岩体力学复习重点
岩体力学复习重点
名词解释：
1、软化性：软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
2、软化系数：是指岩石时间的饱和抗压强度于干燥状态下的抗压强度的比值。
3、形状效应：在岩石试验中，由于岩石试件形状的不同，得到的岩石强度指标也就有所差异。这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”。
4、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”。
5、延性度：指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变。
6、流变性：指在应力不变的情况下，岩石的应变或应力随时间而变化的性质。
7、应力松弛：是指当应力不变时，岩石的应力随时间增加而不断减小的现象。
8、弹性后效：是指在加荷或卸荷条件下，弹性应变滞后于应力的现象。
9、峰值强度:若岩石应力--应变曲线上出现峰值,峰值最高点的应力称为峰值强度.
10、扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破列或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量有由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容.
11、应变硬化:在屈服点以后(在塑性变形区),岩石(材料)的应力—应变曲线呈上升直线,如果要使之继续变形,需要相应的增加应力,这种现象称之为应变硬化.
12、延性流动:是指当应力增大到一定程度后,应力增大很小或保持不变时,应变持续增长而不出现破裂,也即是有屈服而无破裂的延性流动.
13、强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程:σ1=f(σ2,σ3)或τ=f(σ). 14、结构面: ①指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定得延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带. ②又称若面或地质界面,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.
15、原生结构面:在成岩阶段形成的结构面.
16、次生结构面:指在地表条件下,由于外力的作用而形成的各种界面.
17、结构体:结构面依其本身的产状,彼此组合将岩体切割成形态不一,大小不等以及成分各异的岩石块体,被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体.
18、结构效应：岩体中结构的方向性质密度和组合方式对岩体变形的影响。
19、剪胀角：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。
20、岩体基本质量：岩体所固有的影响工程掩体稳定性的最基本属性，岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩石完整程度决定。
21、自稳能力：在不支护条件下，地下工程岩体不产生任何形式的能力。
22、地应力：自然状态下在原岩岩体中存在的由于岩石自重和构造应力形成的分布应力，也称天然应力
23、原岩应力：在工程中指天然存在于岩体中而与任何认为因素无关的应力。
24、残余应力：没有外力作用时在岩体内部由于某种原因在整个岩体内的不均匀的变形而引起的应力
25、初始地应力：岩体中存在的未受工程扰动的原始应力状态下的应力
26、自重应力：由于岩体自重而产生的天然应力
27、构造应力：由于地质构造活动在岩体中引起的应力场，这种应力与一定范围地质构造有关，其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量。这一作用可以持续到底层深处。
28、应力重分布：岩体受到工程活动扰动，引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态。
29、二次应力：相对于初始应力而言，岩体上或岩体内部受到工程活动扰动，引起初始应力自然平衡状态的改变，使一定范围内的原始应力重分布形成的新的应力为二次应力，或称次生应力，直接与工程稳定性有关。
30、岩爆：是地下洞室开挖过程中围岩发生突然脆性破坏的现象。一般在地应力较大部位，岩石被挤压超过其弹性限度，聚集的能量会突然释放出来，伴随有声音、碎石飞散、坠落等现象。
31、构造线：指区域性挤压应力所形成的构造形迹，也就是指与产生地质构造运动的压应力方向相垂直的平面和地面的交线。
32、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。
33、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。
34、围岩抗力：在有压洞室中，作用有很高的内水压力，并通过衬砌或洞壁传递给围岩，这时围岩将产生一个反力，称为围岩抗力。
35、静水应力状态：在岩石力学中，地下深部岩体在自重作用下，岩体中的水平应力和垂直应力相等的应力状态。
36、形变围岩压力：指围岩在二次应力作用下局部进入塑性，缓慢的塑性变形作用在支护上形成的压力，或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的支护压力。一般发生在塑性或者流变性较显著的地层中。
37、松动围岩压力：指因围岩应力重分布引起的或施工开挖引起的松动岩体作用在隧道或坑道井巷等地下工程支护结构上的作用压力。一般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的。
38、冲击围岩压力：（1）是地下洞室开挖过程中，在超过围岩弹性限度的压力作用下，围岩产生内破坏，发生突然脆性破坏并涌向开挖（采掘）空间的一种动力现象。（2）强度较高且完整的弹脆性岩体过渡受力后突然发生岩石弹射变形所引起的围岩压力。
39、膨胀围岩压力：在遇到水分的条件下围岩常常发生不失去整体性的膨胀变形和位移，表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出，并在支护结构上形成形变压力的现象。
40、应力集中：受力物体或构件在其形状或尺寸突然改变之处引起应力在局部范围内显著增大的现象。
41、应力集中系数：指岩体中二次应力与原始应力的比值，也可用井巷开挖后围岩中应力与开挖前应力的比值来表示。
42、围岩（弹性）抗力系数：促使隧洞洞壁围岩产生单位径向位移所需要的内水压力值:K=P/Δα,P：隧洞受到来自隧洞内部的压力,洞壁围岩向外产生一定的位移Δα。
43、单位抗力系数：在工程上规定洞径为200cm时隧洞围岩的抗力系数定义为单位抗力系数。
44、岩体力学研究方法：工程地质研究法，试验法，数学力学分析法，综合分析法
45、岩块：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。
46、岩块构造：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的方式等反映在岩块构成上的特征。
47、粒间连结方式：结晶连结、胶结连结（硅质胶结的强度>铁质、钙质>泥质；基底式胶结>孔隙式>接触式）。
48、岩块构造：矿物集合体间及其与其他组分之间的排列组合方式。
49、剪胀效应（爬坡效应）：当法向应力较小时，在剪切过程中，上盘岩体主要是沿结构面产生滑动破坏。
50、啃断效应：当法向应力达到一定值后，破坏沿结构面滑动转化为剪断凸起而破坏。
51、法向刚度：在法向应力的作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力。填空：
1、影响蠕变性质的因素：岩性、应力、温湿度。
2、岩石的块体密度可采用规则试件的量积法，不规则试件的蜡封法测定。
3、岩石的颗粒密度属于实测指标，常用比重瓶法进行测量。
4、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数来表示。当这两个常数为已知时，就可用三维应力条件下的广义胡克定律计算出给定应力状态下的变形。
5、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类。
6、岩石的破坏是指岩石材料的应力超过了岩石的极限或者变形超过了岩石的使用限制。
7、岩石的力学性质可分为变形性质和强度性质两类，变形性质主要通过本构关系来反映，强度性质主要通过强度理论来反映。
8、岩石的流变主要包括蠕变、松弛和弹性后效。
9、根据变形速率的不同特点，软弱岩石的典型流变曲线可以划分为瞬时蠕变阶段、初始蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段三个阶段。
10、在岩石的流变试验中，可以根据作用在岩石试件上应力或荷载大小的不同，将岩石蠕变曲线分为稳定蠕变曲线和加速发展蠕变曲线两类。
11、研究岩石变形的时间效应，一般而言采用两种方法寻找其蠕变规律，即经验方法和蠕变模型方法。
12、对于初始蠕变和等速蠕变，目前的经验方程主要有三种，即幂函数、对数函数和指数函数。
13、岩石流变的Maxwall模型是由弹性体和粘性体串联而成，其能反应岩石的弹—粘弹性特征。
14、对于常见的岩石而言，当围压一定时，随着温度的升高，岩石的延性将增加，并且将会出现屈服现象，同时其强度降低。
15、根据延性度的不同，岩石的破坏可分为脆性破坏、延性破坏和过渡性破坏。
16、按照岩石在变形过程中所表现出来的应力—应变—时间关系的不同，可以将岩石的变形
划分为弹性变形、塑性变形和粘性变形三种形式各异的基本变性作用。
17、大量的实验和观察证明，就破坏形式而言，岩石的破坏主要有脆性破坏、延性破坏和弱面剪性破坏。
18、在岩石室内压缩试验中，岩石峰值后的荷载—位移曲线，实质上是岩石的破坏过程曲线。
19、目前，实验室抗拉强度的测定常采用劈裂法进行，当用长度为L，直径为D的圆形试件进行试验时，在压力P max作用下，岩石发生了破坏，则此岩石试件的抗拉强度为2P max/πLD；如采用边长为a的立方块，则其抗拉强度为Pt=2P max/πa2。
20、岩石的室内剪切试验常用的仪器有直剪仪、变角板剪力仪和岩石三轴试验机。
21、岩体是指经历过多次地质作用，经历过变形，遭受过破坏，形成了一定的岩石成分和结构，赋存于一定地地质环境中的地质体。因此，岩体力学性质与岩体中的结构面、结构体（岩块）以及赋存条件（环境）密切相关。
22、在工程岩体范围内，结构面按贯通情况可分为贯通性、半贯通性以及非贯通性三种类型。
23、岩体抵抗外力作用的能力称为岩体的力学性质。它包括岩体的稳定特征、变性特征和强度特征等。
24、岩体结构面的剪切变形与岩石的强度、结构面的粗糙程度和法向应力有关。
25、岩体结构面的几何特性是反映节理的外貌，它的组成要素包括：走向、倾向、连续性、粗糙度以及起伏度和组合关系。
26、岩体的力学性质不仅取决于岩石本身及结构面的力学性质，也与结构面的空间组合密切相关。
27、岩体的强度不仅与组成岩体的岩石的性质有关，而且与岩体内的软弱结构面有关，此外还与岩体所受的应力状态有关。
28、岩体中存在各种结构面，结构面的变形大小主要由结构面和结构面填充物控制的。
29、大量的岩体实验表明，岩体的压力——变形曲线可以化分为四种类型，即：直线型、上凹型和下凹型、复合型。
30、岩体变形的结构效应是指岩体结构对其变形性质的影响与控制作用，包括结构面、结构体以及两者的组合关系三个方面，其结构面对岩体变形的作用效应尤为突出。
31、粗糙起伏无充填的规则锯齿状结构面的剪切机制一方面是爬坡摩擦效应；另一方面是凸起体剪切。
32、岩体基本质量应由受岩石的坚硬程度和岩石的完整性程度两个因素确定。
33、国际《工程岩体分级标准》规定，对岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
34、当人类还不能对原岩应力进行测量之前，认为原岩应力是由岩土自重引起的，因此把原岩应力单纯的看成自重应力。
35、近期地质力学的观点认为，从全球范围来看，构造应力的总规律是以水平应力为主。根据地质构造运动的发展阶段，一般可把构造应力分为以下三种阶段原始构造应力，残余构造应力，现代构造应力。
36、影响原岩应力分布的因素有地形，岩体结构面，岩体力学性质，剥蚀作用，
37、重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因，其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大。
38、岩体天然应力测量方法主要包括：水压致裂法，扁千斤顶法和钻孔套心应力解除法。
39、地质构造运动的结果，使构造应力的特点主要表现在具有强烈方向性，数值较大的水平应力，从而形成构造区域水平应力大于垂直应力的情况。、
40、原岩应力主要由自重应力和构造应力组成。
41、研究岩石应力状态的目的在于正确认识岩石的力学性能，阐述围岩的破坏机制，充分利用和发挥围岩的自承能力，是工程设计更加合理安全和经济。
42、岩体变形的不均匀导致围岩局部破裂的原因是应力分布的不均匀性和强度不均匀性。
43、岩石在三轴压缩时，随着侧向应力σ3和σ1—σ3的增加，岩石强度也随之增大：岩石发生破坏后，仍保留一定的承载能力。
44、隧洞根据其内部的受力情况可分为有压洞室和无压洞室两大类。
45、对于无衬砌有压洞室，洞内水压力P在围岩中所产生的径向和切向应力随隧洞半径r 的增大而迅速降低，在6r处该应力基本可以忽略不计，在有些有压隧洞中常见到新形成的，平行于洞轴线的放射状张裂隙，这主要是由于内水压力使围岩产生的应力抵消了围岩的压应力，并超过了岩体的抗拉强度所致。
46、围岩在不产生破坏的条件下，当岩石性质由硬岩，中硬岩，到软岩的变化过程中，对于同一种支护形式而言，围岩位移增长会越来越大，相应要求支护结构所承担的压力会越来越大，对于同一种岩石来说，随围岩的不断变化要求支护结构所承担的压力会越来越小。解答：
1、在三轴试验中，围压对岩石的力学性质有什么影响
（1）破坏前岩块的总应变随围压增大而增加
（2）随围压增大，岩块的塑性也不断增大，且由脆性破坏逐渐转化为延性破坏
（3）随围压的增大，岩块三轴极限强度明显增大
（4）随围压增大，弹性模量和泊松比不同程度的提高
（5）当围压达到一定值时，出现应变硬化现象
2、结构面的成因类型与分类
结构面的成因分为两类：地质成因和力学分类：（1）地质成因类型包括原生结构面（沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面）构造结构面（断层、节理、劈理和层间错动面）次生结构面（卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泄层、泥化夹层）（2）力学成因类型有剪性结构面（逆断层、平移断层、多数正断层）张性结构面（羽状张裂面、纵张及横张破裂面和岩浆岩中的冷凝节理）
3、结构面的分级：由结构面的伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应可分为5级：1级指大断层或区域性断层，延伸数公里至数十公里以上破碎宽约数米至几百米以上；2级指延伸长、宽度不大数百米至数千米，宽数十厘米至数米；3级长数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等，宽数厘米至一米左右；4级延伸较差的节理、层面等长一般10mm~30mm，宽数厘米；5级微结构面有隐节理、微层面等。规模小、连续性差、常包含在岩块内。
4、结构面特征及其影响：产状（结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机制与强度）、连续性（对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性都有很大影响）、密度（控制着岩体的完整性和岩块的块度，密度越大，岩体完整性越差，块度越小，导致岩体力学性质变差，渗透性增强）、张开度、形态（对岩体的力学性质及水力学性质存在明显影响）、充填胶结特征（经胶结的结构面力学性质改善，未胶结的力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性和壁岩性质等）、结构面的组合关系（控制着可能滑移岩体的几何边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型）。
5、岩块的力学属性：弹性、塑性、粘性、脆性、延性。
（1）弹性：在一定应力范围内，物体受外力作用产生全部变形，而去除外力后能立即恢复其原有形状和尺寸大小的性质。
（2）塑性：物体受力后产生变形，外力去除后不能完全恢复的性质。不能恢复的那部分变
形称为塑性变形或永久变形或残余变形。
（3）粘性：物体受力后，变形不能瞬时完成，且变形速率随应力增加而增加的性质。（4）脆性：物体受力后，变形很小时就发生破裂的性质。
（5）延性：物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。
6、单轴压缩应力-应变曲线：εv=εl+ε d
阶段：Ⅰ：孔隙裂隙压密阶段：原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合，岩石被压密，早期非线性变形，呈上凹形，斜率随应力增大而增大，微裂隙的闭合在开始较快随后逐渐下降。Ⅱ：弹性变形至为微破裂稳定发展阶段：近似直线，开始为直线，应力增加，变为曲线，出现弹性极限，之后为塑性变形，出现新裂隙和微破裂，随着应力发展而发展，达到屈服极限。Ⅲ：非稳定破裂发展阶段：破裂不断发展，薄弱部位首先破坏，应力重分布，次薄弱部位破坏，体积压缩转为扩容，达到峰值强度或单轴抗压强度。Ⅳ：破坏后阶段：裂隙快速发展，交叉且联合成宏观断裂面，岩块沿其滑移，试件承载力迅速下降但不为0。
7、变形参数：
变形模量（弹性模量）：单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向压应变之比。E=σ/ε
初始模量：曲线原点处的切线斜率，Ei=σi/εi
切线模量：曲线上任一点处的切线斜率，Et=(σ2-σ1)/( ε1-ε2)
割线模量：曲线上某特定点原点连线的斜率，通常取σc/2处的点与原点连线的斜率，Es=σ50/ε50
泊松比：单轴压缩条件下，横向应变与轴向应变之比，μ=-εd/εl
8、结构面的强度性质分类：平直无充填的结构面、粗糙起伏无充填~、非贯通断续~、有充填的软弱结构面。
9、岩体中天然应力的分布特征
1）重力应力场与构造应力场的分布特点①重力应力场：以垂直应力为主，垂直应力大于水平应力；应力为压应力；应力随深度增加而增加；②构造应力场：应力有压应力，也可有拉应力；以水平应力为主，水平应力大于垂直应力；分布很不均匀，通常以地壳浅部为主。2）地壳浅部3km原岩应力的规律：原岩应力是非稳定的应力场，其大小和方向随空间和时间而变化；实测垂直应力基本上等于上覆岩体的重力；水平应力普遍大于垂直应力。10、各类结构围岩的变形破坏特点
（1）整体状和块状岩体围岩：破坏形式主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移等。
（2）层状岩体围岩：破坏形式主要有：沿层面张裂、折断塌落、弯折内鼓等。
（3）碎裂状岩体围岩：变形破坏形式常表现为塌方和滑动。
（4）散体状岩体围岩：其变形破坏形式以拱形冒落为主。
11、岩爆的产生条件
（1）围岩应力条件。判断岩爆发生的应力条件有两种方法：一是用洞壁的最大环向应力
σθ与围岩单轴抗压强度σc之比作为岩爆产生的应力条件；另一种是用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断。σθ≤0.3σc时，洞壁不出现岩爆；0.3σc＜σθ≤（0.5~0.8）σc时，洞壁围岩出现岩射和剥落；σθ＞0.8σc时，洞壁出现岩爆和猛烈岩射。另外，根据我国已产生岩爆的地下洞室资料统计，得出当岩体中最大天然主应力σ1与σc达到σ1≥（0.15~0.2）σc时，将产生岩爆。（2）岩性条件。当弹性变形能系数ω＞70%时，会产生岩爆，ω越大发生岩爆的可能性越大。
12、影响岩爆的因素
（1）地质构造。岩爆大都发生在褶皱构造中，岩爆与断层、节理构造也有密切的关系。（2）洞室埋深。随着洞室埋深增加，岩爆次数增多，强度也增大。此外，地下开挖尺寸、开挖方法、爆破震动及天然地震等对围岩也有明显的影响。
13、影响岩体边坡变形破坏的因素
（1）岩性。这是决定岩体边坡稳定性的物质基础。一般来说，构成边坡的岩体越坚硬，又不存在产生块体滑移的几何边界条件时，边坡不易破坏，反之则容易破坏而稳定性差。（2）岩体结构。岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素。首先，岩体结构控制边坡的破坏形式及其稳定程度，其次，结构面的发育程度及其组合关系往往是边坡块体滑移破坏的几何边界条件。
（3）水的作用。水的渗入使岩土的质量增大，进而使滑动面的滑动力增大；其次，在水的作用下岩土被软化而抗剪强度降低；另外，地下水的渗入对岩体产生动水压力和静水压力，这些都对岩体边坡的稳定性产生不利影响。
（4）风化作用。风化作用使岩体内裂隙增多、扩大，透水性增强，抗剪强度降低。
（5）地形地貌。边坡的坡形、坡高及坡度直接影响边坡内的应力分布特征，进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。
（6）地震。因地震波的传播而产生的地震惯性力直接作用于边坡岩体，加速边坡破坏。（7）天然应力。影响边坡拉应力及剪应力的分布范围与大小。在天然应力大的地区开挖边坡时，由于拉应力及剪应力的作用，常直接引起边坡变形破坏。
（8）人为因素。边坡的不合理设计、爆破、开挖和加载，大量生产生活用水的渗入等都造成边坡变形破坏，甚至整体失稳。
岩石力学重点总结
岩石岩体区别:岩石可以瞧作就是一种材料,岩体就是岩石与各种不连续面的组合体;岩石可以瞧作就是均质的,岩体就是非均质的(在一定的工程范围内);岩石具有弹、塑、粘弹性,岩体受结构面控制,性质更复杂,强度更低;岩体通常就是指一定工程范围内的地质体,岩石则无此概念。 岩石力学就是一门研究岩石在外界因素(如荷载、水流、温度变化等)作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的 学科。又称岩体力学,就是力学的一个分支。研究目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题。它就是 一门新兴的,与有关学科相互交叉的工程学科,需要应用数学、固体力学、流体力学、地质学、土力学、土木工程学 等知识,并与这些学科相互渗透。 研究对象:对象:岩石—对象—岩石材料—地壳中坚硬的部分; 复杂性:地质力学环境的复杂性(地应力、地下水、物理、化学作用等) 研究的基本内容: 基本理论岩体地应力 材料实验——三大部分→岩体的强度 工程应用岩体的变形
裂隙水力学 研究方法: 物理模拟→岩石物理力学性质常规实验,地质力学模型试验; 数学模型→如有限元等数值模拟; 理论分析→用新的力学分支,理论研究岩石力学问题; 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→因此,有必要引入刻划不均一程度的参数。 各向异性:指岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。 岩石的基本物理力学性质 岩石力学问题的研究首先应从岩石的基本物理力学性质研究入手, 1.岩石的容重:指单位体积岩石的重量。2、比重(Gs)指岩石干重量除以岩石的实体积(不含孔隙体积)的干容重与4?c 水的容重的比值。3、孔隙率(n%)指岩石内孔隙体积与总体积之比。4、天然含水量:指天然状态下,岩石的含水量与岩石干重比值的百分比。5、吸水率:指岩石在常温条件下浸水48小时后,岩石内的含水量与岩石干容重的比值。6、饱与含水率:指岩样在强制状态(真空、煮沸或高压)下,岩样最大吸水量与岩石干重量比值。7、饱水分数:指岩石吸水
2011岩石力学考试试题(含答案).
1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。 （ A ）岩体中含有大量的不连续面 （ B ）岩体中含有水 （ C ）岩体为非均质材料 （ D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（）。 （ A ）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （ B ）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （ C ）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 （ D ）岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为（）。 （A）岩石类型、埋深 （B）岩石类型、含水量、温度 （C）岩体的完整性和岩石的强度 （D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（）。 （A）岩石的饱和单轴抗压强度 （B）岩石的抗拉强度 （C）岩石的变形模量 （D）岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（） （A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（） （A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（） （A）劈理面（B）解理面（C）结构 （D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（） （A）柱状>板状>块状 （B）块状>板状>柱状 （C）块状>柱状>板状 （D）板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（） （A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体 （B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体 （C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体 （D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体 10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于（） （A）结构面的性质（B）结构体型式 （C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑
《岩石力学与工程》蔡美峰版总结
《岩石力学与工程》内容概要总结 地应力是存在于地层中的为受工程扰动的天然应力。也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。 地质软岩：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体的总称。 工程软岩：工程力作用下能产生显著性变形的工程岩体。声发射：材料在受到外载荷作用时，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，发生声响。 岩石岩石地下工程：地下岩石中开挖并临时获永久修建的各种工程。 围岩：在岩石地下地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。 锚喷支护：锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。 边坡：岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。 岩石：自然界各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。 容重：岩石单位体积的重量。根据含水情况将岩石的容重分为天然容重、干容重、饱和容重。孔隙性：天然岩石中包含着数量不等、成因各异的孔隙和裂隙。 孔隙率：指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。分为总孔隙率、总开孔隙率、大开孔隙率、小开孔隙率、和闭孔隙率。孔隙率愈大，岩石力学性能越差。 水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质。 包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。 岩石强度：岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受的最大应力。 单轴抗压强度：岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。 岩石破坏形式：x状共轭斜面剪切破坏。这种破坏形式是最常见的破坏形式；单斜面剪切破坏。这两种破坏都是由于破坏面上的剪应力超过极限引起的。 拉伸破坏：横向拉应力超过岩石抗拉极限引起的。 流变破坏：岩石的三轴抗压强度：岩石在三向荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力。 莫尔强度包络线：同一种岩石对应各种应力状态下破坏莫尔应力圆外公切线。直线型、抛物线型、双曲线型。 点载荷试验：试验所获得的强度指标值可以用做岩石分级的一个指标。点载荷实验装置是便携式的，可带到岩土工程现场去做实验。点载荷试验对试件的要求不严格。缺点是要根据经
岩石力学复习资料
9．结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关？ 答：结构面的剪切变形、法向变形与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关。 10.结构面力学性质的尺寸效应体现在哪几个方面？ 答：结构面试块长度增加，平均峰值摩擦角降低，试块面积增加，剪切应力呈现出减小趋势。此外，还体现在以下几个方面：（1）随着结构面尺寸的增大，达到峰值强度时的位移量增大；（2）试块尺寸增加，剪切破坏形式由脆性破坏向延伸破坏转化；（3）尺寸增加，峰值剪胀角减小，结构面粗糙度减小，尺寸效应也减小。 12.具有单结构面的岩体其强度如何确定？ 答：具有单结构面的岩体强度为结构面强度与岩体强度二者 之间的最低值。结构面强度为： σ1 =σ3 + 2 ? (C j+σ3?tgφj ) (1 -tgφj ctgβ ) ? sin 2β 岩体强度为： σ=1 + sin φσ+ 2 ?C? cosφ 1 - sin φ 3 1 - sin φ1 18.岩体质量分类有和意义？ 答：为了在工程设计与施工中能区分岩体质量的好坏和表现在稳定性上的差别，需要对岩体做出合理分类，作为选择工程结构参数、科学管理生产以及评价经济效益的依据之一，也是岩石力学与工程应用方面的基础性工作。
19.CSIR 分类法和Q 分类法各考虑的是岩体的哪些因素？ 答: 岩体地质力学分类是由岩体强度、RQD 值、节理间距、单位长度的节理条数及地下水５种指标分别记分，然后累加各项指标的记分，得出该岩体的总分来评价该岩体的质量。CSIR=A+B+C+D+E＋F A——岩体强度（最高15 分）； B——RQD 值（最高分20 分）； C——节理间距（最高分 20 分） D——单位长度的节理条 数（最高分30 分） E——地下水条件（最高分 15 分）。 F——节理方向修正分（最低－ 60，见表2-17b） 巴顿岩体质量（Q）分类 由Barton 等人提出的分类方法： Q ＝RQ D ? J r ? J w
岩石力学考试试题(含答案)
岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A ）。 （A ）岩体中含有大量的不连续面 （B ）岩体中含有水 （C ）岩体为非均质材料 （D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（ C ）。 （A ）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （B ）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （C ）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 （D ）岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为（ C ）。 （A）岩石类型、埋深 （B）岩石类型、含水量、温度 （C）岩体的完整性和岩石的强度 （D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（A ）。 （A）岩石的饱和单轴抗压强度 （B）岩石的抗拉强度 （C）岩石的变形模量 （D）岩石的粘结力
5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（ D ）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（ A ）（A）原生结构面（B）构造结构面 （C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（ C ） （A）劈理面（B）解理面（C）结构 （D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（ B ） （A）柱状>板状>块状 （B）块状>板状>柱状 （C）块状>柱状>板状 （D）板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（ A ） （A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体（B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体（C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体（D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于
岩体力学复习资料
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。 15、蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变。 16、主动支护：地下开挖后，围岩不发生过度变形或破碎之前进行主动人为支护以避免过度 变形而破坏称为主动支护。 17、注浆的作用：防渗、堵漏、加固、纠偏。 18、边坡破坏的类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡 19、格里菲斯强度理论：脆性材料中，其材料断裂的起因是分布在材料中的微小裂纹尖端有 拉应力所致。 20、库伦强度理论：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，既抗摩擦强度等于岩石本身 抗剪切摩擦的粘结力和剪切面上的法向力产生的摩擦力。 21、莫尔强度理论：岩石到达极限状态时，滑动平面上的剪应力达到一个取决于正应力与材 料性质的最大值，即σ=f(τ)。对应于各种应力状态（单轴、双轴和三轴压缩）下的破坏的岩石的莫尔应力圆的包络线，称为莫尔强度 22、库伦-莫尔强度准则：库伦直线与莫尔应力圆包络线相结合。 23、ISRM指定的岩石力学试验标准：（单轴抗压）加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一 般为5—10分钟。试件保存期不超过30天，试件形状为直径不小于50mm柱形试件，高径比2.5-3.0. 24、巷道周边不产生拉应力的条件：侧压系数为1/3
《岩石力学》复习资料
《岩石力学》复习资料 1.1简述岩石与岩体的区别与联系。 答：岩石是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，力学性质可在实验室测得；岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况，反映岩体的实际强度。 1.2岩体的力学特征是什么？ 答：（1）不连续性：岩体受结构面的隔断，多为不连续介质，但岩块本身可作为连续介质看待； （2）各向异性：结构面有优先排列位向的趋势，随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异； （3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致，造成岩体的不均匀性； （4）岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏； （5）力学性质受赋存条件的影响：在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。 1.3岩石可分为哪三大类？它们各自的基本特点是什么？ 答：（1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石，强度高、均匀性好； （2）沉积岩：由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定，且具有各向异性； （3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。 1.4简述岩体力学的研究任务与研究内容。 研究任务：①建模与参数辨别；②确定试验方法、仪器与信息处理；③现场测试；④实际应用； 研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质（岩石的物质组成和结构特征，岩石的物理、水理性质，岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，结构面的变性特征和强度参数的确定等）；②岩石和岩体的本构关系（岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系，岩体的本构关系）；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算，岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价）：④岩石（岩块）室内
岩石力学试题
岩石力学第二份试卷 Section A Term Explaination术语解释 1.Brittle of rock 岩石的脆性 2.Shear strength of rock 岩石的剪切强度 3.In-situ stress 原(就)地应力 4.Fracture pressure破裂压力 5.Yoang’s modulus 杨氏模量 6.Principal stress主应力 Section B Brief Description简要描述 1.Describe the effective stress principle描述有效应力原理 2.Describe the influence of confining pressure on the deformation and strength characters of rock mechanics描述围压对岩石变形和强度特征的影响 3.Briefly describe the shear strength criterion of Coulomb-Vavier 简要介绍Coulomb-Vavier抗剪强度准则 4.Describe Brazilian test steps and how to obtain the tensile strength of rock with it 描述巴西实验的步骤,以及如何用它获得岩石抗拉强度 Section C calculations计算题 1.In order to study the strength feature of an sandstone ,we select two samples to do the uniaxial compressive strength test .The test results are as follows: the uniaxial compressive strength is 60MPa, the peak strength is 120MPa with the confining pressure of 20MPa. Assuming the shear strength is agreed with Coulomb-Vavier criterion Determine the cohesion and internal friction angle of the rock with Mohr’s circle method. 为了研究砂岩的强度特性, 我们选择两个样本做单轴抗压强度试验。测试结果如下:单轴抗压强度是60 MPa、峰值强度是120 MPa，围压20 MPa。 假设抗剪强度符合Coulomb-Vavier准则, 用莫尔圆方法确定内聚力和岩石 的内摩擦角 2.In an oil field ,well depth is 1000m, sandstone strength confirms to Mohre-Coulomb criterion. Its cohesion is 6.0MPa, its angle of internal friction is 45o, Poisson ratio is 0.25, uniaxial tensile strength is 2MPa. Overburden is 22.6MPa , minimum horizontal in-situ stress is 17MPa , maxmum horizontal in-situ stress is
01 岩体力学复习资料
一、填空题 1、按照成因，岩石可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。 2、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数表示。 3、在研究岩石的流变性质中，常用的三个基本原件为弹性元件、塑性元件和粘性元件元件。 4、根据岩石的延性度不同，岩石的破坏可分为延性破坏、脆性破坏、和过度型破坏三种类型。 5、岩石的室内剪切试验，常用的仪器有直剪仪、变角剪（压剪仪）和三轴实验机。 6、在相似材料模拟试验中，采用的三个相似定理分别是几何相似、动力相似和运动相似。 7、按围岩压力的形成机理，可将其划分为形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力四种。 8、顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮（冒）落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。 9、结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。 10、岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。 11、常见的岩体工程分类方法包括RQD 质量指标分类方法、RMR 分类方法、RQD 、Ｑ方法。 12、岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和 5 个阶段。 13、边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。 14、岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护、强调监测和信息反馈。 15、椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，巷道周边不出现切向拉应力，应力分布较合理，布置采场、巷道时，都应该尽量遵循这一原则。 16、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。 17、锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。 18、结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。当主应力与结构面垂直时，岩体强度与结构面无关。 19、岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。 20、根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区 4 个区域。 21、按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。 22、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。 23、采空区处理的四类基本方法是崩落法、充填法、支撑法和封闭隔离法。 24、Em 为岩体变形模量；Eme 为弹性变形模量。
完整版重庆大学岩石力学总结
重庆大学岩石力学总结第一章 1岩石中存在一些如矿物解理，微裂隙，粒间空隙，晶格缺陷，晶格边界等内部缺陷，统称微结构面。2岩石的基本构成是由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定。3岩石的结构是指岩石中矿物颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小，形状，排列，结构连接特点及岩石中的微结构面。其中以结构连接和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。4岩石中结构连接的类型主要有两种：结晶连接，胶结连接。5岩石中的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。它包括矿物的解理，晶格缺陷，晶粒边界，粒间空隙，微裂隙等。6矿物的解理面指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。7岩石的物理性质是指由岩石固有的物质组成和结构特征所决定的比重，容重，孔隙率，岩石的密度等基本属性。8岩石的孔隙率是指岩石孔隙的体积与岩石总体积的
比值。9岩石的水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括岩石的吸水性，透水性，软化性和抗冻性。 10 岩石的天然含水率w m w m w表示岩石中水的质量，岩石的烘干质量m rd m rd 11 岩石在一定条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性。它取决于岩石孔隙的数量，大小，开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率，饱和吸水 率和饱水系数。岩石吸水率w a m o m dr. m dr为岩石烘干质量，m o为岩石浸 m dr 水48 小时后的总质量。 12岩石的饱水率是岩石在强制状态下（高压，真空或煮沸）岩石吸入水的质量与岩石烘干质量的比值。13岩石的透水性：岩石能被水透过
的性能。可用渗透系数衡量。主要取决于岩 石孔隙的大小，方向及相互连通情况。q x k dh A K 为岩石的渗透系数，h 为 dx 水头的高度，Ａ为垂直于Ｘ方向的截面面积，qx 为沿Ｘ方向水的流量。透 水性物理意义：是介质对某种特定流体的渗透能力，渗透系数的大小取决于岩石的物理特性和结构特征。 14岩石在反复冻融后强度降低的主要原因：１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。２当温度降到０℃以下时，岩石孔隙的水结冰，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甚至破坏。15进行岩石强度实验选用的试件必须是完整岩块，而不应包含节理裂隙。16岩石强度指标值受下列因素影响：①试件尺寸②试件形状③试件三维尺寸比例④加载速率（加载速率越多，所测岩石强度指标值越高⑤湿度
《岩石力学》复习资料
《岩石力学》复习资料 1.1 简述岩石与岩体的区别与联系。 答：岩石是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，力学性质可在实验室测得；岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况，反映岩体的实际强度。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 答：（1）不连续性：岩体受结构面的隔断，多为不连续介质，但岩块本身可作为连续介质看待； （2）各向异性：结构面有优先排列位向的趋势，随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异； （3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致，造成岩体的不均匀性； （4）岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏； （5）力学性质受赋存条件的影响：在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。 1.3 岩石可分为哪三大类？它们各自的基本特点是什么？ 答：（1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石，强度高、均匀性好； （2）沉积岩：由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积
和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定，且具有各向异性； （3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。 1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。 研究任务：①建模与参数辨别；②确定试验方法、仪器与信息处理；③现场测试；④实际应用； 研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质（岩石的物质组成和结构特征，岩石的物理、水理性质，岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，结构面的变性特征和强度参数的确定等）；②岩石和岩体的本构关系（岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系，岩体的本构关系）；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算，岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价）：④岩石（岩块）室内实验（室内实验是岩石力学研究的基本手段）；⑤岩体测试和工程稳定监测（岩体原位力学实验原理和方法，岩体结构面分布规律的统计测试，岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用，工程稳定准则和安全预测理论与方法）。 1.5 岩体力学的研究方法有哪些？ 研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。 ①对现场的地质条件和工程环境进行调查分析，掌握工程岩体的组构规律和地质环境；
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
岩石力学复习提纲
岩体力学复习提纲 一．概念题 1．名词解释： （1）岩石；（2）岩体；（3）岩石结构； （4）岩石构造；（5）岩石的密度；（6）块体密度； （7）颗粒密度；（8）容重；（9）比重； （10）孔隙性；（11）孔隙率；（12）渗透系数； （13）软化系数；（14）岩石的膨胀性；（15）岩石的吸水性；（16）扩容；（17）弹性模量；（18）初始弹性模量；（19）割线弹性模量；（20）切线弹性模量；（21）变形模量； （22）泊松比；（23）脆性度；（24）尺寸效应； （25）常规三轴试验；（26）真三轴试验；（27）岩石三轴压缩强度；（28）流变性；（29）蠕变；（30）松弛； （31）弹性后效；（32）岩石长期强度；（33）强度准则。 2．岩石颗粒间连接方式有哪几种？ 3．何谓岩石的水理性？水对岩石力学性质有何影响？ 4．岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看，岩石材料可分为哪些类型？ 5．岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。 6．简述循环荷载条件下岩石的变形特征。 7．简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。 8．岩石的弹性模量与变形模量有何区别？ 9．岩石各种强度指标及其表达式是什么？ 10．岩石抗拉强度有哪几种测定方法？在劈裂法试验中，试件承受对径压缩，为什么在破坏面上出现拉应力破坏？ 11．岩石抗剪强度有哪几种测定方法？如何获得岩石的抗剪强度曲线？ 12．岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响？哪一种状态下的强度较大？ 13．简述影响岩石单轴抗压强度的因素。 14．岩石典型蠕变可划分为几个阶段，图示并说明其变形特征？ 15．岩石流变模型的基本元件有哪几种？各有何特征？
岩石力学考试的题目复习重点
岩石力学考试重点题型分析 第一题：对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系 第二题：填空题 1.根据结构面的成因，通常将其分为三种类型：原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度，中间的是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧（巷）道轴线方向一般应与最大主应力平行（一致）。弹性应力状态下，轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关，应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性，而且也具有流变性质，岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的，应力第一不变量I1=＿＿。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。
9.岩坡的失稳情况，按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑。 第三题：简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面？ 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6．岩石的强度指标主要有哪些？各指标是如何定义的？ 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面？ 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。 第四题：论述题 1.结合下图，说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中：①不按块体极限状态计算的等K 法；②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路（块体中各种作用力可以用符号代表）（图见书上424页图8-14a ）（第四题） 2. 推导平面问题的平衡微分方程 （图见书上181页图4-2） 3. 根据莫尔—库仑强度理论，推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式： φ φσσsin 1sin 1+-= c t 第五题：计算题： 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/m 3，比重80.2=s G ，天然含水量%80=ω，试计算该岩样的孔隙率n ，0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ
岩石力学总结
第一章 岩块：是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 结构面：是指地质历史发展过程中，在岩体内部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。（结构面根据地质成因不同分为原生，构造和次生结构面）（结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质及盈利传递等都有显著地影响） 岩体：是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存予一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 第三章 渗透系数的物理意义是介质对某种特定流体的渗透能力，岩石的参透系数表征的就是岩石对水的渗透能力，其取决于岩石的物理性质和结构特征例如岩石中孔隙和裂隙的大小 岩石遇水后体积增大的特性成为岩石的膨胀性 岩石的膨胀性大小主要通过膨胀力和膨胀率两个指标来体现，测定方法由平衡加压法，压力恢复法和加压膨胀法 第四章 弹性指物体在外力作用下发生变形，而当撤除外力后能够恢复原状的性质（线性，非线性） 塑性是指物体在外力的作用下发生不可逆变形的性质 脆性是指物体在力的作用下变形很小时即发生破坏的性质 延性是指物体在力的作用下破坏前能够发生大量的应变的性质，其中主要是塑性变形 黏性指的是在力的作用下物体能够抑制瞬间变形，使变形因时间效应而滞后的性质 岩石单轴压缩试验的目的：通过测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的应变值，绘制应力-应变曲线，分析岩石的变形特性，并计算岩石的变形指标 岩石的应变可分为三种：轴向应变εa(试样沿压力方向长度的相对变化)、横向应变εc（试样在垂直于压力的方向上长度的相对变化）和体应变εv（试样体积的相对变化） 岩石典型的全应力-应力曲线：1.微裂隙闭合阶段（OA段）2.弹性变形至微破裂稳定发展阶段（ABC 段）3.裂隙非稳定发展和破坏阶段（CD段）4.破坏后阶段（D点以后） 岩石典型的全应力-应力曲线决定于岩石的矿物质成分和结构特征 岩石记忆：逐级一次循环加载条件下，其盈利-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸过程并未改变岩石变形的习性，这种现象成为~ 回滞环：每次加荷、卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积，成为~ 疲劳强度：岩石的破坏产生在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程交点处。这时的循环加、荷试验所给定的应力，成为疲劳强度。 岩石流变力学特性主要包括以下几个方面：（1）蠕变现象：当应力保持恒变时，应变随时间逐渐增长的过程（2）应力松弛：当应变保持恒定时，应力随时间逐渐减小的过程（3）流动特征：时间一定时，应变速率与应力大小的关系（4）长期强度：在长期何在持续作用下岩体的强度 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 蠕变分为稳定蠕变和非稳定蠕变稳定蠕变型是岩石在较小的恒定应力作用下，变形随时间增加到一定程度后就趋于稳定，最后变形保持一个常数，不在随时间增大。非稳定蠕变型是岩石承受的恒定荷载比较大，当超过某一临界值时，变形随时间的增加不仅不会保持常数，反而变形速率逐渐增加，最终导致岩体的整体失稳破坏了 一个典型的非稳定型蠕变曲线分为瞬间弹性变形阶段、一次蠕变阶段、二次~、三次~ 岩石的强度是指岩石对荷载的抗力，或者成为岩石抵抗破坏的能力 岩石的强度有：抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。抗剪强度又有抗剪断强度，抗切强度和弱面的剪切强度三种。 岩石的破坏形式：脆性、延性、弱面剪切破坏 岩石的抗压强度是指岩石试件在单轴压力作用下，抵抗破坏的极限能力，他在数值上等于破坏时的最大压应力
山大《岩石力学》模拟123
山东大学岩石力学课程试卷( A ) 一．填空题 1. 岩石按成因可分为三大类：，，。 2. 测量岩石抗拉强度目前常用的四种方法是： ，，，。 3. 某钻孔的长度为250cm，其中岩芯采取总长度为200cm，而大于10cm的岩芯总长度为157cm，则岩芯取样率为，RQD为。 4. 岩体的初始应力测量分直接测量和间接测量，其中直接测量法包括：， ，，；间接测量法包括：，，，，。 5. 洞室开挖后所产生的围岩压力是由与共同承担。 1、岩浆岩、沉积岩、变质岩 2. 直接拉伸法、抗弯法、劈裂法（或巴西法）、点荷载试验法 3. 80％，63％ 4. 直接测量法：扁千斤顶法，水压致裂法，刚性包体应力计法，声发射法间接测量法：应力解除法，应变解除法，松弛应变法，孔壁塌落法，地球物理探测法 5. 岩体、支护结构 二、选择题： 1. 大部分岩体属于。（） （D）非均质、非连续、各项异性材料 2. 在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。（） （D）h/d的值和磨擦力的值都较小 3. 由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（）。 （B）延性材料 4. 剪胀（或扩容）发生的原因是由于（） （B）压应力过大引起的 5. 劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（）。 （D）剪切强度 6. 格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（）。 （A）拉应力引起的拉裂破坏 7. 岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。 （C）岩体为非均质材料 8. 岩体的尺寸效应是指（）。 (A) 岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 9. 在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（）。 C）5~15MPa 10. 初始地应力主要包括（）。 （C）自重应力和构造应力 三、名词解释 1. 裂隙度是指沿着取样线方向，单位长度上节理的数量。 2. 岩体的初始应力是指岩体在天然状态下所存在的内在应力，在地质学中，通常又称它为地应力。
高等岩石力学试题答案1
1. 简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理论进行简要评述。 答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点，并且受水力学作用显著。在地表部分，岩石的破坏为脆性破坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不深入，故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a. Coulomb-Navier 准则 Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏，它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即： ?στtan +=C 式中?为岩石材料的内摩擦角，σ为正应力，C 为岩石粘聚力。 b. Mohr 破坏准则 根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点，莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即： ()στf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式，具体视实验结果而定。 虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论，并得到了双剪统一强度理论： () 3211t b b σσσασ=+--α ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数，是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里，上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。 (2). 屈服强度准则 a. Tresca 屈服准则