《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

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岩石力学蔡美峰版 读书笔记

岩石力学蔡美峰版 读书笔记

岩石力学蔡美峰版读书笔记第一章绪论;1.构造地质学的研究对象与内容;构造地质学是地质学的一门分支学科,主要研究由内动;构造地质学研究的范围大至几百、上千千米乃至全球规;不同尺度的地质构造各有其不同的研究任务和研究方法;构造地质学的主要任务是要对各种变形地质体即褶皱、;1.构造地质学主要以各种地质构造的产状、形态、规;布和组合及其演化历史为研究对象,进而探讨产生地质;2.构造地质学第一章绪论1. 构造地质学的研究对象与内容构造地质学是地质学的一门分支学科,主要研究由内动力地质作用所形成的各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、形成机制,分布和组合规律及其演化历史,并进而探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规律和动力来源。

同时,地质构造学还要研究沉积岩在沉积过程和成岩过程中所形成的原生构造以及沉积岩岩层的产状和底层的基础关系等。

地质构造指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生变形、从而形成的各种构造,如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。

构造地质学研究的范围大至几百、上千千米乃至全球规模,即整个地球的结构以及地壳的巨大单元,如大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展;小到组成岩石圈内各种变形地质体的空间组合和分布规律及构造特征,即一定范围的露头上或手标本上;更小则到岩石或矿物的内部组构等,需要借助显微镜才能观察,在深度上,则涉及从地壳表层至地幔深部不同层次的构造现象。

因此,对地质构造的观察研究,可以按规模大小划分为许多级别,称为“构造尺度”。

构造尺度的划分是相对的,一般把构造尺度划分为巨、大、中、小、微以至超显不同尺度的地质构造各有其不同的研究任务和研究方法,例如小尺度或中尺度的构造地质学的主要任务是要对各种变形地质体即褶皱、断裂、面理和线理等构造现象进行识别、描述和成因解释。

1.构造地质学主要以各种地质构造的产状、形态、规模、形成条件、形成机制、分布和组合及其演化历史为研究对象,进而探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规律和动力来源。

岩石力学与工程复习资料

岩石力学与工程复习资料
12、 柔性材料机:传统的试验机就是柔性试验机,这类试验机的刚 度不够大, 由于试验机的刚度不够大, 在试验过程中试件受压, 试验机框架受拉, 试验机受拉产生的弹性变形以应变能的形式储 存在机器中, 当施加的压缩应力超过岩石的抗压强度后, 试件破 坏, 此时, 试验机架迅速回弹, 以便返回其原始位置, 并将其内 部储存的应变能释放到岩石试件上, 从而引起岩石试件的急剧破 裂和崩解 。如果没有储存大的应变能储存于试验机内, 就不会引 起试件的突发性破坏 。
=c+σtanΦ 式中: 为剪切面上的剪切力(剪切强度); 为剪切面上的正应力, c 为粘结力(或内聚力), 为内摩擦角 。
如果应力圆上的点落在强度曲线 AL之下, 则说明该点表示的应力还 没有达到材料的强度值,故材料不发生破坏;如果应力圆上的点超出 了上述区域,则说明该点表示的应力已超过了材料的强度极限并发生 破坏; 如果应力圆上的点正好和强度曲线 AL相切,(图中 D点), 这 说明材料处于极限平衡状态,此时岩石所产生的剪切破坏可能在该点 所对应的平面(指其发线方向)间的夹角 (称为岩石破断角)
。 总结: 在线弹性材料中, 变形模量等于弹性模量 。在弹塑性材料
中, 当材料屈服后, 其变形模量不是常数, 它与荷载的大小和方
向有关 。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, 表示对应改点应力的变形模量
17、结构面: 不同成因、不同特性的地质界面统称为结构面 。
18、影响岩体力学性质的基本因素有: 结构体(岩石)力学性质, 结
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岩石力学与工程复习资料
其物理意义: f=στ =σc+tanΦ 更简便的经验公式: f=1R0c --Rc/MPa (4)自然平衡拱的洞顶岩体只能承受压应力,不能承 受拉应力 。 公式: 岩石坚固性系数: f=1σ0c 为了计算简便.还将此公式写为 f=tanΦ 1、自然平衡拱的形状 先假设拱为二次曲线, 拱上任一点 M 弯矩为 0:

岩石力学与工程蔡美峰课后习题答案重点总结

岩石力学与工程蔡美峰课后习题答案重点总结

岩石力学与工程蔡美峰课后习题答案重点总结代表达到峰值强度时,积累在岩石试件中的应变能,右边CED 代表试件从破坏到破坏整个过程所消耗的能量。

如果A>B,可能产生岩爆,如果A〈B,则不会产生岩爆。

(b)预测蠕变破坏:当岩石应力小于II点的应力值,岩石不会发生蠕变,当岩石应力大于II 点而小于I点,岩石会发生蠕变,但蠕变为稳定蠕变,岩石不会破坏,当岩石应力大于I点,则岩石会发生不稳定蠕变,岩石最终会破坏。

(c)预测循环加载条件下岩石的破坏。

当岩石在低应力条件下,进行反复加载卸载,岩石破坏时的循环次数比高应力条件下进行反复加载卸载的循环次数要多。

当反复加载卸载曲线与全应力应变曲线相交,则岩石破坏。

在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化?(1)随着围压(。

2二。

3)的增大,岩石的抗压强度显著增加;(2)随着围压(o2二。

3)的增大,岩石破坏时,岩石的变形显著增加;(3)随着围压(。

2二。

3)的增大,岩石的弹性极限显著增加;(4)随着围压(□2=03)的增大,岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变,岩石的性质发生了变化,由弹脆性一-弹塑性-一应变硬化。

抗压强度显著增加;什么是莫尔强度包络线?三轴抗压强度实验得出:对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件(不同的围压时的最大轴向压力值)给出了几乎恒定的强度指标值(直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角)。

这一强度指标以莫尔强度包络线的形式给出。

如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线?在不同围压条件下得出不同的抗压强度,因而可以做出不同的莫尔应力圆,这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。

岩石的抗剪强度与剪切面所受正应力有什么关系?绘图简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征。

在单轴压缩条件下,岩石的应力-应变曲线如图。

全应力-应变曲线可分为四个阶段:孔隙裂隙压密阶段(0A):岩石试件中的孔隙裂隙被压密,形成早期的非线形变形,o应变曲线近似为直线。

其中AB段为弹性变形阶段,BC段为微破裂稳定发展阶段。

岩石力学总复习

岩石力学总复习

内蒙古科技大学岩石力学总复习(适用于由蔡美峰主编的岩石力学与工程)1、岩石力学是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的科学。

2、岩石力学的研究方法:工程地质研究方法、科学实验方法、数学力学分析方法、整体综合分析方法。

(工科数整)3、岩石的吸水性指标:吸水率、饱水率、饱水系数。

4、岩石的软化性:是指岩石在饱水状态下其强度相对于干燥状态下降低的性能。

5、岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力称为岩石的强度。

6、试件在单轴压缩荷载作用下破坏时,在测件中可产生四种破坏形式(岩石破坏有几种形式):(1)X状共轭斜面剪切破坏;(2)单斜面剪切破坏;(3)拉伸破坏;(4)塑性流动变形。

7、岩石变形有弹性变形、塑性变形和粘性变形三种。

8、岩石的横向应变与纵向应变的比值称为泊松比。

9、影响岩石力学性质的因素很多,如水、温度、风化程度、加荷速率、围压的大小、各向异性等,对岩石的力学性质都有影响。

10、岩石中的水的赋存形式:一种称之为结合水或束缚水,一种为重力水或称为自由水,它们对岩石力学性质的影响,主要体现在:连接作用、润滑作用、水楔(xie)作用、孔隙压力作用、溶蚀及潜蚀作用等。

11、不同成因、不同特性的地质界面统称为结构面。

12、软弱结构面-Ⅰ级岩体结构;坚硬结构面-Ⅱ级岩体结构。

13、结构面是具有一定方向、延展较大而厚度较小的二维面状地质界面。

14、根据结构面的形成原因,其可分为:原生结构面、构造结构面及次生结构面。

15、原生结构面包括所有在成岩阶段所形成的结构面。

根据岩石成因的不同,可分为沉积结构面、火成结构面及变质结构面三类。

16、地下水对岩体的物理作用:润滑作用、软化和泥化作用、结合水的强化作用。

17、影响岩体分类的因素:①岩石的质量;②岩石的完整性;③结构面条件;④岩体及结构面的风化程度;⑤地下水的影响;⑥地应力。

18、工程岩体分类方法:①普氏分类法;②单轴压应力分类;③按岩体完整性系数分类;④按岩芯质量指标分类;⑤以弹性波速度分类;⑥RMR分类;⑦巴顿岩体质量分类。

《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《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就是存在于地层中得为受工程扰动得天然应力。

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得松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体得总称。

工程软岩:工程力作用下能产生显著性变形得工程岩体。

声发射:材料在受到外载荷作用时,其内部贮存得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得各种工程。

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得周围岩体。

锚喷支护:锚杆与喷射混凝土联合支护得简称。

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得临空面。

岩石:自然界各种矿物得集合体,就是天然地质作用得产物。

容重:岩石单位体积得重量。

根据含水情况将岩石得容重分为天然容重、干容重、饱与容重。

孔隙性:天然岩石中包含着数量不等、成因各异得孔隙与裂隙。

孔隙率:指岩石孔隙得体积与岩石总体积得比值,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、与闭孔隙率。

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得性质。

包括岩石得吸水性、透水性、软化性与抗冻性。

岩石强度:岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受得最大应力。

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得最大压应力。

岩石破坏形式:x状共轭斜面剪切破坏。

这种破坏形式就是最常见得破坏形式;单斜面剪切破坏。

这两种破坏都就是由于破坏面上得剪应力超过极限引起得。

拉伸破坏:横向拉应力超过岩石抗拉极限引起得。

流变破坏:岩石得三轴抗压强度:岩石在三向荷载作用下,达到破坏时所能承受得最大压应力。

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:试验所获得得强度指标值可以用做岩石分级得一个指标。

点载荷实验装置就是便携式得,可带到岩土工程现场去做实验。

岩石力学与工程

岩石力学与工程

岩石力学与工程岩石力学与工程是一门研究岩石的力学性质和在工程中的应用的学科。

它涉及到岩石的结构和性质,岩石力学实验技术,以及岩石在矿物加工,建筑结构,地质勘查,水利工程,排水系统,桥梁,隧道,路面和其他建设等方面的应用。

岩石力学包括研究岩石的力学性质,以及岩石在重力加速度,温度,温度,流动性等外部因素的影响。

这种外部环境的影响会影响岩石的坚硬度、抗压强度以及对不同外部施力的反应。

为了更好地研究岩石的力学性质,需要对这些外部环境因素进行深入调查,并建立适当的模型来模拟它们。

岩石力学实验技术是研究岩石力学特性的实验方法,其目的是评估岩石的力学特性,并对岩石的力学性质进行分析,从而对岩石的应用提出更准确的方案。

岩石力学实验技术包括拉伸实验,抗压实验,弯曲实验,运动学实验,柔韧性实验,以及其他实验,例如应力完整性实验,抗裂性实验,以及原位测试等。

所有这些实验都可以帮助我们更好地了解岩石的力学性质,从而能够制定更加有效的工程方案。

岩石在工程中的应用岩石被广泛应用于矿物加工、建筑结构、地质勘查、水利工程、排水系统,桥梁、隧道、路面建设等领域。

针对不同应用,建筑师需要考虑岩石的强度,坚硬度,密度,摩擦系数,抗高温性,耐冲击性,耐水曝气性,耐磨性,耐化学侵蚀性等参数,这些参数都与岩石的本质和力学特性有关,因此必须充分研究岩石的力学特性,以便更好地应用岩石。

岩石力学及其在工程中的应用是一门重要的学科,它研究岩石本质性质以及在不同应用领域的应用,为工程建设提供了重要依据。

此外,岩石力学实验技术也可以帮助我们更准确地了解岩石的力学特性,从而更准确地应用岩石。

因此,岩石力学及其在工程中的应用是一个十分重要的学科,为工程建设提供了重要依据,可以给我们带来更好的生活环境和更安全的娱乐环境。

岩石力学 蔡美峰 东大10采矿习题课全部

岩石力学 蔡美峰 东大10采矿习题课全部

第三章 岩体力学性质
难点: 1、结构面的力学效应。 2、岩体的变形特征;
3、岩体的力学特征
关键术语:结构面;原生结构面;构造结构面;次 生结构面;粗糙度;结构面的剪切变形;结构面的抗 剪强度;岩体结构,岩体强度,准岩体强度;岩体变 形,岩石RQD质量指标;完整性系数
第三章 岩体力学性质-习题
1. 对于粗糙起伏无充填的不规则的锯齿状结构面而言,当结构 面粗糙程度相同时,作用于结构面法向应力越大,则剪胀 角( C ) (A)等于零(B)越大(C)越小(D)不变 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 3.影响岩体力学性质的基本因素( ABCD )。 (A)结构体的力学性质(B)结构面的力学性质 (C)岩体结构力学效应(D)环境因素
第四 地应力及其测量
内容回顾:
1、地应力测量的必要性 2 、地应力直接测量法 3、 地应力间接测量法
第四章 地应力及其测量
了解
地应力测量的必要性,地应力形成的原因及地应力分 布规律。
重点难点:
1、岩体初始应力场的构成;
2、重力应力场和构造应力场的特点; 3、原岩应力场的分布状态; 4、应力解除法的基本原理。 5、直接测量法和间接测量法
第四章 地应力及其测量-习题
4.下列关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的? ( B )。 (A)垂直应力一定大于水平应力 (B)构造应力以水平应 力为主 (C)自重应力以压应力为主 (D)自重应力和构造应力 分布范围基本一致 5.如果不实行测量而想估计岩体的初始应力状态,则一般假设 侧压力系数为下列哪一个值比较好?( B ) (A)0.5(B)1.0(C)<1(D)>1

《岩石力学》复习总结资料(考试用)

《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。

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《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。

缺点是要根据经验公式进行换算。

抗拉强度:岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。

拉伸试验分为直接试验和间接试验两类。

间接试验著名的有劈裂试验。

抗拉强度一般为抗压强度的1/4到1/25平均为1/10。

岩石的变形:岩石在外力或其他物理因素作用下发生形状或体积的变化。

弹性、塑性、粘性、脆性、延性。

扩容:岩石在载荷作用下,在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。

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现象。

弹性模量:应力与应变的比率。

泊松比:岩石的横向应变与纵向应变的比值。

泊松比将随应力的增大而增大,直到0.5停止。

滞回效应:卸载曲线不走加载曲线的路线滞回曲线:在反复作用下岩石的荷载-变形曲线记忆性:岩石在荷载超过上一次循环的最大荷载以后,变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升,好像不曾受到反复加载的影响似的,这种现象称为岩石的记忆性。

塑形滞回环:加载曲线与卸载曲线所形成的环。

水楔作用:当两个矿物颗粒靠的很近,有水分子补充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸着力将水分子拉到自己周围,在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入的现象结构面:不同成因、不同特性的地质界面的统称。

原生结构面、构造结构面、次生结构面、整合面、不整合面、层理、劈理、节理、断层、结构体:被各种结构面切割而成的岩石块体。

岩体结构:不同类型的岩体结构单元在掩体内的组合、排列形式称为岩体结构。

岩体结构单元:结构体和结构面。

裂隙度:沿取样线方向单位长度上的节理数量。

切割度:岩体被节理割裂分离的程度。

结构面的力学性质:法相变形、剪切变形、抗剪强度。

为什么岩体的力学性质和岩石不同是因为结构面的存在。

水力学性质:岩石的渗流特性及在渗流作用下所表现出的力学性质。

质量指标(RQD):长度在10cm(含10cm)以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。

地应力方法:直接测量法扁千斤顶法、刚性包体应力计法、水压致裂法、声发射法。

间接测量法:全应力解除法、局部应力解除法、孔径变形法、孔底应变法、孔壁应变法、空心包体应变法、实心包体应变法。

流变:材料的应力-应变关系与时间因素有关的性质,材料变形过程中具有时间效应的现象称为流变现象。

包括蠕变、松弛、弹性后效。

弹性后效:材料在弹性范围内受某一不变载荷作用,其弹性变形随时间缓缓增长的现象岩石强度理论:研究岩石在各种应力状态下的强度准则的理论。

表征岩石在极限应力状态下的应力状态和岩石强度参数之间的关系数值分析常用方法:有限元法、边界元法、有限差分法、加权余量法、离散元法、刚体元法、不连续变形分析法、流形方真三轴:真三轴加载试件为立方体,1为主应力,23为侧向压力,六个面均受摩擦力,对实验结果影响很大。

伪三轴加载试件为圆柱体;轴向压力1的加载方式和单轴压缩试验时相同,但由于有了侧向压力,其加载时的端部效应比单轴加载时要轻微的多。

侧向压力23相同,侧向压力均匀的施加到试件中。

刚性试验机:由于传统试验机的刚度不够大,在试验过程中试件受压,试验机受拉,试验机产生的弹性变形以应变能的形式存在机器中,当施加的压缩应力超过岩石抗压强度后,试件破坏,机架迅速回弹,以便回到其原始位置,并将其内部贮存的应变能释放到岩石试件中,从而使试件急剧破裂和崩解。

而刚性试验机提高了自身刚度,机架变形小,就不会引起试件的突发性破坏。

采用液压伺服系统,伺服系统有一个反馈信号系统,它检查当前施加的载荷是否事先确定的变形速度,否则它会自动调整施加载荷,以保持变形素的的恒定。

地下水对岩体的物理作用:1.润滑作用,使岩体的摩擦角减小;软化和泥化作用,使岩体的力学性能降低,内聚力和摩擦角值减小。

主要表现在对岩体结构面中充填物的物理性状的改变上,岩体结构中充填物随含水量的变化,发生由固态向塑态直至液化的弱化效应;结合水的强化作用,处于非饱和带的岩体中的有效应力大于岩体的总应力,强化了岩石的力学性能。

有限元步骤:确定计算模型,根据对称性、材料性质和所关心部位的边界尺寸等确定计算模型;划分单元;选择位移函数;建立单元刚度矩阵,并进行坐标转换;形成总体刚度矩阵;载荷等效移置,确定节点力列阵;列出有限元基本方程,并根据已知位移对方程进行修正;求解总体方程,可获得节点位移;利用几何关系和物理方程计算单元的应变和应力;绘制计算结果图,以便直观了解分析结果,给出定量的评价。

维护岩石地下工程稳定的基本原则:合理利用和充分发挥岩体强度;改善围岩应力条件;合理支护;强调监测和信息反馈。

地应力的组成地应力是存在于地层的未受扰动的天然应力。

构造应力场和重力应力场是主要组成还有比如:大陆板块边界受压引起的应力场;地幔热对流引起的应力场;由地心引力的应力场;岩浆侵入引起的应力场;地温梯度引起的应力场;地表剥蚀产生的应力场。

基本规律: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水平应力普通大于垂直应力;4平均水平与垂直应力的比值随深度增加而减小;5最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系;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还受地形、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。

影响岩石力学性质的因素?影响岩石力学性质的因素有试件尺寸、试件形状、试件三维比例、湿度、水、温度、风化程度、加载速率、围压大小、各向异性等。

试件尺寸增大,岩石强度值降低。

宽高比大的试件比宽高比小的试件所测得强度指标值要高。

湿度大的岩石强度值会降低。

1.水。

水对岩石力学性质影响主要体现在以下五个方面:1)连结作用。

束缚在矿物表面的水分子通过其表吸引力作用将矿物颗粒拉近,接紧,起连结作用;2)润滑作用。

导致颗粒间连洁力减弱,摩擦力减低,水起到润滑剂的作用;3)水楔作用。

一是使岩石体积膨胀,二是水胶连结代替胶体及可熔盐连结,产生润滑作用,岩石强度降低;4)孔隙压力作用。

减小了颗粒间的压应力,降低了岩石的抗剪强度;5)溶蚀及潜蚀作用。

渗透水流动时溶解可溶物,并带走小颗粒,使岩石强度大大降低6)冻融胀缩作用;2.温度。

每增加100米温度升高3度,随着温度的增高,岩石的延性加大,屈服点降低,强度也降低;3.加载速度。

加载速率越快,测得的弹性模量愈大获得的强度指标值建议加载速率为0.5到1MPa/s加载时间为5到10分钟;4.围压。

随着受力状态的改变,其脆性与塑性是可以相互转化的;5.风化。

1岩石风化降低岩石结构面的粗糙程度并产生新的裂隙,分裂岩体;2风化过程中使矿物成分发生变化;3并使岩石的物理力学性质也随之发生改变,大大恶化了岩石的力学性质。

全应力-应变曲线应用:.全面显示岩石在受压破坏过程中的应力、应变特征,特别是破坏后的强度与力学性质变化规律;1.预测岩爆。

如图,以峰值强度C为界,可以分为左右两部分。

左半部分面积(A)表示达到峰值强度时试件内部积累的应变能,右半部分面积(B)如图,表示从从破裂到整个破坏消耗的能量。

若A>B,说明岩石破坏后还剩余一部分能量,这部分能量突然释放就会发生岩爆。

若A单轴压缩条件下岩石变性特征1)孔隙裂隙压密阶段(OA段)试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合,岩石压密,形成早期的非线性变形,曲线呈上凹型。

2)弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段(AC段)该阶段应力-应变曲线呈近似直线型,其中AB段为弹性变形阶段,BC段微破裂稳定发展阶段。

3)非稳定皮破坏阶段(CD)C点是岩石从弹性变为塑性的转折点。

称为屈服点。

进入本阶段,微裂隙的发展发生了质的变化,破裂不断发展直至试件完全破坏。

试件由体积压缩转为扩容,轴向应变和体积应变速率迅速增大。

4)破裂后阶段(D点以后段)岩块承载力达到峰值强度后,其内部结构遭到破坏,但时间基本保持整体状。

到本阶段,裂隙快速发展,交叉且相互联合形成宏观断裂面,试件承载力随变形增大迅速下降,但并不降到零,说明破烈的岩石仍具有一定的承载力。

地下水对岩体的影响1)地下水对岩体的物理作用:润滑作用、软化和泥化作用、结合水的强化作用。

2)地下水对岩体的化学作用:水和岩体之间的离子交换、溶解作用、水化作用、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用、沉淀作用以及超渗透作用。

3)地下水对岩体的力学作用:主要通过空隙静水压力和空隙动水压力作用对岩土体的力学性质施加影响,前者减小岩土体的有效应力而降低岩土体的强度,在裂隙岩体中的空隙静水压力可使裂隙产生扩容变形;后者对岩土体产生切向的推力以降低岩土体的抗剪强度。

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