发展。力学平台课程（理论力学、材料力学）是采矿工程专业的理论基础，熟悉和掌握力学的基本理论、材料常见的破坏准则及其它知识，对于学生对专业课程的学习及未来从事相关采矿工程工作奠定基础[8]。但是，传统的教材和教学方法存在基础力学课程和专业课程难以有效衔接的问题[9，10]，使得学生在学习后续专业课程中难以运用基础力学知识解决实际问题，不利于采矿工程创新性人才的培养。结合近年来我国在采矿方面取得的力学成果，在此基础上通过理论与
教学新方法等方面进行有益的改革探索，使学生能全面地掌握力学课程的培养要求，提高学生运用力学理论基础知识解决实际问题的能力。 一、采矿工程基础力学课程在教学过程中存在的问题 （一）基础力学课程教材和后续采矿专业课程难以有效衔接 力学基础课程的教材大都基于土木、机械、建筑学科，教材中的习题也是围绕上述几个学科展开，很少涉及采矿工程领域的力学问题，且在参阅力学课程的参考书的基础上，并未发现有专门针对采矿工程专业编写的教材。笔者近年来教授的课程主要有《理论力学》、《材料力学》、《矿山岩体力学》、《矿山压力与岩层控制》等课程，教授对象为矿业工程学院的本科生，这些课程类别为专业平台课或专业必修课。在教授专业课过程中发现，学生很难将所学的基本力学知识运用到采矿实际问题中，即使是基础力学课程学习成绩相对较好的同学也表示采矿力学模型难以听懂。如何编制属于采矿工程专业的特色案例库以适应新时期对人才的需求，使理论与实践相结合，这个重要问题摆在采矿工程专业教育工作者的面前。 （二）创新性训练少，学生难以从力学角度来看待采矿问题 教育部在“十二五”期间实施国家级大学生创新创业训练计划，在“大众创新，万众创业”的背景下，大学生创新创业受到越来越多的学生青睐。贵州理工学院作为全国首批99所深化创新创业教育改革示范高校，高度重视大学生创新创业训练计划，并制定了“113”计划，即100%学生接受创新创业教育，100%学生进行创新创业项目训练并形成3%的优质创新创业成果。采矿工程现场实际中存在力学问题[11]，
2018岩体力学复习资料(考试知识点复习考点归纳总结)
岩体力学复习资料(考点归纳总结版) 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。w a=W W / W s= （W o-W s）/ W s ×100% 7.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。渗透系数的量纲与速度的量纲相同。（渗透系 数的大小取决于①岩石的物理特性和结构特性②流体的 物理化学特性） 8.膨胀性：指岩石浸水后体积增大的性质。岩石膨胀性 一般用膨胀力和膨胀率两项指标表示。 膨胀力Pe：指原状岩（土）样在体积不变时，由浸水膨 胀而产生的最大内应力。（常用平衡加压法测定）。 膨胀率δep（％）：在一定压力下，试样浸水膨胀后的高 度增量与原高度之比，用百分数表示。 9.崩解性：是指岩石与水作用时失去黏结性并变成完全 丧失强度的松散物质的性能。这种现象是由于水化作用 削弱了岩石内部的结构联结而造成的。 10.软化性：指岩石与水相互作用时强度降低的特性。影 响因素：矿物成分（亲水性可溶性）、粒间联结方式（结 晶联结胶结联结）、孔隙率、微裂隙发育程度等。岩石的 软化性一般用软化系数表示，软化系数是岩样饱水状态 下的抗压强度R cw与干燥状态的抗压强度R c的比值。η c=R cw/R c ，软化系数总是小于1的。 11.岩石的抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的性能。 抗冻系数Cf：指岩样在±25℃的温度区间内，经多次“降 温、冻结、升温、融解”循环后，岩样抗压强度下降量 与冻融前的抗压强度的比值，用百分率表示。 岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因：一是构成岩 石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时由于矿物 的胀缩不均而导致岩石结构的破坏；二是当温度降低到 0°C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。 12.岩石强度：指岩石在荷载作用下破坏时所承受的最大 荷载应力。有抗压强度（单轴、三轴）、抗剪强度、抗拉 强度。影响因素：①岩石特性（矿物组成、结构特征、 风化程度各向异性）②环境条件（水、温度）③试验条 件（围岩大小、端部效应、试件形状和尺寸、加载速率） 13.端部效应：加压板与试件端部存在摩擦力，约束试件 端部的侧向变形，导致端部应力状态不是非限制性的而 出现复杂应力状态。 减小“端部效应”：将试件端部磨平，并抹上润滑剂，或 加橡胶垫层等。使试件长度达到规定要求，以保证在试 件中部出现均匀应力状态。 14.高径比h/D＝2～2.5为宜。 15.加载速率影响：加载速率增加，强度和弹性模量增 加，峰值应力越明显。 16.围压影响：岩石抗压强度随围压增加而提高。通常 岩石类脆性材料随围压的增加而具有延性。 17.确定岩石抗剪强度的方法：①直接剪切试验②楔形剪 切试验③三轴压缩试验 18.库仑准则：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，即式中：c——黏 聚力；f——内摩擦系数。引入内摩擦角，并定义f=tan φ，这个准则在τ—σ平面上是一条直线。若将τ和σ 用主应力σ1和σ3表示（这里σ1> σ3），则： 式中：θ—剪切面法线方向与最 大主应力σ1的夹角。 （库仑准则不 适合σ3<0和高 围压的情况。） 19.岩石典型应 力-应变曲线： ①OA段：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；②AB 段：接近于直线，近似于线弹性工作阶段；③BC段：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，B点是 岩石从弹性转变为非弹性的转折点；④CD段：为破坏阶 段，C点的纵坐标就是单轴抗压强度RC。 20.①弹性变形：能恢复的变形。②塑性变形：不可恢复 的变形。③变形模量：在应力-应变曲线上的任何点与坐 标原点相连的割线的斜率。④残余强度：破坏后的岩石 仍可能具有一定的强度，从而也具有一定的承载能力。 21．a.流变性:岩石在力的作用下发生与时间相关的变形 的性质。b.蠕变：指在应力为恒定的情况下岩石变形随 时间发展的现象；c.松弛指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。d. 弹性后效指在卸 载过程中弹性应 变滞后于应力的 现象。 22.蠕变：第Ⅰ阶 段：称为初始蠕变 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。此阶段内
岩石力学知识点
岩石的结构：岩石中矿物颗粒相互之间的关系，包括颗粒大小，形状，排列结构连接特点及岩石中的微结构面。 岩石：由一种或几种矿物按一定的方式结合而成的天然集合体。 岩石的结构联结类型：结晶联结、胶结联结 碎屑岩胶结类型：基质胶结、接触胶结、孔隙胶结。 结晶联结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。 胶结联结：颗粒与颗粒之间通过胶结物在一起的联结。 微结构面：是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。 解理面：矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。 微裂缝：发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线。 层理：在垂直方向上岩石成分变化情况。 片理：岩石沿平行的平面分裂为薄片的能力。 颗粒密度：岩石固体相部分的质量与其体积之比。 块状密度：岩石单位体积内的质量。 吸水率：岩石试件在大气压条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比。 岩石的膨胀性:岩石浸水后体积增大的性质。 岩石的软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质。 岩石的崩解性：岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性质。体胀系数：温度上升1°所引起的体积增量与其初始体积之比。 线胀系数：温度上升1°所引起的长度增量与其初始长度之比。 岩石的非均质性：岩石的物理力学性质随空间而变化的一种行为 饱和吸水率：岩石在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比 抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力 水理性质：岩石在水溶液作用下表现的物理性质 粒度组成：构成砂岩的各种粒组含量，通常以百分数表示 岩石的热导率：度量岩石传热导能力的参数 圆度：碎屑颗粒表面的光滑程度 岩石的变形特征：岩石试件在各种载荷作用下的变形规律，其中包括岩石的弹性变形，塑性变形，粘度流动和破坏规律反映力学属性 岩石强度：岩石试件在载荷作用下开始破坏时的最大应力以及应力与破坏之间的关系 单轴压缩强度：在单轴压缩载荷作用下所承受的最大压应力 岩石的抗压强度：岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值 岩石的抗剪强度：岩石抵抗剪切滑动的能力 三轴抗压强度：岩石在三向压缩载荷作用下，达到破坏时所承受的最大应力 岩石的变形：岩石在任何物理作用因素作用下形状和大小的变化 岩石本构关系：岩石应力或应力速度与其应变速率的关系 岩石的流变性：是指岩石的应力或应变随时间的变化关系 岩石的蠕变：在应力不变的情况下岩石变形随时间增长而增长的现象 古地应力：泛指燕山运动以前的地应力，有时也特指某一地质时期以前的地应力 原地应力：工程施工开始前存在于岩体中的应力 现今地应力：目前存在或正在变化的地应力 重力应力：指由于上覆岩层的重力引起的地应力分量，特别指由于上覆岩层的重力所产生的应力 扰动应力：是指由于地表或地下加载或解载及开挖等，引起原地应力发生改变所产生的应力
数值模拟中采矿工程课程教学的应用-采矿工程论文-工程论文
数值模拟中采矿工程课程教学的应用-采矿工程论文-工程论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要:本文从采矿工程教学培养目标出发，为更好地培养具有良好素质与创新能力，能够从事采矿工程专业设计、生产、科研和经营管理，并能获得工程师基本训练的应用型人才。针对采矿工程专业课程教学过程中存在较多不足之处，通过分析数值模拟技术的优点，研究了在采矿工程专业课程教学中应用数值模拟的可行性、具体应用内容和重要意义。 关键词:采矿工程;数值模拟;专业课程;教学改革 采矿工程专业的培养目标是能够培养出具有较高素质与创新能力，具备从事采矿工程专业矿井设计、生产经营和科学研究等综合素质较高，并能取得工程师基本训练的应用型人才。
1采矿工程专业课程教学现状 采矿工程专业课程教学的现状不容乐观，大多数设有采矿专业的高等院校又由于诸多原因，例如学生的人数较多、专业课时的不足以及实验室条件较差等，使得许多院校的采矿专业课程教学中存在许多问题，主要集中在针对实验的教学课时太少，教学过程中设计的实验类型大多为相对单一的演示型实验、教学时间安排严重不足导致的教学和实验效果都很难达到较好的教学目的等问题。 2应用研究的可行性分析 采矿工程专业设置的许多专业课程的是属于力学体系的范围的。因此，在采矿工程专业课程体系中，具备应用数值模拟教学的理论基
础和客观要求。数值模拟技术应用在采矿工程专业课程教学中，主要是应用这种商业通用软件对采矿工程专业课程教学课程各章节中重点知识、难点知识和实验部分内容进行数值模拟和仿真分析，教师把数值模拟的过程和所得到的结果可以在课堂教学过程中演示给学生，或者是将部分内容交给学生，以教师为辅学生为主用软件去模拟相关内容。本科期间采矿工程专业课程的设置难度不是以科研为目的的，更多的是希望学生能够掌握所学专业或相关专业的基础知识，为将来打下坚实的理论基础，这就为我们在专业课教学过程中使用数值模拟提供了一定的可能性。所以，教师可以在精度要求不是很高的前提下应用数值模拟，来讲解课程中的教学重点和教学难点，能够反应基本的规律和发展趋势即可。采矿工程开设的课程如:《采矿学》、《井巷工程》、《矿山岩体力学》和《露天矿边坡稳定》等课程，其中的许多内容都可以应用数值模拟技术进行模拟，从而让学生能够更直观的认识和学习，这比以往教师只是在课堂上以语言讲解相关内容更容易让学生掌握。 3应用研究的内容和方法
矿山岩体力学知识点
矿山岩体力学知识点一、基本术语/名词 （1）体力 （2）面力 （3）正应力 （4）剪应力 （5）正面 （6）负面 （7）主平面 （8）主应力 （9）静水压力（10）偏斜主应力（11）体积应变（12）连续性假设（13）完全弹性假设（14）均匀性假设（15）各向同性假设（16）小变形假设（17）岩块 （18）结构面（19）岩体 （20）岩石的结构（21）岩石的构造（22）密度 （23）视密度（24）天然视密度（25）干视密度（26）饱和视密度（27）孔隙性（28）孔隙度（29）孔隙比（30）碎胀性（31）碎胀系数（32）压实性（33）残余碎胀系数（34）吸水性（35）自然吸水率（36）饱和吸水率（36）透水性（37）渗透系数（38）软化性（39）软化系数（40）膨胀性（41）膨胀率（42）膨胀应力（43）崩解性（44）崩解性指数（45）抗切强度（46）抗剪强度（47）摩擦强度
（48）应变强化 （49）应变软化 （50）岩石扩容 （51）流变 （52）蠕变 （53）松弛 （54）结构面间距 （55）结构面的连续性（56）结构面线连续性系数（57）结构面张开度（58）RQD指标（59）围岩 （60）原岩应力（61）围岩应力（62）围岩压力（63）形变围岩压力（64）松动围岩压力（65）滑动围岩压力（66）原岩应力场（67）自重应力（68）构造应力 二、基本概念/规律/特点 （1）岩石力学特点 （2）矿山岩体力学特点 （3）剪应力互等性 （4）岩石力学中应力分析基本规定（5）弹性力学基本假设 （6）平面应力问题 （7）平面应变问题 （8）平衡微分方程 （9）几何方程 （10）物理方程（虎克定律）（11）圣维南原理 （12）相容方程 （13）逆解法 （14）半逆解法 （15）煤矿常见的岩石结构类型（16）基本岩石构造类型
土力学知识点总结归纳
不均匀系数：反映土颗粒粒径分布均匀性的系数定义为限制粒径d60与有效粒径d10之比 塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。 液限：指粘性土从流塑状态过度到可塑状态时的界限含水量。 基底压力：建筑物荷载由基础传递给地基，基础底面传递给地基表面的压力。 基底附加应力：由于建筑物产生的基底压力与基础底面处原来的自重应力之差 称为附加应力，也就是在原有的自重应力的基础上新增的应力。 渗透固结：饱和土在受到外荷载作用时，孔隙水从空隙中排除，同时土体中的 孔隙水压减小，有效应力增大，土体发生压缩变形，这一时间过程称为渗透固结。 固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。 固结度：指地基在外荷载作用下，经历时间t产生的沉降量St与基础的最终沉降 量S的比值。 库伦定律：在一般的荷载范围内，土的抗剪强度与法向应力之间呈直线关系，即 τf=c+tanυ式中c，υ分别为土的粘聚力和内摩擦角。 粒径级配：各粒组的质量占土粒总质量的百分数。 静止土压力:当挡土结构物在土压力作用下无任何移动或转动，墙后土体由于墙背 的侧限作用而处于弹性平衡状态时，墙背所受的土压力称为静止土压力。 主动土压力：若挡土墙受墙后填土作用离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时 ，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。 被动土压力：挡土墙在外力作用下向后移动或转动，达到一定位移时，墙后土体处于 极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力。 土的颗粒级配：土中各粒组相对含量百分数。 土体抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力。 液性指数：是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL表示。 基础埋深：指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离。 角点法：角点法的实质是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意 点的附加应力的方法 压缩系数：表示土的压缩性大小的主要指标，压缩系数大，表明在某压力变化范围内 孔隙比减少得越多，压缩性就越高。 土的极限状态：土体中的剪应力等于土的抗剪强度时的临界状态称之为土的极限平衡状态。 软弱下卧层：地基受力层范围内存在有承载力低于持力层的土层。 持力层：直接承受基础荷载的一定厚度的地基土层。 1.土的三相实测指标是什么？其余指标的导出思路主要是什么？ 答案：三相实测指标是土的密度、土粒密度和含水量。 换算指标包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。换算指标可以从其基本定义出发通过三相组成的体积、重量关系导出。 2．地基中自重应力的分布有什么特点？ 答案：自重应力沿深度方向为线性分布（三角形分布）在土层的分层界面和地下水位处有转折。 集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律？ 答案：1）在集中荷载作用线上（r=0），附加应力随深度的增加而减小；2）在r>0的竖直线上， 附加应力随深度的增加而先增加后减小；3）在同一水平面上（z=常数），竖直向集中力作用线 上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。 简述均布矩形荷载下地基附加应力的分布规律？ 答案：①附加应力σz自基底起算，随深度呈曲线衰减；②σz具有一定的扩散性。它不仅分布在 基底范围内，而且分布在基底荷载面积以外相当大的范围之下；③基底下任意深度水平面上的σz ，在基底中轴线上最大，随距中轴线距离越远而越小。 3. 朗肯土压力理论和库仑土压力理论的异同点是什么？ 答案：相同点：两种土压力理论都是极限平衡状态下作用在挡土墙是的土压力，都属于极限平衡理论。不同点：朗肯是从一点的应力状态出发，先求出土压力强度，再求总土压力，属于极限应力法；库 仑考虑整个滑动楔体静力平衡，直接求出总土压力，需要时在求解土压力强度，属于滑动楔体法。 4. 土压力计算中，朗肯理论和库仑理论的假设及适用条件有何不同？ 答：朗肯理论假定挡土墙的墙背竖直、光滑，墙后填土表面水平且延伸到无限远处，适用于粘性土 和无粘性土。库仑理论假定滑裂面为一通过墙踵的平面，滑动土楔体是由墙背和滑裂面两个平面 所夹的土体所组成，墙后填土为砂土。适用于各类工程形成的不同的挡土墙，应用面较广，但只适 用于填土为无粘性土的情况 5. 分层总和法计算地基最终沉降量时进行了哪些假设？ ①计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体；②地基土在压缩变形时不允许侧向膨胀 ，计算时采用完全侧限条件下的压缩性指标；③采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形量。 6. 简述变形模量与压缩模量的关系。 答：试验条件不同：土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比值；而土的压缩模量Es是土体在完全侧限条件下的应力与应变的比值。二者同为土的压缩性指标，在理论上是完全可以 相互换算的。 7. 地基最终沉降量通常是由哪三部分组成？ 答：瞬时沉降；次固结沉降；固结沉降。 8. 请问确定基础埋置深度应考虑哪些因素？ 答：确定基础埋置深度应综合考虑以下因素：（1）上部结构情况：如建筑物的用途、结构类型及荷载的大小和性质；（2）工程地质和水文地质条件：如地基土的分布情况和物理力学性质；（3）当地冻结深度及河流的冲刷深度；（4）建筑场地的环境条件。 9. 固结沉降是指什么？ 答：地基受荷后产生的附加应力，使土体的孔隙减小而产生的沉降称为固结沉降，通常这部分沉降是地基沉降的主要部分。 10. . 三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为哪几种试验方法?工程应用时，如何根据地基土排水条件的不同，选择土的抗剪强度指标? 答：三轴压缩试验按排水条件的不同，可分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验方法。工程应用时，当地基土的透水性和排水条件不良而施工速度较快时，可选用不固结不排水剪 切试验指标；当地基土的透水性和排水条件较好而施工速度较慢时，可选用固结排水剪切试验指 标；当地基土的透水性和排水条件及施工速度界于两者之间时，可选用固结不排水剪切试验指标。11.地基破坏形式有那几种？各自发生在何种土类地基？ 有整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲剪破坏 第一章 1．三相比例指标：土的三相物质在体积和质量上的比例关系。 试验指标：通过试验测得的指标有土的密度，土粒密度和含水量。换算指标：包括土的干密度，饱和密度，有效重度，空隙比，空隙率，饱和度。 2．颗粒级配:土粒的大小组成通常以土中各个粒组的相对含量来表示称为土的颗粒级配。 不均匀系数C u反应了不同粒组的分布情况，Cu＜5的土称为匀粒土，级配不良。Cu＞10的土级配良 好且C s=1~3 3．土结构的三种类型：单粒结构，蜂窝结构，絮状结构。 4．界限含水量：从一种状态到另一种状态的分界点称为分界含水量，流动状态与可塑状态间的分界 含水量称为液限ωL可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限ωP 塑性指标I P=ωL－ωP 液性指标I L = 5．砂土密度判别方法：根据砂土的相对密实度可以将砂土划分为密实，中密，松散三种密实度。 但由于测定砂土的最大空隙率和最小空隙比试验方法的缺陷，实验结果有很大的出入，同时由于 很难在地下水位以下的砂层中取得原状砂样，砂土的天然空隙比很难准确的测定，相对密实度的 应用受到限制。因此在工程实践中通常用标准贯入击数来划分砂土的密实度。 6．地基分类原则： 第三章 1．自重应力：由土体重力引起的应力。附加应力：外荷载作用下，在土中产生的应力增量。 基底压力：建筑物荷载通过基础传递给地基的压力。基底附加应力：上部结构和基础传递到基底 的地基反力与基底处原先存在于土中的自重应力之差。 2．自重应力对地基变形的影响： 第四章 1．土压缩性：我们把这种在外力作用下土的体积缩小的特性称为土的压缩性。原因： 2．分层综合假定（p82） 3．固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或 次固结。 固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始 孔隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。 第五章 1．土的抗剪强度：土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。 2．土的抗剪强度指标试验方法 按排水条件：直剪p109，三轴剪切使用条件p111 压缩系数a：表示土体压缩性大小的指标,是压缩试验所得e-p曲线上某一压力段割线的斜率；一般 采用压力间隔P1=100kPa至P2=200kPa时对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。 压缩模量Es: 土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内压缩试验得到 的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。 变形模量E0：通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应 变增量的比值。能较真实地反映天然土层的变形特性。 2、固结：饱和黏质土在压力作用下，孔隙水逐渐排出，土体积逐渐减小的过程。包括主固结或次固结。 固结度：饱和土层或试样在固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔 隙水压力(或最终压缩量)比值，以百分率表示。 3、分层法假定，Zn的确定；规范法假定，Zn的确定；固结度计算。 分层总和法是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计 算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。 第五章土的抗剪强度 1、土抗剪强度：是指土体抵抗剪切破坏的极限强度，包括内摩擦力和内聚力。抗剪强度可通过剪切试 验测定。 土抗剪强度构成：由土的抗剪强度表达式可以看出，砂土的抗剪强度是由内摩阻力构成，而粘性土 的抗剪强度则由内摩阻力和粘聚力两个部分所构成。 内摩阻力包括土粒之间的表面摩擦力和由于土粒之间的连锁作用而产生的咬合力。咬合力是指当土体相对滑动时，将嵌在其它颗粒之间的土粒拔出所需的力，土越密实。连锁作用则越强。 粘聚力包括原始粘聚力、固化粘聚力和毛细粘聚力。 2、土的极限平衡条件——由莫尔圆抗剪强度相切几何关系确定。当土体达到极限平衡状态，土的抗剪强 度指标C、&与土的应力1，3的关系。 第六章土压力计算 1、静止土压力：挡土结构在土压力作用下，其本身不发生变形和任何位移，土体处于弹性平衡状态，此 时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。 主动土压力：挡土结构物向离开土体的方向移动，致使侧压力逐渐减小至极限平衡状态时的土压力，它 是侧压力的最小值。 被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压 力的最大值。 三者辨析：挡土墙上的土压力按照墙的位移情况可分为静止、主动和被动三种。静止土压力是指挡土墙 不发生任何方向的位移，墙后土体施于墙背上的土压力；主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发 生移动，致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时，墙后土体施于墙背上的土压力；被动土压力是指挡土 墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土，致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时，填土施于墙背 上的土压力。这里应该注意是三种土压力在量值上的关系为Pa