岩土力学课程教学教案 PPT课件
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岩土力学课程教学教案PPT课件
详细描述
在地基施工过程中，需要进行实时监测，及时发 现和解决潜在的问题，确保地基的稳定性和建筑 物的安全性。同时，对于高层建筑而言，还需要 考虑地震等自然灾害的影响，采取相应的抗震措 施。
边坡稳定性分析案例
• 总结词：边坡稳定性分析是岩土工程中常见的项目之一，需要考虑多种因素， 包括土壤性质、边坡角度、降雨等。
03
岩土力学中的问题分析方法
数值分析方法
有限元法
通过将连续的岩土体离散成有限个小 的单元体，利用这些单元体的平衡关 系来建立方程组，并求解该方程组得 到岩土体的应力、应变等参数。
有限差分法
将连续的岩土体离散成有限个小的差 分网格，通过差分近似代替微分，建 立离散的差分方程组，并求解该方程 组得到岩土体的应力、应变等参数。
• 详细描述：在边坡稳定性分析中，需要运用岩土力学的原理，对边坡的应力和 变形进行详细的分析和评估。同时，需要采取有效的措施，如边坡加固、排水 等，以提高边坡的稳定性。
• 总结词：边坡稳定性分析需要考虑多种因素，包括土壤性质、边坡角度、降雨 等，同时需要运用岩土力学的原理进行评估和设计。
• 详细描述：在边坡施工过程中，需要进行实时监测，及时发现和解决潜在的问 题，确保边坡的稳定性和施工安全。同时，对于高速公路、铁路等线性工程而 言，还需要考虑边坡的排水和防护问题，采取相应的措施确保工程的安全性和 稳定性。
高层建筑地基稳定性案例
总结词
高层建筑的地基稳定性是建筑物安全的重要保障 ，需要考虑多种因素，包括地质条件、土壤性质 、建筑物重量等。
总结词
高层建筑的地基稳定性需要考虑多种因素，包括 地质条件、土壤性质、建筑物重量等，同时需要 运用岩土力学的原理进行评估和设计。
详细描述
在地基施工过程中，需要进行实时监测，及时发 现和解决潜在的问题，确保地基的稳定性和建筑 物的安全性。同时，对于高层建筑而言，还需要 考虑地震等自然灾害的影响，采取相应的抗震措 施。
边坡稳定性分析案例
• 总结词：边坡稳定性分析是岩土工程中常见的项目之一，需要考虑多种因素， 包括土壤性质、边坡角度、降雨等。
03
岩土力学中的问题分析方法
数值分析方法
有限元法
通过将连续的岩土体离散成有限个小 的单元体，利用这些单元体的平衡关 系来建立方程组，并求解该方程组得 到岩土体的应力、应变等参数。
有限差分法
将连续的岩土体离散成有限个小的差 分网格，通过差分近似代替微分，建 立离散的差分方程组，并求解该方程 组得到岩土体的应力、应变等参数。
• 详细描述：在边坡稳定性分析中，需要运用岩土力学的原理，对边坡的应力和 变形进行详细的分析和评估。同时，需要采取有效的措施，如边坡加固、排水 等，以提高边坡的稳定性。
• 总结词：边坡稳定性分析需要考虑多种因素，包括土壤性质、边坡角度、降雨 等，同时需要运用岩土力学的原理进行评估和设计。
• 详细描述：在边坡施工过程中，需要进行实时监测，及时发现和解决潜在的问 题，确保边坡的稳定性和施工安全。同时，对于高速公路、铁路等线性工程而 言，还需要考虑边坡的排水和防护问题，采取相应的措施确保工程的安全性和 稳定性。
高层建筑地基稳定性案例
总结词
高层建筑的地基稳定性是建筑物安全的重要保障 ，需要考虑多种因素，包括地质条件、土壤性质 、建筑物重量等。
总结词
高层建筑的地基稳定性需要考虑多种因素，包括 地质条件、土壤性质、建筑物重量等，同时需要 运用岩土力学的原理进行评估和设计。
详细描述
[资料]岩土力学课件--第五章 土的抗剪强度-PPT课件
![[资料]岩土力学课件--第五章 土的抗剪强度-PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/993594d2aef8941ea76e055b.png)
2．广义密色斯理论
E 2 2 2 6 ( ) ( ) ( ) w 1 2 2 3 1 3 f 1 v
E——材料的弹性模量 ——材料的泊松比 v w f ——畸变能的极限值 ， w f ( I )( I ) f 1 1 1 2 3 3．莫尔——库伦理论 式中
3
1 3
(5-7)
( 1 sin ) ( 1 sin ) 2 c cos
1
岩土力学又因 故得源自2 sin 1 cos 1 sin 1 sin 1 sin 1 sin
1 3
1 sin 1 sin 2 c 1 sin 1 sin
若 c 0，即对洁净的砂土，则有
当
时，
2 tg 3 1 4 2 tg 2 3 1 4 2
0
2 c 1 3
2019/2/23
岩土力学
滑前边坡
原地面
滑动面 滑动面 图5-1 土坡滑动 图5-2 地基失稳
2019/2/23
岩土力学
二、工程中常见的强度问题 （1）土作为土工结构物的稳定性问题 如人工筑成的路堤，土坝的边坡以及天然土坡等的稳定性问 题。 （2）土作为工程结构的环境的问题 即土压力问题。这和边坡稳定问题有直接联系，若边坡较陡 不能保持稳定，又由于场地或其他条件限制而不允许采用平缓边坡 时，就可以修筑挡土墙来保持力的平衡。这类工程问题如挡土墙、 桥台、地下隧道等。 （3）土作为建筑物的地基问题，即地基承载力的问题。 三、土的抗剪强度测试方法 室内试验：应力状态被改变，取土过程受到干扰 原位测试：精度不高
（5-7）′
E 2 2 2 6 ( ) ( ) ( ) w 1 2 2 3 1 3 f 1 v
E——材料的弹性模量 ——材料的泊松比 v w f ——畸变能的极限值 ， w f ( I )( I ) f 1 1 1 2 3 3．莫尔——库伦理论 式中
3
1 3
(5-7)
( 1 sin ) ( 1 sin ) 2 c cos
1
岩土力学又因 故得源自2 sin 1 cos 1 sin 1 sin 1 sin 1 sin
1 3
1 sin 1 sin 2 c 1 sin 1 sin
若 c 0，即对洁净的砂土，则有
当
时，
2 tg 3 1 4 2 tg 2 3 1 4 2
0
2 c 1 3
2019/2/23
岩土力学
滑前边坡
原地面
滑动面 滑动面 图5-1 土坡滑动 图5-2 地基失稳
2019/2/23
岩土力学
二、工程中常见的强度问题 （1）土作为土工结构物的稳定性问题 如人工筑成的路堤，土坝的边坡以及天然土坡等的稳定性问 题。 （2）土作为工程结构的环境的问题 即土压力问题。这和边坡稳定问题有直接联系，若边坡较陡 不能保持稳定，又由于场地或其他条件限制而不允许采用平缓边坡 时，就可以修筑挡土墙来保持力的平衡。这类工程问题如挡土墙、 桥台、地下隧道等。 （3）土作为建筑物的地基问题，即地基承载力的问题。 三、土的抗剪强度测试方法 室内试验：应力状态被改变，取土过程受到干扰 原位测试：精度不高
（5-7）′
岩土力学课件
冰川沉积土
• 未经水流搬运，直接从冰层中搁置下来的 冰碛土。
• 其特点是：不成层，性质一般不均匀，可 作为土石坝的不透水材料，而化学胶结的 冰碛土具有很高的密实性，常常是极好的 建筑物地基。
• 冰水冲积土：由冰川融化水搬运、堆积在 冰层外围的冲积土，具有与河流冲积土类 似的性质，是优良的透水材料和混凝土骨 料
弹塑性模型分析法
Байду номын сангаас
3 地下水电站建设中的岩土工程
• 地下洞室的稳定判据：以岩体的屈服、变 形、状态作为判据
• 喷锚支护加固地下结构：锚杆、锚索、喷 射砼等
• 洞室群的施工优化：从全局出发，找出有 利于围岩稳定而且经济的优化施工方案
作用三：铁路建设中的岩土工程
• 铁路建设中的岩土工程包括岩土工程勘探、 路基、桥梁基础工程、隧道工程。
科学试验与理论分析相结合的方法
岩土力学的发展简史
• 岩土力学是一门既古老、 又新兴的学科，人类很早 就懂得广泛利用土进行工 程建设（我国的长城、南 北大运河）直到十八世纪 中叶，人类对土在工程建 设方面的特性，尚停留在 感性认识阶段。
土力学的发展简史
• 十八世纪产业革命后，提出了大量与土力 学有关的问题和不少成功的经验，特别是 一些工程事故的教训，迫切促使人们去寻 求理论的解释，并要求永通过实践检验的 理论来直到以后的工程实践。
• 岩体是受到各种性质的软弱面切割而成的 自然地质综合体。
• 岩体结构：包括结构面和结构体。
岩土力学研究的内容
• 对工程地质定性成果进行定量分析和计算 • 岩土体物力性质研究 • 岩土体的稳定性参数测试方法研究、现场大型力
学试验、应力和应变监测技术 • 岩土体中应力和应变的分布规律及岩土体和工程
岩石力学教案PPT课件
岩石的应力-应变关系
应力
指作用在岩石上的外力，包括压、 拉、剪等。
应变
指岩石在应力作用下发生的形变。
应力-应变曲线
描述岩石在受力过程中应力与应变 的关系曲线，通常呈现非线性的特 点。
岩石的破裂机制与强度准则
破裂机制
描述岩石在受力过程中如何达到破坏 状态的过程。
强度准则
用于预测岩石在不同应力状态下是否 会发生破坏的准则，如莫尔圆准则等 。
岩土体加固、滑坡治理等。
岩石力学的发展历程
19世纪初
20世纪80年代以来
岩石力学作为一门独立的学科开始形 成，最初的研究主要集中在岩石的强 度和变形特性方面。
数值计算和计算机技术的快速发展为岩 石力学提供了新的研究手段，推动了岩 石力学在理论和应用方面的深入研究。
20世纪50年代
随着工程建设的快速发展，岩石力学的 研究范围不断扩大，开始涉及到岩体的 稳定性分析、岩土工程设计等方面。
总结词
介绍岩石的变形和弹性模量，以及它们 对岩石力学性质的影响。
VS
详细描述
岩石的变形是指在外力作用下岩石发生的 形状变化，而弹性模量则表示岩石在受到 外力作用时抵抗变形的能力。变形和弹性 模量是衡量岩石力学性质的重要参数。一 般来说，变形较小、弹性模量较大的岩石 具有更好的承载能力和稳定性。
03 岩石的力学性质
岩石的强度准则是指岩石在 不同受力状态下的破坏准则 ，如库仑-纳维准则、莫尔库仑准则等。
能量守恒定律是自然界的基 本定律之一，它指出能量不 能凭空产生也不能凭空消失 ，只能从一种形式转化为另 一种形式。在岩石力学中， 能量守恒定律可以用来分析 岩石的破裂和变形过程。
05 岩石力学实验与案例分析
《岩石力学》(完整版)PPT课件
1.平行层面纵波波速大于垂直层面波速
平行层面波速/垂直岩层波速＝各向异性系数C C=1.08-2.28；多数：C=1.67 相当一部分：c=1.10
.
43
表3－6
.
44
•交通方面 ：北京道路面积4.4m2/人；东京11.3m2/ 人；伦敦21.3m2/人。
.
4
1.3 岩体力学的研究方法
研究方法：实验、理论分析与工程应用相结合
实验 理论
室内
岩块（拉、压、剪…） 模拟 收敛（表面位移）
野外 位移 应力
应变 绝对位移、相对位移（内部）
压力 连介
非连介
有限元
数值方法 离散元
VP0.3 51.88
.
34
.
35
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视
充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹 性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在 裂隙充水的情况下，声能有5％可以通过， 若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波 可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的 能力与弹性波的频率和振幅有关.
.
29
.
30
根据实验结果整理的岩体动弹性模量见表（3－2）
.
31
动弹性模量与静弹性模量的比值
• 一般来说，岩体越坚硬越完整，则差 值越小，否则，差值就越大。
• 根据对比资料的统计，动弹性模量比 静弹性模量高百分之几至几十倍，如 图3－4所示。
• 从动弹性模量的数字来看，多集中 在 1 51305 0130MP之a间。
.
12
（二）渗透性
在一定的水压作用下，水穿透岩石的能力。反映 了岩石中裂隙向相互连通的程度，大多渗透性可用达 西（Darcy）定律描述：
平行层面波速/垂直岩层波速＝各向异性系数C C=1.08-2.28；多数：C=1.67 相当一部分：c=1.10
.
43
表3－6
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44
•交通方面 ：北京道路面积4.4m2/人；东京11.3m2/ 人；伦敦21.3m2/人。
.
4
1.3 岩体力学的研究方法
研究方法：实验、理论分析与工程应用相结合
实验 理论
室内
岩块（拉、压、剪…） 模拟 收敛（表面位移）
野外 位移 应力
应变 绝对位移、相对位移（内部）
压力 连介
非连介
有限元
数值方法 离散元
VP0.3 51.88
.
34
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35
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
弹性波在岩体中传播时，遇到裂隙，则视
充填物而异。若裂隙中充填物为空气，则弹 性波不能通过，而是绕过裂隙断点传播。在 裂隙充水的情况下，声能有5％可以通过， 若充填物为其他液体或固体物质，则弹性波 可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的 能力与弹性波的频率和振幅有关.
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29
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30
根据实验结果整理的岩体动弹性模量见表（3－2）
.
31
动弹性模量与静弹性模量的比值
• 一般来说，岩体越坚硬越完整，则差 值越小，否则，差值就越大。
• 根据对比资料的统计，动弹性模量比 静弹性模量高百分之几至几十倍，如 图3－4所示。
• 从动弹性模量的数字来看，多集中 在 1 51305 0130MP之a间。
.
12
（二）渗透性
在一定的水压作用下，水穿透岩石的能力。反映 了岩石中裂隙向相互连通的程度，大多渗透性可用达 西（Darcy）定律描述：
《岩土力学》课件——第三章-土的渗透性及渗流
20
t=t1
t t+dt
t=t2
h2
水头 测管
开关
a
§3.2 土的渗透性 §3.2.3 渗透试验及渗透系数
2、 现场测定渗透系数 实验方法：井孔抽水
A=2πrh i=dh/dr
抽水量Q
观察井
r2 r r1
q Aki 2rh k dh
dr
q dr 2khdh r
积 分
井 地下水位≈测压管水面
vs：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度
n Av A
A > Av
q＝vA ＝ v
§3.2 土的渗透性 §3.2.2 土的层流渗透定律
适用条件：
层流（线性流）
岩土工程中的绝大多数渗流问 题，包括砂土或一般粘土，均 属层流范围
在粗粒土孔隙中，水流形态可 能会随流速增大呈紊流状态， 渗流不再服从达西定律。
dr dh
h1 h
h2
q ln r2 r1
k(h22
h12 )
k q ln(r2 / r1 )
h22 h12
不透水层 优点：可获得现场较为可 靠的平均渗透系数
缺点：费用较高，耗时较长
21
§3.2 土的渗透性 §3.2.3 渗透试验及渗透系数
3.影响渗透系数的主要因素
k f (土粒特性、流体特性）
z：位置水头 u/γw：压力水头 V2/(2g)：流速水头≈0
uA w
h1 zA
水头： h z u
w
0 测管水头
A
B L
基准面
Δh
uB
w h2
zB 0
A点总水头：
B点总水头：
水头差：
水力坡降：
t=t1
t t+dt
t=t2
h2
水头 测管
开关
a
§3.2 土的渗透性 §3.2.3 渗透试验及渗透系数
2、 现场测定渗透系数 实验方法：井孔抽水
A=2πrh i=dh/dr
抽水量Q
观察井
r2 r r1
q Aki 2rh k dh
dr
q dr 2khdh r
积 分
井 地下水位≈测压管水面
vs：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度
n Av A
A > Av
q＝vA ＝ v
§3.2 土的渗透性 §3.2.2 土的层流渗透定律
适用条件：
层流（线性流）
岩土工程中的绝大多数渗流问 题，包括砂土或一般粘土，均 属层流范围
在粗粒土孔隙中，水流形态可 能会随流速增大呈紊流状态， 渗流不再服从达西定律。
dr dh
h1 h
h2
q ln r2 r1
k(h22
h12 )
k q ln(r2 / r1 )
h22 h12
不透水层 优点：可获得现场较为可 靠的平均渗透系数
缺点：费用较高，耗时较长
21
§3.2 土的渗透性 §3.2.3 渗透试验及渗透系数
3.影响渗透系数的主要因素
k f (土粒特性、流体特性）
z：位置水头 u/γw：压力水头 V2/(2g)：流速水头≈0
uA w
h1 zA
水头： h z u
w
0 测管水头
A
B L
基准面
Δh
uB
w h2
zB 0
A点总水头：
B点总水头：
水头差：
水力坡降：
《岩石力学教案》课件
《岩石力学教案》PPT课件第一章：岩石力学概述1.1 岩石力学的定义岩石力学的定义和研究对象岩石力学的应用领域1.2 岩石的物理和力学性质岩石的物理性质岩石的力学性质1.3 岩石力学的研究方法实验研究理论分析和数值模拟第二章：岩石的力学行为2.1 岩石的弹性行为弹性模量和泊松比弹性应变和应力2.2 岩石的塑性行为塑性应变和应力岩石的屈服和破坏2.3 岩石的断裂行为断裂韧性和断裂强度断裂准则第三章：岩石的变形和强度3.1 岩石的变形线应变和切应变弹性变形和塑性变形3.2 岩石的强度压缩强度和拉伸强度剪切强度和抗弯强度3.3 岩石的流变行为粘弹性理论和流变模型岩石的长期强度和蠕变特性第四章：岩石力学实验4.1 岩石力学实验方法实验设备和原理实验步骤和数据采集4.2 岩石力学实验案例压缩实验剪切实验弯曲实验4.3 实验结果分析和讨论实验数据的处理和分析实验结果的可靠性和精度第五章：岩石力学在工程中的应用5.1 岩石工程中的岩石力学问题岩体支护和加固设计5.2 岩土工程中的岩石力学应用岩土工程的稳定性分析岩土工程的支护和加固技术5.3 采矿工程中的岩石力学应用矿山压力和岩层控制矿山支护和通风技术第六章：岩石力学数值模拟6.1 数值模拟方法概述有限元方法离散元方法有限差分方法6.2 岩石力学数值模型连续介质模型离散介质模型6.3 数值模拟案例分析岩体稳定性分析岩石破裂过程模拟第七章：岩石力学在地质工程中的应用7.1 地质工程中的岩石力学问题地质灾害防治7.2 地质工程中的岩石力学应用隧道工程基坑工程7.3 地球物理勘探中的岩石力学地震勘探地球物理测井第八章：岩石力学在土木工程中的应用8.1 土木工程中的岩石力学问题大坝和水库岩体稳定性道路和桥梁基础稳定性8.2 土木工程中的岩石力学应用岩体支护和加固岩体锚固技术8.3 地质灾害防治中的岩石力学滑坡防治岩体崩塌防治第九章：岩石力学在采矿工程中的应用9.1 采矿工程中的岩石力学问题矿山压力和岩层控制矿山支护和通风技术9.2 采矿工程中的岩石力学应用地下开采技术露天开采技术9.3 矿山安全与环境保护矿山安全评价矿山环境保护措施第十章：岩石力学的未来发展趋势10.1 岩石力学研究的新理论连续介质力学的发展非连续介质力学的研究10.2 岩石力学研究的新技术先进的测试技术数字图像分析技术10.3 岩石力学在可持续发展中的作用绿色岩石力学可持续岩石工程设计重点和难点解析重点环节1：岩石的物理和力学性质岩石的物理性质包括密度、孔隙度、渗透率等，这些性质对岩石的力学行为有重要影响。
课件-工程地质与岩土力学
二、一般了解 各类岩石的主要工程地质性质；地质构造的识别方法和在地质图上的表示方法；地形几何形态特和地貌成因类型；结构面的主要力学性质；水在岩石中的存在形式；地应力及地热的现象；天然建筑材料的场地选择与质量要求。
渐立巩懦墒串褒忽襄快敦埠画络泉蜀幽缨踪戊慢迭拿易培瘩庐歧装酮穗且(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
翘颤擦京倍佣备黑束阔色跟倚指收韩豹喳瘤渝强积翔蠢起钱暂瓮宫凑揩廖(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
考试题型分析
一、填空题 二、选择题 三、名词解释 四、问答题 五、计算题
丁诌妆浙腰婴绎资况刨憨委崎丹淮惶牛亿撅滚溶祈戚誊秸正懒胆喉炒掺儡(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
第三章 土的物理性质和工程分类
学习指导 一、重点掌握 1、土的物理性质指标的含义； 2、对密度、比重及含水量三个实测指标要重点理解； 3、对各指标的计算方法及指标之间的换算要搞清楚； 4、掌握无粘土及粘性土的状态指标及应用。
砌窍态东菠莱柬素介疵窟玻利宫返闰冤新戈由守匙智咎隆偏坪刘阎崇鹰责(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
卫唤绘夯淖爹匹胆距嚼狞涂孕径晕参拭抬法戌监纶淀蔗旺恕蛆鸯躯筷郡荆(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
7.土的压缩指标有（压缩系数）、（压缩指数）和（压缩模量）三种。 8. 岩石（体）的力学性质包括的岩石（破坏形式）、（强度）、（变形性质）及岩石的破坏准则。 9.土压力有（静止土压力）、（主动土压力）和（被动土压力）三种类型。 10.地震导致砂土液化的危害主要有（基础沉降和不均匀沉降）、（大面积喷水冒砂）、（地基承载力丧失）和岩土体失稳四个方面。
二、一般了解 区域稳定性的概念；区域稳定性的分析方法，区域稳定性的分级分区评价。
渐立巩懦墒串褒忽襄快敦埠画络泉蜀幽缨踪戊慢迭拿易培瘩庐歧装酮穗且(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
翘颤擦京倍佣备黑束阔色跟倚指收韩豹喳瘤渝强积翔蠢起钱暂瓮宫凑揩廖(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
考试题型分析
一、填空题 二、选择题 三、名词解释 四、问答题 五、计算题
丁诌妆浙腰婴绎资况刨憨委崎丹淮惶牛亿撅滚溶祈戚誊秸正懒胆喉炒掺儡(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
第三章 土的物理性质和工程分类
学习指导 一、重点掌握 1、土的物理性质指标的含义； 2、对密度、比重及含水量三个实测指标要重点理解； 3、对各指标的计算方法及指标之间的换算要搞清楚； 4、掌握无粘土及粘性土的状态指标及应用。
砌窍态东菠莱柬素介疵窟玻利宫返闰冤新戈由守匙智咎隆偏坪刘阎崇鹰责(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
卫唤绘夯淖爹匹胆距嚼狞涂孕径晕参拭抬法戌监纶淀蔗旺恕蛆鸯躯筷郡荆(课件)-工程地质与岩土力学(课件)-工程地质与岩土力学
7.土的压缩指标有（压缩系数）、（压缩指数）和（压缩模量）三种。 8. 岩石（体）的力学性质包括的岩石（破坏形式）、（强度）、（变形性质）及岩石的破坏准则。 9.土压力有（静止土压力）、（主动土压力）和（被动土压力）三种类型。 10.地震导致砂土液化的危害主要有（基础沉降和不均匀沉降）、（大面积喷水冒砂）、（地基承载力丧失）和岩土体失稳四个方面。
二、一般了解 区域稳定性的概念；区域稳定性的分析方法，区域稳定性的分级分区评价。