岩石力学期末复习资料,必过。

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。在荷载作用下，这些软弱结构面的剪应力大于该面上的强度时，

岩体就发生沿着软弱面的剪切破坏。

2.⑴岩石的抗压强度：岩石试件在单轴压力下（无围压儿轴向加压力）抵抗破坏的极限能力，

或极限强度，它在数值上等于破坏时的最大压应力。

⑵试件及试件断面尺寸高度：

圆柱形试件：D=5cm或D=7cm，h=（2-2.5）D

立方柱状试件：采用5cm X 5cm 或7cm X 7cm，h=（2-2.5）√A

⑶规定：对于圆柱形试件，沿试件各截面的直径误差应不大于0.3mm，两端面的不平行度

最大不超过0.05mm。

⑷试验时以每秒0.5-0.8mPa的加荷，直至试件破坏。

⑸影响岩石的抗压强度的因素：（论述题）

①岩石本身方面的因素：如矿物成分，结晶程度，颗粒大小，颗粒联结和胶结情况，

密度，层理和裂隙的特性和方向，刚化程度和含水情况等等。

A.矿物成分：即使相同矿物组成的岩石，也受到颗粒大小，连接胶结情况，生产条件

的影响，他们的抗压强度也可相差很大。

B．晶体程度和颗粒大小：一般而言，晶体岩石比非结晶岩石的强度高，细沙结晶的岩石比粗粒结晶的岩石强度高。

C．条件：在岩浆岩结构中，若其形成具有非结晶物质，则就要大大地降低岩石的强度。另外埋藏在深部的岩石的强度比接近地表的岩石强度要高。（埋藏越深，岩石受压越大，孔隙率越小，岩石强度越高）

D．胶结情况：对沉积岩来说，胶结情况和胶结物对强度的影响大。

E．风化作用：风化作用破坏了岩石的粒间连接和晶粒本身，使强度降低。

F．密度：岩石的密度增加，抗压强度也随之增加。

G．水的作用：水渗入岩石时，由于水分子的侵入从而削弱了颗粒间联系，使强度降低。

②．实验方法上的因素，如试件尺寸，尺寸相对比例，形状，试件加工情况和加荷速率等。a．试件形状和尺寸：一般而言，圆柱形试件的强度高于棱柱试件的强度，这是因为后者应力集中之故，根据研究，强度随着试件横断面增大而减小。

b．加荷速率：加荷速率愈快，岩石的强度就愈大，这是因为快速加荷具有动力的特性之故。

4．RL=PT/A

巴西劈裂法：测定抗拉强度。试件的形状用得最多的是圆柱体和立方体。试验时沿着圆柱体的直径方向施加集中荷载，试件受力后可能沿着受力方向的直径裂开。

垂直向产生几何均匀的水平方向的拉应力：公式

水平向直径平面内产生最大的压应力：公式

圆柱体抗拉强度：

立方体抗拉强度：

5．莫尔-库伦准则：

（1）理论假设：材料内某一点的破坏主要决定于于它的大应力和小主应力，即瑟给马1和瑟给马2，而与中间应力无关。

（2）每一莫尔应力圆都反映一种达到破坏极限的应力状态。这种应力圆称为极限应力圆。然后作出这一系列应力圆的包络线；叫做莫尔包络线。这根包络线代表材料的破坏条件或强度条件。

(3)材料的破坏与否一方面与财力哦啊内的剪应力有关，同时与正应力也有很大的关系，因为正应力直接影响抗剪强度的大小。

(4)根据莫尔强度理论，在判断材料内某点处于复杂盈利状态下是否破坏时，只要在平面上作出该店的莫尔应力圆。①如果所作应力圆在莫尔包络线以内，则通过该点任何面上的剪应力都是小于相应面上帝的抗剪强度，说明该点没有破坏，处于弹性状态②如果所绘

应力圆刚好与包络线相切，则通过点有一对平面上的剪应力刚好达到相应面上的抗剪强度，该点开始破坏，或称之为处于极限平衡状态或塑性平衡状态。③如果所绘应力圆与包络线相割，则实质上它是不纯在的，因为当应力达到这一状态之前，该点就沿着一对平面破坏了。

库伦方程

由令则单轴抗压强度的公式：

又令则

(5)岩石中水对强度的影响：岩石中由于孔隙水压力存在而使其强度降低

第四章岩石的变形：指岩石在向物理因素作用下形状和大小的变化。

1.表示岩石变形特性的常数：①泊松比②弹性模量E③体积弹性模量K

为了表征岩的总的变形（弹性变形和永久变形）有时还用变形模量E.和侧膨胀系数。2.①轴向应变：；轴向应变：;应力：

压缩时弹性模量；泊松比

②弹性模量的分类：

A．初始弹性模量曲线在零荷载时的切线斜率

B．切线弹性模量曲线在某点处的（一般抗压强度的50%）切线斜率

C．平向弹性模量曲线中的近乎直线段的平均斜率

D．割线弹性模量原点与曲线上某点的连接直线的斜率

（2）三轴压缩试验：侧压力为，轴向应力为，侧向应力，令

弹性模量

3．（1）岩石应力-应变的一般关系

（a）对于较多岩石来说，曲线具有近似直线的形式，并在直线的末端F点处发生突然破坏。关系式为

（b）如果关系不是直线，而是曲线，但与之间有

着唯一的关系，即：

由于是曲线关系，因此这是没有唯一的模量，但对于相应于P点的任何的值，都有一个切线模量和割线模量切线模量割性模量

（c）加卸荷形成滞回环的弹性材料。卸载曲线上P点的切线PQ 的斜率就是相应于该应力的卸载模量

（d）弹性变形（能恢复），塑性变形（不能恢复）

加载曲线与卸载曲线形成的环，叫做塑性滞回环。

弹性模量E就是加载曲线直线段的斜率；而加载曲线直线段大致与卸载曲线的割线平行。因此，一般可将卸载曲线的割线的斜率作为弹性模量