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 s

m 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*H

H ：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。

2、岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊松比等指标表示。

①弹性模量：岩石在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。

②变形模量：岩石在弹塑性变形阶段内，正应力和对应的总应变的比值。

③泊松比：岩石在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。

3、简述如何利用全应力-应变曲线预测岩石的蠕变破坏。

当岩石应力水平小于 H 点的应力值，岩石试件不会发生蠕变。

当岩石应力大H 点小于G 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G 点，岩石会发生不稳定蠕变，岩石最终会破坏。

4、简述岩石三轴抗压强度特征。

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。真

三轴：σ1>σ2> σ3

假三轴：σ1>σ2=σ3

第四章岩石流变与强度理论

1、岩石的蠕变和松弛的定义。

蠕变：是指在应力为恒定的情况下岩石变形随时间发展的现象。

松弛：是指在应变保持恒定的情况下岩石的应力随时间而减少的现象。

2、岩体的蠕变介质模型分为哪几类？分别简述各自的性能。

通常采用的模型类型有三种：

（1）弹塑性模型（圣维南体）：

①当σ＜σs，只弹簧变形，系统呈弹性。②摩擦块滑动，弹簧不再增长，应力不再增加，呈塑性流动状态。③如应力降低到零，弹性变形完全恢复，塑性变形保留。

（2）弹粘性体模型（马克斯威尔模型）：

①有瞬变性。②有不稳定的蠕变。③有松弛。④有残余变形。

（3）滞弹性体模型（开尔文模型）：

①有稳定蠕变。②有弹性后效。③无松弛。④无瞬变性。

3、蠕变一般包括几个阶段？每个阶段的特点是什么？

第一阶段(a-b)，减速蠕变阶段：应变速率随时间增加而减小。

第二阶段(b-c)，等速蠕变阶段：应变速率保持不变。

第三阶段(c-d)，加速蠕变阶段：应变速率随时间增加而增加。

ε

a

岩石的典型蠕变曲线

第五章岩体的力学性质

1、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定依据是什么？

按岩石质量指标RQD 分类。

岩石质量指标RQD 是指钻探时岩芯复原率，或称岩芯采取率。岩芯复原率即单位长度钻孔中10 cm 以上的岩芯占有的比例，可写为RQD =10cm以上岩芯累计长度⨯100%

单位钻孔长度

2、岩体的力学性质是指岩体抵抗外力作用的能力，包括岩体的稳定性特征、强度特征、变形特征。

第六章地应力

1、测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是哪一个？

水压致裂法。

2、简述水压致裂法的主要步骤。

（1）打钻孔到准备测量应力的部位，并将钻孔中待加压段用隔离器取出来。

（2）向隔离段钻孔内注入高压水，不断加大水压，至孔壁出现裂隙，记录初始开裂水压P i。

（3）继续施加水压，至裂隙深度达到3 倍钻孔直径、管壁高压水系统，保持水压稳定，并记录关闭水压P s，然后卸压使裂隙闭合。

（4）重新向密闭段注射高压水，使裂隙重新打开，并记录裂隙重新开时的压力P r和随后的关闭水压P s。

（5）重复上述步骤2-3 次，以提高测试数据的准确性、卸压、退出装置、完成实验。

第七章岩石地下工程

1、作深埋圆形洞室弹塑性围岩二次应力分布状态图，并解释各部分应力分布状态下岩石的特点。

塑性区围岩应力分布状态

1、2－塑性区；3、4－弹性区；

1－松动区； 2 塑性强化区；3－弹性承载区；4－原岩应力区

塑性区围岩应力分布状态：

1－松动区：岩体被切割、强度明显降低、应力低于原岩应力；

2－塑性强化区：岩体呈塑性状态、处于塑性强化阶段，应力高于原岩应力；

3－弹性承载区：岩体处于弹性性变形阶段，应力高于原岩应力；