岩石力学总结

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岩石力学主要知识点

岩石力学主要知识点

1、岩石力学定义:研究岩石的力学性状(behaviour)的一门理论科学,同时也是应用科学;是力学的一个分支;研究岩石对于各种物理环境的力场所产生的效应。

初期阶段(地应力):海姆静水压力假说,朗金假说,金尼克假说:经验理论阶段:普世理论,太沙基理论。

2、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).深埋巷道属于无限城问题,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.3、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素:1).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;2).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;3).构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系。

4、岩石力学是固体力学的一个分支。

在固体力学的基本方程中,平衡方程和几何方程都与材料性质无关,而本构方程(物理方程/物性方程)和强度准则因材料而异。

岩石的基本力学性质主要包括2大类,即岩石的变形性质和岩石的强度性质。

5、研究岩石变形性质的目的,是建立岩石自身特有的本构关系或本构方程(constitutive law or equation),并确定相关参数。

研究岩石强度性质的目的,是建立适应岩石特点的强度准则,并确定相关参数。

6、岩石强度:岩石介质破坏时所能承受的极限应力;单轴抗压强度、单轴抗拉强度、多轴强度、抗剪强度。

7、研究岩石强度的意义:1).岩石分类、分级中的重要数量指标;2).作为强度准则判别:当前计算点处于全应力应变曲线哪个区;3).计算处或测定处的岩土工程是否稳定;4).在简单地下工程条件下,可作为极限平衡条件(塑性条件),求解弹塑性问题的塑性区范围,以及弹性区和塑性区的应力与位移.8、岩石的破坏形式:1).拉伸破坏: (a)为直接拉伸,(b)为劈裂破坏2).剪切破坏3)塑性流动4).拉剪组合9、岩石单轴强度定义:岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力;公式: σc=P/A 式中,σc——单轴抗压强度,MPa,也称无侧限强度;P——无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载; A ——试件的截面面积。

岩石力学重点总结

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。

岩石力学

岩石力学
1、应力-应变曲线将岩石分为六种类型:
类型Ⅰ应力与应变关系是一直线或者近似直线,直到试件发生突然破坏为止。由于塑性阶段不明显,这些岩石被称为弹性岩石。例如:玄武岩、石英岩、白云岩以及极坚固的石灰岩。
类型Ⅱ应力较低时,应力—应变曲线近似于直线,当应力增加到一定数值后,应力—应变曲线向下弯曲,随着应力逐渐增加而曲线斜率也就越变越小,直至破坏。由于这些岩石低应力时表现出弹性,高应力时表现出塑性,所以被称为弹—塑性岩石。例如:较弱的石灰岩、泥岩以及凝灰岩等。
(2)周边应力情况r=a ,则: = =0,
14、普氏地压学说
(1)两帮稳定
顶压集度q,顶压为Qd。
(2)两帮不稳定
15、平面破坏计算
Janbu法:(1)假设条件:垂直条块侧面上的作用力位于滑面之上1/3条块高处;作用于条块上的重力、反力通过条块底面的中点。(2)Janbu法满足平衡的条件有:条块水平方向力平衡;②条块垂直方向力平衡;③条块绕分块底滑面中点力矩平衡。(3)主要特点及使用条件:Janbu法计算稳定系数的特点是,满足所有静力平衡条件,所以是严格方法之一。但其推力线的假定必须符合条间力的合理性要求。可用于非圆弧滑动。
4、维护岩石地下工程稳定的基本原则:(1)合理利用和充分发挥岩体强度(2)改善围岩的应力条件
(3)合理支护(4)强调监测和信息反馈
5、锚杆工作特点:通过置入岩体内部的锚杆,提高围岩的稳定能力,完成其支护作用。锚杆支护迅速及时,效果良好。力学作用:组合岩层(梁、拱)的作用,挤压加固作用和悬吊岩块作用。端部锚固锚杆受拉伸作用,全长锚固锚杆的受力有剪切力,拉应力。
类型Ⅴ基本上与类型Ⅳ相同,也呈S型,不过曲线斜率较平缓。一般发生在压缩性较高的岩石中。应力垂直于片理的片岩具有这种性质。

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单轴抗拉强度: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
抗剪切强度:岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力 三轴抗压强度:岩石在三向压缩荷载作用下,达到破坏时所能承受的最
大压应力 端部效应其消除方法:润滑试件端部(如垫云母片;涂黄油在端部)加长试件 岩石的变形:岩石在外力作用下发生形态(形状、体积)变化。 岩石变形过程中表现出弹性、塑性、粘性、脆性和延性等性质
煤与瓦斯突出预测及处理理论和技术 铁路隧道设计和施工技术 水库诱发地 震的预报问题 地震预报中的岩石力学问题 岩体力学的研究对象: 岩石 由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而 形成的自然物体
岩体力学的发展历程:
20 世纪以前萌芽阶段 宋应星《天工开物》 古德恩维地表移动范围
20 世纪初到 20 世纪 50 年代第二阶段 松散介质学派 卡曼型三轴试验机 三下
②塑性滞回环:则每次加、卸载曲线都形成一个塑性滞回环。这些塑性滞回环
随着加、卸载的次数增加而愈来愈狭窄,并且彼此愈来愈近,岩石愈来愈接近
弹性变形,一直到某次循环没有塑性变形为止,如图中的 HH‘环。
③临界应力:当循环应力峰值小于某一数值时,循环次数即使很多,也不会导
致试件破坏;而超过这一数值岩石将在某次循环中发生破坏(疲劳破坏),这一
6
RMR Ri i 1
岩石分类评价 1. 岩石普氏系数(f=σc/10)分类法
2. 岩石质量指标 RQD
3. RMR(Rock Mass Rating)值分类法 六个参数 完整岩石强度 岩芯质量指标 节理间距
节理条件 地下水条件 节理走向或倾向
4. 巴顿岩体质量分类(Q 分类)
5.岩体基本质量分级--计算 BQ 第三章
数值称为临界应力。此时,给定的应力称为疲劳强度。

岩石力学 知识点整理

岩石力学 知识点整理

岩石力学第一章 绪论1、岩石力学是研究岩石或者岩体在受力的情况下变形、屈服、破坏及破坏后的力学效应。

2、岩石的吸水率的定义。

演示吸水率是指岩石在大气压力下吸收水的质量w m 与岩石固体颗粒质量s m 之比的百分数表示,一般以a w 表示,即w 0s a s sm w 100%m m m m -==⨯ 第二章 岩石的物理力学性质1、影响岩石的固有属性的因素主要包括试件尺寸、试件形状、三维尺寸比例、加载速度、湿度等。

2、简述量积法测量岩石容重的适用条件和基本原理。

适用条件:凡能制备成规则试样的岩石均可基本原理:G/A*HH :均高;A :平均断面;G :重量3、简述劈裂试验测岩石抗压强度的基本原理。

在试件上下支承面与压力机压板之间加一条垫条,将施加的压力变为线性荷载以使试件内部产生垂直于上下荷载作用方向的拉应力在对径压缩时圆盘中心点的压应力值为拉应力值的3倍而岩石的抗拉强度是抗压强度的1/10,岩石在受压破坏前就被抗拉应力破坏4、简述蜡封法测量岩石容重的适用条件和基本原理。

适用条件:不能用量积法或水中称量法(非规则岩石试样且遇水易崩解,溶解及干缩湿胀的岩石) 基本原理:阿基米德浮力原理首先选取有代表性的岩样在105~110℃温度下烘干24小时。

取出,系上细线,称岩样重量(g s ),持线将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中,浸没后立即提出,检查岩样周围的蜡膜,若有起泡应用针刺破,再用蜡液补平,冷却后称蜡封岩样的重量(g 1),然后将蜡封岩样浸没于纯水中称其重量(g 2),则岩石的干容重(γd )为:γd =g s /[(g 1-g 2)/γw -(g 1-g s )/γn]式中,γn 为蜡的容重(kN/m 3),.γw 为水的容重(kN/m 3)附注:1. g 1- g 2即是试块受到的浮力,除以水的密度,(g 1- g 2)/γw 即整个试块体积。

2. (g 1- g s )/γn 为蜡的体积第三章 岩石的力学性质1、岩石的抗压强度随着围压的增大而(增大或减小)?增大而增大。

岩石力学总结

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。

扩容岩石力学知识点总结

扩容岩石力学知识点总结

扩容岩石力学知识点总结一、岩石的力学性质1. 岩石的本构关系岩石的本构关系描述了岩石受力后的应力-应变关系,是岩石力学研究的核心内容之一。

根据岩石的本构关系,可以推导得到岩石的弹性模量、剪切模量等力学参数,这些参数对于岩石的工程应用至关重要。

2. 岩石的强度特性岩石的强度特性是指岩石在受到外力作用时的抗压、抗拉、抗剪等力学性能。

岩石的强度特性直接影响着岩石的工程应用能力,因此对于岩石的强度特性的研究至关重要。

3. 岩石的弹性模量岩石的弹性模量是描述岩石在受力作用下的弹性变形特性的重要参数,它是岩石的抗压、抗拉等性能的基础。

岩石的弹性模量是岩石力学研究的重要内容之一。

二、岩石的变形和破坏规律1. 岩石的变形规律岩石在受到外力作用时会发生变形,其变形规律主要表现为岩石的弹性变形和塑性变形。

岩石的变形规律是岩石力学研究的重要内容之一。

2. 岩石的破坏规律岩石在受到外力作用时会发生破坏,其破坏规律主要表现为岩石的压缩破坏、拉伸破坏、剪切破坏等。

岩石的破坏规律是岩石力学研究的重要内容之一。

三、岩石力学的实际应用1. 岩石工程设计岩石力学的研究成果可以应用于岩石工程设计中,包括隧道工程、坝基工程、矿山工程等。

岩石工程设计是岩石力学的重要应用领域之一。

2. 地质灾害防治岩石力学的研究成果可以应用于地质灾害防治工程中,包括滑坡治理、岩体稳定性评价等。

地质灾害防治是岩石力学的重要应用领域之一。

3. 岩石勘查岩石力学的研究成果可以应用于岩石勘查工作中,包括岩石性质测试、岩体稳定性评价等。

岩石勘查是岩石力学的重要应用领域之一。

总之,岩石力学是一门重要的土木工程岩土力学的分支学科,对于地下工程、矿山开采、地质灾害防治等方面具有重要的理论和实际意义。

希望本文的内容能够为岩石力学的学习和研究提供一定的参考和帮助。

岩石力学知识点整理

岩石力学知识点整理

岩石力学知识点整理采矿 12-1 班矿山岩石力学知识点整理一、名词解释 1. 岩石力学:研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的科学。

2. 质量密度(ρ)和重力密度(γ):单位体积的岩石的质量称为岩石的质量密度。

单位体积的岩石的重力称为岩石的重力密度(重度)。

所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。

γ= G/Vγ=ρg (kN /m3)式中:G――岩石试件的重量(kN) ;V——岩石试件的体积(m3)3. 岩石的相对密度就是指岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中孔隙体积)所得的量与 1 个大气压下 40C 纯水的容重之比值。

Gs——岩石的相对密度;GsWs Vs? wWs——干燥岩石的重量(kN);Vs——岩石固体体积(m3);w —— 40C 时水的重度(kN/m3)4. 孔隙率是岩石试件内孔隙的体积占试件总体积的百分比。

n ? VV ? 100% Vn ? 1? ?d Gs?w5. 孔隙比是指岩石试件内孔隙的体积(V v)与岩石试件内固体矿物颗粒的体积(Vs)之比。

e ? VV ? VV ? n Vs V ? VV 1 ? n1采矿 12-1 班6. 岩石含水率(V1 ):是指天然状态下岩石中水的重量W1 与岩石烘干重量Wd 之比。

V1W1 Wd100%7.岩石的饱水率(V2 )是指高压(150 个大气压)或真空条件下,岩石吸入水的重量W2 与岩石干重量之比,即V2W2 Wd100%8.岩石的饱水系数( KS )是指岩石的吸水率与饱水率之比,即 KSV1 V29. 软化系数:是指岩石试件在饱水状态下的抗压强度(? c )与在干燥状态下的抗压强度(? 'c )的比值,即??c ? 'c。

10. 透水性是指在一定的压力作用下,地下水可以透过岩石的性能称为岩石的透水性,其衡量指标为渗透率。

11.岩石的碎胀性是指岩石破碎后其体积比原体积增大的性能。

12.结构面:是指具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维面状地质界面。

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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岩石单轴抗压强度的影响因素:矿质成分、结晶程度和颗粒大小、胶结情况、生成条件、风化作用、密度、水的作用、试件尺寸影响、试件形状的影响、加荷速率的影响岩石的抗拉强度是岩石试样在单轴拉力作用下,抵抗破坏的极限能力,或极限强度,在数值上等于试样破坏时的最大拉应力岩石抗剪强度的测定方法:直接剪切试验(直剪)、楔形剪切试验(斜剪)和三轴剪切试验(三轴剪)直剪试验的优点是简单方便,不需要特殊设备,目前除了用来测定整体性岩石的抗剪强度及软弱结构面强度外,还可以用来测定岩石与混凝土之间的以及不同岩石之间的强度。

缺点是所用的时间的尺寸较小,不易反应岩石中的裂隙、层理等弱面的情况。

同时试样手剪面积上的应力分布也不均匀,如果所加水平力偏离剪切面,则还要引起弯矩,误差较大第五章岩体的力学性质,一方面取决于它的受力条件,另一方面还受岩体的地质特征及其赋存环境条件的影响。

其影响因素主要包括:组成岩体的岩块材料性、结构面的发育特征及其性质、岩体的地质环境条件,尤其是天然应力及地下水条件,其中结构面的影响是岩体的力学性质不同于岩块力学性质的本质原因。

岩体变形试验主要用来测定岩体的变形指标岩体强度参数的主要方法有岩体结构面直剪试验、岩体直剪试验、单轴抗压试验和三轴剪切试验岩体结构面直剪试验可以分为:在结构面未扰动情况下进行的第一次剪断,通常称为抗剪断试验;剪断后,沿剪断面进行的剪切试验,成为抗剪试验岩体的弹性波速受岩体岩性、建造组合和结构面发育特征以及岩体应力等因素的影响工程岩体波动测试常常采用声波单孔测井法(一发双收试验),跨孔测试法(一发一收试验),CT层析成像技术法向刚度Kn是反应结构面法相变形性质的重要参数。

其定义未在法向应力作用下,结构面产生单位法向变形所需要的盈利。

(具体实验分为室内压缩试验和现场压缩试验)结构面的剪切变形有如下特征:1.结构面的剪切变形曲线均为非线性曲线2.结构面的峰值位移Δu 受其风化程度的影响3.对同类结构面而言,遭受风化的结构面,剪切刚度比未风化的1/2~1/4 4.结构面的剪切刚度具有明显的尺寸效应5.结构面的剪切刚度随法向应力的增大而增大影响结构面抗剪强度的因素主要包括结构面的形态、连续性、胶结充填特征及岩壁性质、次生变化和受力历史等等。

结构面分为:平直无填充结构面,粗糙起伏无填充的结构面、非贯通断续结构面及有填充的软弱结构面结构面的抗剪强度主要来源于结构面的微咬合作用和胶黏作用,且与结构面的壁岩性质及其平直光滑程度密切相关剪胀效应(或爬坡效应):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,这时由于剪胀效应,增加了结构面的摩擦强度啃断效应:当法向应力达到一定值后,其破坏将由结构面滑动转化为剪断凸起而破坏,引起所谓的啃断效应按充填物的颗粒成分,可将有充填的结构面分为泥化夹层、夹泥层、碎屑夹泥层及碎屑夹层影响岩体变形性质的因素:组成岩体的岩性、结构面发育特征、荷载条件、试件尺寸、试验方法和温度等等结构面的影响包括结构面方位、密度、填充特征及其组合关系等方面的影响,成为结构效应岩体的抗剪强度主要受结构面、应力状态、岩块性质、风化程度及其含水状态等因素的影响把赋存于原岩中由各种地质作用、结构运动、岩体自重、水、温度、地震等引起的应力场称为岩体的天然应力场,又称原岩应力场或初始应力场,而由于人类工程活动对原岩的扰动,如开挖、填方、上部建筑物的修建等引起的应力,称为附加应力场地壳中长期存在着一种促使构造运动发生和发展的内在力量,这就是构造应力构造应力分为:1.原始构造应力2.残余构造应力3.现代构造应力(活动构造应力)鉴别岩石工程工区地质构造应力场特征第一步工作就是要找出岩体压性构造形迹,即确定区域性质构造线,第二步是确定构造形迹的次序,最后确定最新构造应力场,找出主应力方向构造线方向可以从以下的构造形迹中寻找:1.褶皱轴的走向,即背斜轴面、向斜轴面、倒转褶皱轴面的走向,尤其是紧密线性褶皱轴面的走向最具代表性2.逆断层的走向3.区域性陡倾、直立岩层的走向4.矿脉的走向岩体中天然水平应力可以概括为如下特点:1.岩体中水平天然应力以应力为主,出现拉应力者甚少,且多具局部性质2.大部分岩体中的水平应力大于铅直应力3.岩体中两个水平应力σhmaxσhmin通常都不相等4.在单薄的山体、谷坡附近以及未受构造变动的岩体中,天然水平应力均小于铅直应力天然应力比值系数:岩体中天然水平应力与铅直应力比定义为~(随深度增加而减小)扁千斤顶法:1硐室壁上布置一对或多对测点,每对测点的间距d0视所采用的引伸仪尺寸而定2.在两侧点之间的中线处,用金刚石锯切割一道狭缝槽3.把扁千斤顶塞入狭缝槽内,并用混凝土填充狭缝槽,使千斤顶与洞壁岩体紧密胶结在一起4.对扁千斤顶泵入高压油,通过千斤顶对狭缝两壁岩体加压第七章岩体分级因素的选择遵循原则:重要性原则、独立性原则、易测性原则完整性系数Kv定义为岩体和岩石纵波波速比值的平方修正的岩芯采取率:将钻孔中直接获取的岩芯总长度,扣除破碎岩芯和软弱夹泥的长度,再与钻孔总进尺之比。

BQ修正考虑地应力、软弱结构面、地下水等不利因素的影响:[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)K1-地下水影响修正系数。

K2-软弱结构面影响修正系数。

K3-天然应力影响修正系数RMR系统分级指标由岩石强度、RQD值、结构面间距、结构面条件(粗糙度、密度、填充等)以及地下水等五个指标组成第八章在岩石力学中,将开挖出现的应力变化成为应力重分布,洞室周围发生应力重新分布的岩体成为围岩,围岩中应力重分部后形成的新的应力状态成为重分部应力状态。

求取衬砌和围岩各自承担的内水压力可采用两种方法:内压分配法和抗力系数法围岩抗力系数:围岩抗力的大小反映了围岩抵抗衬砌向围岩方向变形能力的强弱,围岩抗力系数就是描述这种抵抗能力的一个指标,用K表示。

其定义:是洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力确定围岩抗力系数的方法有:直接测定法,计算法和工程地质类比法岩体可划分为整体状、块状、层状、碎裂状和散体状五种结构类型破坏形式:1整体状和块状主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移2层状岩体围岩沿层面张裂、安慰你去内鼓3.碎裂状表现为塌方和滑动4.散体状以拱形冒落为主围岩压力:支护与衬砌上必然要受到岩石的压力,围岩将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,成为~分类:按围岩压力的形成机理,可将其划分为形变围岩压力、松动围岩压力和冲击围岩压力影响围岩压力的因素:1.洞室形状和大小2.地质构造 3.支护形式和刚度4.支衬时间5.硐室深度6.施工方法计算松动围岩压力的方法:平衡拱理论、太沙基理论及块体极限平衡理论塌落拱:洞室开挖以后,如不及时支护,洞顶岩体由于应力集中使岩石破碎并不断塌落而形成一个拱形,成为~(关于推求压力拱形状方面)普氏理论的基本假设:1.假设围岩是没有凝聚力的散粒体2.由于围岩被假设为无黏性散粒体,因此塌落拱不承受拉应力3.采用压力拱理论,围岩中必须能形成压力拱(或平衡拱)4.洞室上方应有足够厚度的稳定岩体,以保证平衡拱能形成不能用压力拱理论(普氏理论)计算围岩压力的情况:1.岩石坚固性系数fk<0.8,洞室埋置深度H小于2倍压力拱高度(H<2h)或小于压力拱跨度的2.5倍(H<5b1或H<5b)2.用明挖法建造的地下结构3.坚固性系数f k<0.3的土,如淤泥、粉砂、饱和软黏土太沙基理论中假定岩石为散粒体,并具有一定的凝聚力(基本假设:1.假设洞室围岩岩体是具有黏聚力c的散粒体2.假设洞室围岩的破坏是洞顶岩体沿两个竖直破裂滑动)第十章岩坡的失稳情况,从破坏形态上来看,可分为岩石崩塌和滑坡两种边坡稳定的影响因素:1.结构面2.边坡外形改变3.岩体力学性质的改变4.各种外力直接作用分析岩坡稳定性的方法:刚体极限平衡法、赤平面投影法、有限元法以及模拟试验法平面滑动的一般条件:1.滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行2.滑动面必须在边坡面露出,即滑动面的倾角β必须小于坡面的倾角α 3. 滑动面的倾角β必须大于该平面的摩擦角φ 4.岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面,以定出滑动的侧面边界平面滑动分析的假设:1.滑动面及张裂缝的走向平行于坡面2.张裂缝垂直,其充水深度为Zw. 3.沿张裂缝底进入滑动面渗漏,张裂缝与破趾间的长度内水压力按线性变化至零第十一章地基承载力:是指地基单位面积上承受荷载的能力,一般分为极限承载能力和容许承载能力。

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