岩石力学复习资料2

1.岩石力学：是研究岩石及岩体在各种不同受力状态下产

生变形和破坏的规律，并在工程地质定性分析的基础

上定量地分析岩体稳定性的一门学科。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。岩石可分为三大类：

岩浆岩、沉积岩和变质岩。

2.岩体：是指一定工程范围内的自然地质体，它经历了漫

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

种各样的地质构造行迹。岩体包括两个基本要素：结

构面和结构体。

3.结构面：即岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小

的面状地址界面，包括物质的分界面和不连续面，它

是在地质发展历史中，尤其是地质构造变形过程中形

成的。

4.岩石力学的基本内容：①基本原理，包括岩石的破坏、

断裂、蠕变及岩石内应力、应变理论等的研究②实验

室和现场原位实验，包括各种静力和动力方法以确定

岩块和岩体在静力和动力荷载下的性状以及岩体内

的初始应力。③在实际应用方面，包括地表岩石地基

（如高坝、高层建筑）的稳定和变形问题，岩石边坡

（如水库边坡、渠道）的稳定问题，地下洞室（如地

下电站、采矿巷道）围岩的稳定，变形和加固问题，

岩石破碎，岩石爆破，地质作用（如分析因采矿而地

表下陷）等问题的研究。

5.岩石力学的研究方法：①工程地质研究法②实验法③数

学力学分析法④综合分析法。

6.岩石的强度：岩石在荷载作用下破坏时所承受的最大荷

载应力称为岩石强度。

7.岩石的破坏形式:脆性破坏，岩性破坏，弱面剪切破坏。

8.岩石试件在单轴压力作用下破坏形式：①单轴压力作用

下试件劈裂②单斜面剪切破坏③多个共轭斜面剪切

破坏

9.广泛采用的圆柱体岩样尺寸一般为Φ50mmX100mm，试

件的形状和尺寸对强度的影响主要表现在高径比h/d

或高宽比h/s和横断面积上，认为取高径比h/d=2~2.5

为宜。

10.抗拉强度的确定：圆柱体试样的压应力只有拉力的三

倍，但岩石的抗压强度往往是抗拉强度的10倍，这

就岩石试样在这样的条件下总是受拉破坏而不是受

压破坏的，因此，我们就用利用劈裂法来确定岩石的

抗拉强度。11.岩石的流变性：岩石在力的作用下，发生与时间相关的

变形的性质。包括：蠕变、松弛和弹性后效。蠕变：

是指在应力为恒定的情况下岩石变形随时间发展的

现象，松弛：是指在应保持恒定的情况下岩石的应力

随时间而减少的现象。弹性后效：是指在卸载过程中

弹性应变滞后于应力的现象。

12.岩石的长期强度：岩石的强度时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。

13.结构面按地质成因的不同划分为：原生结构面、构造结

构面、次生结构面。原生结构面分：岩浆结构面、沉

积结构面和变质结构面。

14.构造结构面：是指岩体受地壳运动（构造应力）作用所

形成的结构面，如断层、节理、劈理以及由于层间错

动而引起的破碎面层。

15.结构面的充填胶结可分无无充填和有充填两类。①结构

面之间无填充②结构面之间有充填，其之间有充填有

分为：薄膜充填、断续充填、连续充填、厚层充填。

16.结构面的几何形态可分：①平直型②波浪型③锯齿型④

台阶型

17.泥化物中有大量的亲水性黏土矿物，一般水稳定性都比

较差，对岩体力学性质有显著影响，一般来说，主要

黏土矿物影响岩体力学性能大小顺序是：蒙脱石<伊

利石<高岭石

18.工程岩体：是指各类岩石工程周围的岩体，这些岩石工

程包括地下工程、边坡工程及与岩石有关的地面工

程。

19.为什么对工程岩体分类？答：通过岩体的一些简单和容

易实测的指标，把地质条件和岩体力学性质参数联系

起来，并借鉴已建工程设计、施工和处理等成功与失

败的经验教训，对岩体进行归类的一种工作方法。其

目的是通过分类概括的反映各类岩体的质量好坏，预

测可能出现的岩体力学问题，为工程设计、支护衬砌、

建筑选型和施工方法选择等提供参数和依据。20.岩石的质量指标RQD：是指钻探时岩芯的复原率，或

称岩芯采取率。

21.岩体地质力学分类（CSIR）分类：由南非科学和工业

委员会提出的CSIR分类指标RMR由：岩块强度、

RQD值、节理间距、节理条件及地下水5种指标组成。

22.巴顿岩体质量分类（Q分类）：①RQD--Deere的岩石质

量指标②Jn—节理组数③Jr--节理粗糙度系数④Ja—

节理蚀变影响系数⑤Jw—节理水折减系数⑥SRF—

应力折减系数

23.BQ=90+3Rcw+250Kv

24.岩体由各种形状的岩块和结构面组成的地质体。岩体强

度：指岩体抵抗外力破坏的能力。在均质岩体内岩体

破坏面与主应力面总是有一定的关系。

25.岩石强度的确定方法：①实验确定法②经验估算法。

26.岩体强度的实验：指在原位切割较大尺寸试件进行单轴

压缩、三轴压缩和抗剪强度实验。

27.岩体的变形：是评价工程岩体稳定性的重要指标，也是

岩体工程谁及的基本准则之一，在一般情况下，岩体

的结构变形起着控制作用。目前，岩体的变形性质主

要通过原位岩体变形实验进行研究。

28.岩体变形实验按施加载荷作用分：㈠法向变形试验㈡切

向变形实验。其中法向变形试验法包括：承压板发、

狭缝发、单双轴三轴压缩实验、环形实验。切向变形

发实验法：包括：倾斜剪切仪、挖试洞等。

29.影响岩体变形特性的因素：主要包括组成岩体的岩性、

结构面发育特征及荷载条件，、试件尺寸、实验方法

和温度等。

30.结构效应：结构面的影响包括结构面方位、密度、充填

特征及其组合关系等方面的影响，统称为结构效应。

31.结构面方位：主要表现岩体变形随结构面及应力作用方

向间夹角的不同而不同，导致岩体变形的各种异性。

32.结构面密度：是表现在随结构面密度增大，岩体完整性

变差，变形增大，变形模量减小。

33.结构面的张开度及充填特征对岩体的变形也有明显的

影响：一般，开度较大且无充填或充填较薄是，岩体

变形较大，变形模量较小；反之，岩体变形较小，变

形模量较大。

34.地应力场的分布规律：①地应力是一个具有相对稳定性

的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。②实测垂

直应力基本等于上覆岩层的重量③水平应力普遍大

于垂直应力④平均水平应力与垂直应力的比值随深

度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同

⑤最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈现

性增长关系⑥最大水平主应力和最小水平主应力之

值一般相差较大，显示出很强的方向性⑦地应力的上

述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结

构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，

特别是地形和断层的扰动影响最大。

35.地应力：可以概要定义为存在于岩体中未受扰动的自然

应力，或称原岩应力。

36.地应力的成因：①大陆板块边界受压引起的应力场②地

慢热对流引起的应力场③有地心引力引起的应力场

④岩浆侵入引起的应力场⑤地温梯度引起的应力场

⑥地表剥蚀产生的应力场。37.高地应力或极高地应力：当围岩内部的最大地应力与围

岩强度（Rb）的比值达到某一水平时，才能成为高地

应力或极高地应力。

38.高地应力现象：①岩芯饼化现象②岩爆③探洞和地下隧

洞的洞壁产生剥离，岩体锤击为嘶哑声并有较大变

形，④岩质基坑底部隆起、剥离以及回弹错动现象⑤

野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩

块时间结果高。

39.岩爆：围岩处于高应力场条件下所产生的岩片（块）飞

射抛撒，及洞壁片状剥落等现象。

40.岩爆的基本特征：①从爆裂声来看，有强有弱，有的沉

闷，有的清脆，（如闪雷的岩爆规模比较大，声响清

脆的规模较小）②从弹射程度上来看，岩爆基本属于

弱弹射和无弹射两种。（其弹射距离不大于2.0m，一

般在0.8~2.0m之间）③从爆落的岩体看，岩体主要由

体积较大的块体或体积较小的薄片，薄片的形状呈中

间厚、四周薄的贝壳状，其长与宽方向的尺寸相差并

不悬殊，周边厚度则参差不齐④从岩爆坑的形态来

看，有直角形、阶梯形和窝状形。⑤从同一部位发生

岩爆的次数来看，有一次性和重复性。⑥从岩爆的声

响到岩石爆落的时间间隔反面，可分为速爆型和滞后

型⑦从岩爆坑沿洞轴线方向的分布来看，有三种类

型，即连续型、断续型和零星型。

41.岩爆产生的条件：①地下工程开挖、洞室空间的形成是

诱发岩爆的几何条件②围岩应力重分布和集中将导

致围岩积累大量弹性变形能，这是诱发岩爆的动力条

件③岩体承受极限应力产生初始破裂后剩余弹性变

形能的集中释放量即决定岩爆的弹射程度④岩爆通

过何种方式出现，这取决于围岩的岩性、岩体结构特

征、弹性变形能的积累和释放时间的长短。

42.岩爆的防治：围岩的加固措施，改善围岩应力条件，改

变围岩性质，施工安全措施。归纳起来就是：加固围

岩、加防护措施、完善施工方法、改善围岩应力条件

以及改变围岩性质等。

43.直接测量法：是由测量仪器直接测量和记录各种应力的

量。（水压致裂法和声发射法）

44.间接测量法：不是直接测量应力量，而是借助某些传感

元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关

的间接物理量的变化，然后由测得的间接物理量的变

化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。（套孔应

力解除法或应变解除方法以及地球物理方法等式间

接法中常用的，其中套孔应力解除法是国内外最普遍

采用的一种地应力测量方法）