岩石力学实验模拟技术(李晓红[等]编著)思维导图
岩石力学实验及地层压裂设计
谷铭
室 单轴压缩实验
内
测
三轴压缩实验
试 抗剪强度实验
项
目
抗拉强度试验
（巴西劈裂实验）
声波实验
单轴抗压强度、杨氏模量、 泊松比 抗压强度、杨氏模量、泊松 比、剪切模量、剪切强度
剪切强度
抗拉强度
动态杨氏模量、泊松比、剪切模量
其他（如点荷载实验、断裂韧性试验、声波实验）
1、单轴压缩试验
岩石单轴抗压强度：是指试样只在一个方向受压（无围压）时所
1）直接拉伸实验
受力状态
t
Pt A
将岩石两端固定，拉伸
式中：P为试件承受最大的载荷 A垂直拉应力的横截面积
将岩石加工成特殊形状
3
P（d
2 2
d12）
d
2 1
1 2 P
2）间接法
由于直接法技术复杂，要求高。故而各种间接法被人们所应用。如巴西劈
裂法。
试验方法：采用圆柱体和立方体试
G
3 ts2 ts2
4
t
2 p
t
2 p
1.0
b (3*Vp2 4*Vs2 ) ma (3*Vm2ap 4 *Vm2as )
式中：
tp 为纵波时差（s / ft ）；
ts 为横波时差（s / ft ）；
b 为密度测井值（g / cm）3 ；
VP 为纵波速度（m/s）； VS 为横波速度（m/s）；
岩石力学参数：岩石在弹性极限以内的轴向压力作用下，其轴向应力 和应变之比称为弹性模量。横向应变与纵向应变之比称为泊松比。
p
D
横向应变 ε2=ΔL2/D
岩石力学实验ppt课件
3/64
绪言
地层中钻取的岩心
标准的岩心试样
采集的岩样用标 准尺寸钻头取心
获得标准直 径岩心试件
切割两端面获得标 准长度的岩心试样
精磨试样两端面 使端面平滑规则
绪言
样品采集和岩石学审查
钻岩心 几何形状检验
端面切割 端面磨平
环境存放
样品包裹（围压实验）
实验
.
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岩石单轴抗压实验
➢ 实验目的 ➢ 实验原理 ➢ 实验仪器 ➢ 实验步骤 ➢ 结果处理 ➢ 报告编写
①在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm； ②端面的不平行度，最大不超过0.3mm； ③试样的两端面应垂直于试样轴线。
.
16
四、实验步骤
(1) 试件端面垂直度测量
检测方法如图所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边， 转动试样两者之间无明显缝隙。对于不合格试样，使用锉刀打磨，直至符合要求。
P Rc A
（1）
Rc—试样单轴抗压强度，MPa；
P—试样破坏载荷，N；
A—试样初始截面积，mm2。
.
9
二、实验原理
岩石的弹性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力
与应变变化值之比:
E
（2）
—轴向应力-应变曲线中直线段的轴向应
力增量，MPa；
—轴向应力-应力曲线直线段的轴向应变
增量；
O
Δσ Δε
石油工程岩石力学实验课程
.
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绪言
岩石力学性质主要是指岩石的变形(deformation )特征及岩石的强度(strength )。对任 何工程现象来说，只有获得岩石的力学性质，得出力学参数（如弹性模量、泊松比、内聚力、 内摩擦角等），建立岩石的本构方程(constitutive equation)和破坏准则(failure criterion )，为进一步研究分析提供一定模式与依据。
精品课程《岩石力学》ppt课件(全)
不同产状的结构面组合切割而形成的岩石块体。
结构面对岩体结构类型的划分常起着主导作用。
在研究结构面时，一方面要注意结构面的强度、
密度及其延展性，另一方面还需注意结构面的规
模大小和它们之间的组合关系。
.
21
岩体结构：由结构面的发育程度和组
合关系或结构体的规模及排列形式决定 的。岩体结构类型的划分反映出岩体的 不连续性和不均一性特征。
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23
(4) 结构面力学性质
结构面在法向压应力及剪应力作用 下的变形特征及参数确定
结构面剪切强度特征及其测试技术和方法
(5) 岩体力学性质
岩体的变形、强度特征及其原位测试技术
岩体力学参数的弱化处理与经验估计
主要因素影响
岩体中地下水赋存、运移规律及岩体的水力学特征
(6) 原岩应力分布规律及其测量理论与方法
岩石力学的萌芽时期
A. Heim(1912)提出了静水压力的理论
W. J. M. Rankine（朗肯）和A.H.ДИННИΚ(金尼 克)地层压力的修正理论，即
v h
H H
tg 2 ( )
42
.
或 1-
12
2. 经验理论阶段(20世纪初~20世纪30年代)
该阶段根据生产经验提出了经典的地压理论，具有代表性的理论有：
这两次事件促成了国际岩石力学学会（ISRM, International Society for Rock Mechanics） 在1963年于奥地利萨尔茨堡成立。
(1985年，中国岩石力学与工程学会正式成立)。
.
9
二、岩石力学学科的形成及定义
1951年，J. Stini 和 L. Müller等在 Salzburg发起和举行了以岩体力 学为主题的第一次国际岩石力学讨论会，为把工程地质与力 学相结合、为建立岩石力学这门边缘学科跨出了重要的一步， 并创办了《Geologie und Bauwesen》，1962年改名为《Rock Mechanics & Rock Engineering》
岩石力学第1章 绪论.ppt
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。
而计算机的发展使用有限元、边界元、离散元等解算岩石力学 问题得以实现。
20世纪70年代以后岩石力学发展比较迅速，岩石力学测试技术 不断完善，应力解除法可测试深部岩体应力。
刚性压力机的出现，可测试应力－应变全过程曲线，从而更深 刻的揭示了岩石的力学特性。
岩石力学已逐渐形成完整的科学体系作为力学的一个分枝，成 为一门独立的力学学科，服务于岩体工程。
岩石力学形成历史
1951年，在奥地利创建了地质力学研究组，并形成了独具一格的 奥地利学派。
1951年，国际大坝会议设立了岩石力学分会。 1956年，美国召开了第一次岩石力学讨论会。 1957年，第一本《岩石力学》专著出版。 1959年，法国马尔帕塞坝溃决，引起岩石力学界的关注和研究。 1962年，成立国际岩石力学学会(ISRM)。 1966年，第一届国际岩石力学大会在葡萄牙的里斯本召开。
3、岩石力学与工程的联系
岩石力学是为解决岩体工程中的力学问题服务的，这些工程学 科包括：采矿和其它地下空间工程、交通工程、水电工程和基础工 程等。因此，岩石力学是各种岩体工程学科的专业理论基础。
岩石力学的分支学科
工程岩体力学
------为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩石力学，重 点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应 力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞 室围岩等)的变形和稳定性。
浙教版八年级科学下册思维导图(全册)
浙教版八年级科学下册思维导图（全册）第1章电和磁思维导图目录电和磁节节节节节节一P1 2 3 4 56 7M H指南针为什么能指方向 电生磁 电磁铁的应用 电动机 磁生电 家庭电路 电的安全使用编十"*0 ■< ■J — * "恤 f勁电动机Cg ］电GR 铁的应用圖1BE休上磁性最强的部位H If理N祀険决淇*同名拠相互抖E斥异名磁极相互啪引衙极间的作用f使没有谨性的物体得到遊性的过程-晦念用蛊箱在钢棒上沿同一方向摩擦十第次「方法磁现象附地暉场地理南极是地磁场的北饭，地理北饭是地磁场的南扱指南针南极指南（地磁场北极）小谨针北极所着的方向为磁场方向百箭头義顽磁场方向；磁感红密磁场强r疏磁场弱夕HE场：从N到S内部逑场：从5到N底屯导件同围存在葩场-冥斯桔实殓醯场电导融中心的同「匕圍「吕通电导録垂亘「向夕曲场逐渐林电生蹿调节R,比较A喙弓I大头针的雰少-赳施大＜1、探究电晞铁r-晡性强弱的影响因索羽右手：如图大拇指方向为电磴方向,0 指环毙方向为磁场方向咏变,血中有无枝芯比较大头針旁少自无扶苗用右手：四指坯绕庁叵为电踰方向「大拇指戶鬥旨万向为电竝铁N战方向fVF变B下面大淘+的雰少-戒圏降电遵扶的磁场廿在卑条形磁铁相似通过目隔的佔无殛制歯钳肖无电珮趙重机电拎：随温度上升接通担制宙源,产生魏生吸引衔铁,电铃咂电徳蹩电器具悴应用来垃自动控制:随着水上升，达到嘗戒水位时接11控制电懑「产生磁性吸引衔铁，红XJ亮电訖夭小至化的叫輯电隹号匣过电主v彖決听-> 生兀同的逑注,丛而校薄全屋版产生石同'吃（転訪來圧愿肖电詛专提哥輕=挖制电番工柞乜毒廩理：挖制电勝幵驻整通衔誹吸下,每灯亮，览制电痒幵爻断幵「匚弹蚩吸引D与与惑ftawcr亮臓:低电庄翦电舷制茗电压强电渝r 并巨可以实验巨商咼制通电导体在磁场中受力运动。
运动方向与电漩方向、磁场方向有芙基本原理运动方向判断（左手定律）如图磁感纯穿过手心，四指方向为电流方电‘大拇拒方向国受力运动的方向电动机画电动机廈理通电注昌在金场牛受巧转动，乙圏中线困受力转动,转到甲厘所示位置* 田于二力平衡「不能继绽转动。
精品课程《岩石力学》PPT课件
(4) 整体综合分析方法
将实验、理论和工程监测以及经验相结合，利用信 息、系统科学理论进行计算机科学决策
七、岩石力学的应用范围
(1) 水利水电工程
坝基及坝肩稳定性、防渗加固理论和技术 有压和无压引水隧道设计、施工及加固理论技术 大跨度高边墙地下厂房的围岩稳定及加固技术 高速水流冲刷的岩石力学问题 水库诱发地震的预报问题 库岸稳定及加固方法
1956年4月，在美国的科罗拉多矿业学院举行的一次专业会议上， 开始使用“岩石力学”这一名词，并由该学院汇编了“岩石 力学论文集”。在论文集的序言中说：“它是与过去作为一 门学科而发展起来的土力学，有着相似的概念的一门学科， 对这种有关岩石的力学方面的学科，现取名为岩石力学”。
1957年在巴黎出版的塔洛布尔（J. Talobre）的专著“岩石力学”是 这方面较早的一本较系统的著作。其后，开始形成了不同的 岩石力学学派（如法国学派，偏重于从弹塑性理论方面来研 究；奥地利学派，偏重于地质构造方面来研究）。
(2) 采矿工程
露天采矿边坡设计及稳定加固技术 井下开采中巷道和采场围岩稳定性问题，特
别是软岩巷道和深部开采地压控制问题 矿柱稳定性及开采优化设计问题(采场结构、
开采顺序、开挖步骤等)设计问题 矿井突水预测、预报及预处理理论和技术 岩爆、煤与瓦斯突出及预处理理论和技术 采空区处理及地面沉降问题 岩石破碎问题
(5) 石油工程 岩石应力与渗透性及采油技术 钻探技术与井壁稳定性 岩石力学与地球物理勘探综合研究 石油、天然气运输与储存工程对环境的影响
(6) 海洋勘探与开发工程 (7) 核电站建设中核废料处理技术 (8) 地层热能资源开发技术问题 (9) 地震预报中的岩石力学问题 (10) 地下军事工程及防护问题
浅议“岩浆岩岩石学”教学中思维导图的应用
浅议“岩浆岩岩石学”教学中思维导图的应用作者：刘磊胡荣国时毓刘希军来源：《教育教学论坛》2019年第25期摘要：基于“岩浆岩岩石学”课程的教学特点，笔者将思维导图运用于教学之中，利用“关键词”对各个知识点进行有机整合和联想记忆，理清知识点之间的逻辑关系，顺利完成课前回顾和课后总结，有效提高学习效果。
关键词：“岩浆岩岩石学”；思维导图；逻辑性中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）25-0208-02一、引言“岩浆岩岩石学”是岩石学中一个主要的组成部分，它和地质学及其他自然科学存在密切的关系。
我校的“岩浆岩岩石学”课程在本科二年级开设，是三大岩中最先开始的专业课程。
重点内容在于阐述岩浆岩的基本概念、物质组成、结构构造、岩石产状及特征、分类命名、岩浆岩形成过程的物理和化学作用机理等内容。
课程难点在于知识点较为繁杂，涉及大量新名词，需要理解的知识多，需要记忆的知识也多。
在教学过程中，教师们普遍采用PowerPoint制作讲义进行授课。
与传统的教学方式相比，PPT课件能够更全面且图文并茂的展现教学内容，突破传统课堂教学的局限性，使课堂更加生动有趣[1]。
在各高校岩石学课程授课学时普遍被压缩、教学课时紧缺的情况下，PPT教学还可以有效的提高教学质量，帮助教师完成更多的教学任务，但PPT教学同样存在一定的局限性。
例如，在授课过程中，各个幻灯片之间呈线性关系，逻辑性不强，导致学生大多获得的仅仅是相对分散的知识点，对知识点之间的相互连接或前后逻辑关系并不清楚，容易遗忘[2，3]。
二、思维导图在教学中的引用思维导图最早由英国著名教育专家Tony Buzan提出[4]，是一种非常有用的图形技术。
思维导图从一个中心开始，将人脑左脑的文字、逻辑、顺序和右脑的空间、颜色、图像、想象等多种因素调动起来共同参与思维和记忆，摆脱传统的单向思维变成多维发散的思维模式。
运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。
同济大学岩土工程测试技术思维导图
设备安装和试验操作
尺寸效应
预压与荷载分级
影响因素
加荷速率与沉降稳定标准 反力方式
地基土的均匀性
其他因素
绘制相关曲线
确定地基承载力
整理及应用
计算变形模量
估算土的不排水抗剪强度
估算土的基床反力系数
桩载荷试验
其他类型
水平载荷试验
单桩 地基土
静力触探试验
单桥探头
比贯入阻力
探头种类
双桥探头
锥尖阻力、侧壁摩阻力
柔性好
应变灵敏度大
分类与材料
按敏感材料分
膜式
允许电流密度大 工作范围广
优点
稳定性、温度特性好
缺点
灵敏度系数小
体型
分类
薄膜型
扩散型
电阻应变片式传感器
半导体应变片
优点
应变灵敏度大，分辨率高 体积小，能测加速度
缺点
可重复性不大 较大应变下，非线性误差大
确定方法
5%抽样，试验测定
灵敏度
确定过程
应力仪测ε 电位差计测ΔR/R
温漂
真实反映变化输入量的能力，时间函数差就是动态误差
零阶系统（比例系统）
灵敏度：放大系数
一阶系统（惯性系统）
时间常数τ越小响应越快
动态传递特性
传感器基本动态特性方程
二阶系统
ξ=0，无阻尼 0<ξ<1，欠阻尼 ξ=1，临界阻尼
ξ>1，过阻尼
灵敏度
线性范围
响应特性（动态/静态）
传感器选用原则
精确度
稳定性（可靠度）
土的状态和应力历史
粘土静止侧压力系数K0
砂土静止侧压力系数K0
砂土的相对密实度Dr