重庆大学2014岩石力学二865
(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rdw m m w =w m 表示岩石中水的质量，岩石的烘干质量rd m 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drdr o a m m m w -=. dr m 为岩石烘干质量，o m 为岩石浸水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。
A dxdh k q x = K 为岩石的渗透系数，h 为水头的高度，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。
《岩石力学》习题库及答案
练习题一、名词解释：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。
3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。
6、平面应力问题：某一方向应力为0。
（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。
3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。
4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。
2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。
3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4．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。
5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。
2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。
6、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。
1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。
(完整版)岩石力学试题
中国矿业大学2010～2011学年第 2 学期《矿山岩体力学》试卷（A）卷一、名词解释（20分，每题2分）1、岩体：是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
2、体力：分布在物体整个体积内部各个质点上的力，又称为质量力。
3、结构面：在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界面称为结构面。
4、岩石的孔隙度：是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。
5、岩石的软化系数：是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。
6、岩石强度：岩石在各种荷载作用下破坏时所能承受的最大应力。
7、破坏准则：用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，是在极限状态下的“应力—应力”关系。
8、岩石的弹性：指卸载后岩石变形能完全恢复的性质。
9、岩石的流变性：指岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质。
10、地应力：指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。
也称原岩应力、初始应力。
二、单项选择题（30分，每题2分）1、下列那个不是矿山岩体力学的特点（B ）A）工程支护多为临时结构物B）只关心岩石在弹性阶段的力学性质C）工作面不断移动D）煤岩经常受瓦斯气体作用与影响2、围压对岩石极限强度（峰值强度）有较大影响，随着围压的增加，岩石的三轴极限强度将（B ）A）减小B）增大C）不变D）不一定增大3、在岩石的室内单轴压缩试验中，对同一岩石试样所进行的试验中，如其余的条件均相同，则下列试样强度最高的是（ A ）A）圆柱形试件B）六角菱柱形试件C）四角菱柱形试件D）三角菱柱形试件4、岩石的破坏形式不取决于下列哪个（C ）A）岩石的性质与结构面性质B）岩石受力状态有关C）岩石强度D）岩石环境条件5、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（C ）A）线荷载不通过试件的直径B）试件含有裂隙C）破坏面必须通过试件的直径D）岩石试件为方形6、岩石的Griffith破坏准则是（B ）A）压破坏准则B）拉破坏准则C）剪破坏准则D）压剪破坏准则7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线，实际中对于给定的岩石是否存在下图中的应力圆3（ C ）A）很定存在B）不一定C）不存在D）与所受外力有关8、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（C ）A）原生结构面B）构造结构面C）张性结构面D）次生结构面9、岩体强度受（D ）控制A）岩块强度B）结构面强度C）岩块和结构面强度D）岩块和结构面强度及其组合方式10、岩体质量指标RQD分类是将钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，下列对该分类方法的评价哪个是错的（ C ）A）简单易行B）没有考虑节理方位的影响C）考虑了充填物的影响D）是一种快速、经济而实用的分类方法11、围岩作用于支护结构上的力称为（C ）A）支承压力B）围岩应力C）围岩压力D）采动应力12、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（C ）的岩石称为塑性岩石。
《岩石力学》全书复习资料
第一章 绪论1、岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论与应用科学；它是力学的一个分支；它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
2、岩石力学研究的目的：科学、合理、安全地维护井巷的稳定性，降低维护成本，减少支护事故。
3、岩石力学的发展历史与概况： （1）初始阶段（19世纪末—20世纪初）1912年，海姆（A.Hmeim ）提出了静水压力理论：金尼克（A.H.ΠHHHHK ）的侧压理论： 朗金（W.J.M.Rankine ）的侧压理论： （2）经验理论阶段（ 20世纪初—20世纪30年代）普罗托吉雅克诺夫—普氏理论：顶板围岩冒落的自然平衡拱理论； 太沙基：塌落拱理论。
4、地下工程的特点：（1）岩石在组构和力学性质上与其他材料不同，如岩石具有节理和塑性段的扩容（剪胀）现象等； （2）地下工程是先受力（原岩应力），后挖洞（开巷）； （3）深埋巷道属于无限域问题，影响圈内自重可以忽略； （4）大部分较长巷道可作为平面应变问题处理；（5）围岩与支护相互作用，共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移； （6）地下工程结构容许超负荷时具有可缩性； （7）地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力； （8）几何不稳定结构在地下可以是稳定的； 5、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素矿物：地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物； 结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况； 构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系；第二章 岩石力学的地质学基础 1、岩石硬度通常采用摩氏硬度，选十种矿物为标准，最软是一度，最硬十度。
这十种矿物由软到硬依次为：l-滑石； 2-石膏；3-方解石；Hγ1νλν=-H λγH λγ4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉； 9-刚玉；10-金刚石；2、解理：是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，裂开的光滑平面称为解理面。
《岩石力学教案》
岩石力学
主讲人：许 江
二OO九年五月十四日
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目录
绪论 第1章 岩石物理力学性质 第2章 岩体力学性质 第3章 地应力及其测量 第4章 岩石本构关系与强度理论
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第四章 岩石本构关系与强度理论 1 综述 2 岩石流变理论 3 岩石强度理论
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1 综述
1) 关于力、位移、应变和应力的习惯符号的规定 2) 岩石弹性力学问题中的基本方程 3) 岩石塑性本构关系
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1) 概述 基本概念 表示方法
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基本概念：
强度理论：研究岩体在各种复杂应力状态下的 破坏原因和破坏条件的理论。
强度准则：在外荷载作用下岩石发生破坏时， 其应力(应变)状态所必须满足的条件， 亦称为破坏准则或破坏判据。
强度曲线（面）：即在外荷载作用下岩石发生 破坏时，在主平面（主应力空间） 中表征其临界应力(应变)状态的的曲 线（曲面）。
组合方式－力学模型：
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本构方程： 蠕变方程： 弹性后效： （卸载效应）
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e 饱依丁－汤姆逊体 组合方式－力学模型 本构方程 蠕变方程
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组合方式－力学模型：
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本构方程： 蠕变方程： 卸载方程：
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蠕变曲线
基本性质：
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f 理想粘塑性体 组合方式－力学模型 本构方程 蠕变方程 卸载特性
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组合方式－力学模型：
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本构方程： 蠕变方程：
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i 宾汉姆体 组合方式－力学模型 本构方程 蠕变方程 松弛方程
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组合方式－力学模型：
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岩石力学期末考试试卷及答案
一、填空题【1】弹性体的特征：在外力作用下物体变形，当外力不超过一定限度时，除去外力后变形能完全恢复。
【2】弹性力学的平面问题包括：平面应力问题和平面应变问题；【3】变质岩分类包括片理状岩类（片麻状构造、片状构造、千枚状构造、板状构造）和块状岩类（块状构造）；【4】岩石的密度：岩石单位体积所具有的质量。
【5】岩石的容重：岩石单位体积所具有的重量。
【6】岩石的容重取决于：（1）岩石的矿物成分；（2）孔隙发育程度；（3）含水量【7】岩石强度：是指岩石在外荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大应力。
【8】岩石的三轴抗压强度：是指岩石在三围荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大压应力。
【9】三轴压缩试验的加载方式（1）真三轴加载；（2）伪三轴加载；【10】岩石的变形有：（1）弹性变形；（2）塑性变形；（3）黏性变形；【10】岩体的结构单元有：（1）结构面（坚硬结构面、软弱结构面）；（2）结构体（块状结构体、板状结构体）；【11】岩体的赋存环境包括：（1）地应力；（2）地下水；（3）地温；【12】根据结构面的成因不同分：（1）原生结构面（2）构造结构面（3）次生结构面【13】流变现象：是指应力-应变曲线与时间因素有关的性质，岩体在变形过程中有时间效应的现象。
【14】岩石的流变包括：（1）蠕变（当应力不变时，变形随时间的延长而增加的现象）；（2）松弛（当变形一定时，应力随时间的延长而减小的现象）；（3）弹性后效（当瞬间加载或卸载时，应变滞后于应力的现象）。
【15】围岩-支护共同作用：是指围岩与支护形成一个共同体，使其两者之间产生相互耦合和相互影响的情况。
【16】马克斯威尔体（本构方程、蠕变方程、松弛方程）和凯尔文体（本构方程、蠕变方程、弹性后效（卸载效应））的相关方程答：马克斯威尔体具有瞬间变形、等速蠕变和松弛的性质；凯尔文体具有弹性后效、稳定蠕变，没有松弛的性质；【17】岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。
岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。
矿山岩石力学
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第7页，本讲稿共22页
二、岩体的特征
1、岩体是非均质各向异性的材料。 2、岩体内存在着原始应力场。
主要包括重力和地质构造力，重力场是以铅垂应力为主 ，构造应力场通常是以水平应力为主。 3、岩体内存在着一个裂隙系统。
岩体既是断裂的又是连续的，岩体是断裂与连续的统 一体,可称之为裂隙介质或准连续介质。当岩体应力超过 其强度时，就会使原有断裂进一步扩展，形成新的断裂。 而旧断裂的扩展与新断裂的形成，又均会导致岩体内的应 力重新分布。
矿山岩石力学
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教材及参考书
1. 矿山岩体力学（主要教材） 高延法，张庆松主编.徐州:中国矿 业大学出版社，2000 2. 矿山岩石力学（主要教材、作业） 李通林等编著 重庆大学出版 社 1991年1月第1版 3. 岩石力学基础 耶格、库克 高教出版社 4. 矿山岩体力学 郑永学编著 冶金工业出版社 1988年10月第1版 5. 岩体力学，王文星编著 中南大学出版社 2004年10月第1版 6. 岩石力学与工程 蔡美峰主编 科学出版社 2004年8月第1版 7. 岩体力学 沈明荣主编 同济大学出版社 1999年3月第1版 8. 矿山岩体力学 高磊等编著 冶金工业出版社 1979年7 月第1版 9. 矿山岩石力学 华安增编著 煤炭工业出版社 1980年5月第1版
在此阶段更加深入地研究岩石的破坏机理。
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（3）经典理论阶段（20世纪30年代～60年代）
该阶段是岩石力学学科形成的重要阶段，岩石力 学以弹塑性理论为基础，将岩体视为弹塑性介质， 应用弹塑性力学方法来研究岩体的应力、应变和位 移，确定了一些经典计算公式，形成围岩和支护共 同作用的理论。结构面对岩体力学性质的影响受到 重视。在弹塑性分析的基础上引入流变理论，将某 些岩体视为带粘性的介质，考虑时间因素对岩体应 力、应变和位移的影响。
干湿循环作用下露天矿边坡岩石损伤能量演化分析
干湿循环作用下露天矿边坡岩石损伤能量演化分析陈绪新;付厚利;秦哲【摘要】水位升降对露天矿坑边坡岩石强度产生明显的弱化,因此,干湿循环对岩质边坡稳定性分析具有重要影响.通过不同干湿循环次数下的岩石单轴压缩试验,基于不可逆热力学损伤理论,分析外力总功、弹性能以及能量耗散之间的内在关系.实验表明:外部载荷对岩石所做总功,一部分转化为岩石弹性变形能,还有一部分以能量耗散的形式导致岩石发生不可逆的损伤.通过岩石室内试验,研究花岗岩力学性质变化规律,建立基于能量耗散原理的不同循环次数下花岗岩损伤演化方程.室内试验分析和理论研究表明,基于能量耗散原理建立的不同干湿循环效应下岩石损伤演化方程,可以较好地描述岩石的损伤演化.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)020【总页数】6页(P247-252)【关键词】干湿循环;指数关系;能量耗散;损伤演化【作者】陈绪新;付厚利;秦哲【作者单位】山东科技大学土木工程与建筑学院,青岛266590;山东省防灾减灾重点实验室,青岛266590;临沂大学建筑学院,临沂276000;山东科技大学矿业与安全工程学院,青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TU458.3岩石是一种非均质、不完全连续的多相结构，且内部结构较为复杂，含有大量的不规则裂隙、节理或断层。
岩石在外部环境各种因素的作用下内部结构不断发展变化，引起岩石损伤甚至失稳破坏。
同种岩石自然状态下和干湿循环作用具有不同的力学破坏方式；不同岩石由于岩石的各种组分对于水的敏感性不同，对干湿循环作用下的力学响应也不同。
但许多岩石遇水软化强度降低，产生变形破坏；特别是岩石长期处于水位升降的影响下，岩石的力学性质发生变化，对岩石强度、变形特征产生较大影响。
露天矿坑闭坑后，由于降雨或抽水导致水位的升降，边坡岩石常常处于干湿循环的状态，可能导致边坡失稳，因而越来越多学者对水岩作用下的岩石变化规律进行一系列的实验。