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(完整版)重庆大学岩石力学总结

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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。

岩体力学总结

岩体力学总结

岩块、结构面和岩体三者的变形与强度性质一、岩块1.岩块的变形性质岩块在外荷载作用下,产生变形,并随着荷载的不断增加,变形也不断增加,当荷载达到或超过某一限度是,将导致岩块破坏。

其变形分为:弹性变形、塑性变形和流变变形。

由于其矿物组成和结构构造复杂,所以其变形性质比普通材料复杂的多。

岩块的蠕变性质:外部条件不变时,岩块的变形或应变随时间而变的现象叫流变,主要包括蠕变、松弛和弹性效后。

⑴单轴压缩条件下的岩块变形性质Ⅰ孔隙裂隙压密阶段,OA段Ⅱ弹性变形至微破裂稳定发展阶段,AC段Ⅲ、Ⅳ非稳定破裂发展阶段(或称累进性破裂阶段),CD段Ⅴ破裂后阶段,D点后阶段总体而言可分为两个阶段,一是峰值前阶段(或称前区),以反映岩块破坏前的变形特征,其又可分为若干个小阶段;二是峰值后阶段(或称后区),对于该区的研究较少。

⑵三轴压缩条件下的岩块变形性质试验表明:有围压作用时,岩石的变形性质与单轴压缩时不尽相同。

首先破坏前岩块的应变随围压增大而增加;其次,随着围压增大,岩块的塑性也不断增大,而且,且由脆性逐渐转化为延性。

其破坏形式大致分为:脆性劈裂、剪切及塑性流动。

2.岩块的强度性质根据破坏时应力类型,岩块的破坏分为拉破坏、剪切破坏及流动三种基本类型。

把岩块抵抗外力破坏的能力称为岩块的强度。

由于受力状态不同,岩块的强度分为单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度、三轴压缩强度等。

二、结构面1.结构面的变形性质⑴结构面的法向变形性质①开始时,随着法向压力增大,结构面闭合变形迅速增加。

当法向应力增到一定值时,两曲线大致平行,说明结构面基本完全闭合,其变形主要是由岩块变形贡献。

②试验研究表明,当法向压力约在1/3岩块抗压强度处开始,含结构面岩块变形由以结构面的闭合为主转为以岩块的弹性变形为主。

③结构面的最大闭合量始终小于结构面的张开度(e)。

⑵结构面的剪切变形性质①结构面剪切变形曲线均为非线性曲线。

同时,按其剪切变形机理可分为塑性变形型和脆性变形型两类曲线。

(完整版),岩石力学总结,推荐文档

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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。

岩石力学总结

岩石力学总结

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。

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。

《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《岩石力学与工程》内容概要总结地应力就是存在于地层中得为受工程扰动得天然应力。

也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。

地质软岩:单轴抗压强度小于25MPa得松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体得总称。

工程软岩:工程力作用下能产生显著性变形得工程岩体。

声发射:材料在受到外载荷作用时,其内部贮存得应变能快速释放产生弹性波,发生声响。

岩石岩石地下工程:地下岩石中开挖并临时获永久修建得各种工程。

围岩:在岩石地下地下工程中,由于受开挖影响而发生应力状态改变得周围岩体。

锚喷支护:锚杆与喷射混凝土联合支护得简称。

边坡:岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度得临空面。

岩石:自然界各种矿物得集合体,就是天然地质作用得产物。

容重:岩石单位体积得重量。

根据含水情况将岩石得容重分为天然容重、干容重、饱与容重。

孔隙性:天然岩石中包含着数量不等、成因各异得孔隙与裂隙。

孔隙率:指岩石孔隙得体积与岩石总体积得比值,以百分数表示。

分为总孔隙率、总开孔隙率、大开孔隙率、小开孔隙率、与闭孔隙率。

孔隙率愈大,岩石力学性能越差。

水理性:岩石与水相互作用时所表现得性质。

包括岩石得吸水性、透水性、软化性与抗冻性。

岩石强度:岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受得最大应力。

单轴抗压强度:岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承受得最大压应力。

岩石破坏形式:x状共轭斜面剪切破坏。

这种破坏形式就是最常见得破坏形式;单斜面剪切破坏。

这两种破坏都就是由于破坏面上得剪应力超过极限引起得。

拉伸破坏:横向拉应力超过岩石抗拉极限引起得。

流变破坏:岩石得三轴抗压强度:岩石在三向荷载作用下,达到破坏时所能承受得最大压应力。

莫尔强度包络线:同一种岩石对应各种应力状态下破坏莫尔应力圆外公切线。

直线型、抛物线型、双曲线型。

点载荷试验:试验所获得得强度指标值可以用做岩石分级得一个指标。

点载荷实验装置就是便携式得,可带到岩土工程现场去做实验。

点载荷试验对试件得要求不严格。

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。

岩石力学知识点总结

岩石力学知识点总结

岩石力学知识点总结一、岩石的力学性质岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的响应和变形规律,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等。

这些性质对于工程设计和地质灾害的防治非常重要。

岩石的力学性质受到多种因素的影响,包括岩石的成分、结构、孔隙度、水分含量等。

1. 抗压强度抗压强度是指岩石在受到垂直方向外力作用下的抵抗能力。

岩石的抗压强度可以通过实验或者间接方法来进行测定,通常以MPa为单位。

抗压强度受到岩石成分和密度的影响,通常晶体颗粒越大、结晶度越高的岩石其抗压强度越高。

2. 抗拉强度抗拉强度是指岩石在受到拉伸力作用下的抵抗能力。

通常岩石的抗拉强度远远低于其抗压强度,因为岩石在自然界中很少受到拉力的作用。

抗拉强度常常通过实验来进行测定,其数值对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要意义。

3. 抗剪强度抗剪强度是指岩石在受到切割或者剪切力作用下的抵抗能力。

岩石的抗剪强度与其结构和组成有关,一般来说,岩石中存在着一定的位移面和剪切面,这些面的摩擦和滑移对于岩石的抗剪强度产生了重要的影响。

4. 弹性模量弹性模量是指岩石在受到外力作用下的弹性变形能力。

弹性模量也叫做“模量”,其数值越高,说明岩石在受到外力作用下的变形越小。

弹性模量对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要的意义。

二、岩石的变形和破坏规律岩石在受到外力作用下会发生变形和破坏,其变形和破坏规律对于地质工程的设计和地质灾害的防治具有重要的意义。

岩石的变形和破坏规律受到多种因素的影响,包括岩石的力学性质、结构、孔隙度、水分含量等。

1. 岩石的变形规律岩石在受到外力作用下会发生变形,其变形规律通常表现为弹性变形、塑性变形和破坏。

弹性变形是指岩石在受到外力作用后能够恢复原状的变形,塑性变形是指岩石在受到外力作用后不能够恢复原状的变形,破坏是指岩石在受到外力作用后达到极限状态,无法继续承受力的作用。

2. 岩石的破坏规律岩石在受到外力作用下会发生破坏,其破坏规律通常表现为压缩破坏、拉伸破坏和剪切破坏。

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第一章 绪论岩石力学 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,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。

应用: 水利水电 道路建设 采矿工程 等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 三下开采20世纪50年代到现在现代阶段 弹塑性理论 流变理论百花齐放 世界各国成立岩石力学学会 论文的发表 数值模拟方法矿山岩体力学的特点及其研究范围采深大 计算精度低 位置受限 不断移动由于大面积开采还会引起采空区上方大量岩层移动和破坏,研究这些岩层的运动、破坏和平衡规律及其控制方法,是矿山岩石力学的重要课题,这也是区别于其他应用性岩石力学学科的重要内容。

矿山岩体力学的研究目的和方法在安全、经济、高强度、高指标的原则下最大限度地开采地下资源。

矿山岩石力学的研究方法是科学实践和理论分析相结合,二者互相联系,互相促进。

岩石的物理性质密度、视密度、孔隙性、碎胀性和压实性、吸水性、透水性、软化性、膨胀性和崩解性 密度是指单位体积的岩石(包括空隙)的质量容重是指单位体积的岩石(包括空隙)的重量 通常,岩石的容重愈大则它的性质就愈好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,故也称为孔隙率 通常根据岩石的密度和干视密度经计算而求得 碎胀性是岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大的性质吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验条件下(规定的试样尺寸和试验压力)吸入水分的能力,通常以岩石的自然吸水率和强制吸水率表示。

岩石的自然吸水率是试件在大气压力作用下吸入水分的质量与试件的干质量之比透水性是岩石能被水透过的性能。

达西定律可知Q=KAI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332.710kg/m ⨯膨胀性和崩解性主要取决于其胶结程度及造岩矿物的亲水性,一般含有大量粘土矿物(如蒙脱石、高岭土和水云母等)的软岩遇水后极易产生膨胀和崩解。

岩石的膨胀性可用膨胀应力和膨胀率来表示。

岩石与水进行物理化学反应后,随时间变化会产生体积增大现象,这时使试件体积保持不变所需要的压力称为岩石的膨胀应力,而增大后的体积与原体积的比率称为岩石的膨胀率。

岩石的崩解性是用耐崩解性指数表示,它是指岩样在承受干燥和湿润两个标准循环之后,岩样对软化和崩解作用所表现出的抵抗能力。

第二章岩石的强度:岩石抵抗外力作用的能力,岩石破坏时能够承受的最大应力。

a.单向抗压强度b.单向抗拉强度c.剪切强度d.三轴抗压强度a.单向压缩变形b.反复加载变形c.三轴压缩变形d.剪切变形●单轴抗压强度:岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度●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、脆性和延性等性质弹性:物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形,而去除外力(卸载)后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质称为弹性。

塑性(plasticity):物体受力后产生变形,在外力去除(卸载)后变形不能完全恢复的性质,称为塑性。

在外力作用下只发生塑性变形的物体,称为理想塑性体▪理想塑性体的应力-应变关系:▪当σ <σs 时,ε=0▪当σ ≥σs 时,ε->∞黏性(viscosity): 物体受力后变形不能在瞬时完成,且应变速率随应力增加而增加的性质,称为粘性脆性(brittle): 物体受力后,变形很小时就发生破裂的性质。

5%岩石的延性与脆性是相对的,在一定的条件下可以相互转化延性(ductile): 物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质,称为延性单轴压缩条件岩石应力-应变曲线6种类型类型Ⅰ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弹—塑性岩石。

例如:较弱的石灰岩、泥岩以及凝灰岩类型Ⅲ塑—弹性岩石。

例如:砂岩、花岗岩、片理平行于压力方向的片岩以及某些辉绿岩类型Ⅳ塑—弹—塑性岩石。

例如:大多数为变质岩类型Ⅴ与类型Ⅳ相同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类型Ⅵ弹—粘性岩石。

例如:岩盐、某些软弱岩石名词解释(已知)1、弹性模量:直线的斜率,也即应力(σ)与应变(ε)的比率被称为岩石的弹性模量,记为E线弹性岩石应力—应变曲线具有近似直线的形式完全弹性岩石岩石的应力—应变关系不是直线,而是曲线弹性岩石岩石的应力—应变关系不是直线,而是曲线,且卸载曲线不沿原加载路径返回原点O 滞回效应弹塑性岩石岩石的应力—应变关系不是直线,而是曲线,卸载曲线不沿原加载路径返回,且应变也不能恢复到原点O 塑性滞回环:加载曲线与卸载曲线所组成的环,叫做塑性滞回环弹塑性岩石等荷载循环加载变形特征①等荷载循环加载:如果多次反复加载与卸载,且每次施加的最大荷载与第一次施加的最大荷载一样。

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),这一数值称为临界应力。

此时,给定的应力称为疲劳强度。

弹塑性岩石增荷载循环加载变形特征▪①增荷载循环加载:如果多次反复加载、卸载循环,每次施加的最大荷载比前一次循环的最大荷载为大。

▪②塑性滞回环:每次加、卸载曲线都形成一个塑性滞回环。

随着循环次数的增加,塑性滞回环的面积也有所扩大,卸载曲线的斜率(它代表着岩石的弹性模量)也逐次略有增加,表明卸载应力下的岩石材料弹性有所增强。

▪③岩石的记忆性:每次卸载后再加载,在荷载超过上一次循环的最大荷载以后,变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升(图中的OC线),好象不曾受到反复加载的影响似的,这种现象称为岩石的变形记忆。

全应力-应变曲线的特征孔隙裂隙压密阶段(OA段)弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段(AC段非稳定破裂发展阶段,或称累进性破裂阶段(CD段)破裂后阶段(D点以后段)▪其工程意义:揭示岩石试件破裂后,仍具有一定的承载能力。

▪预测岩爆。

▪预测蠕变破坏。

▪预测循环加载条件下岩石的破坏。

▪围压对岩石变形的影响:随着围压的增大,岩石的抗压强度、变形、弹性极显著增大,岩石的性质发生了变化:由弹脆性→弹塑性→应变硬化按照结构面的形成原因可以划分为:原生、构造、以及次生结构面结构面状态按照贯通情况可划分为:非贯通、半贯通、贯通或者:产状:倾向、倾角、走向(与工程关系)形态:起伏度、粗造度(影响抗滑力)延展度:相对工程岩体范围内充填物:断层泥(硅质、钙质、泥质)水对其的力学性质有很大影响密集度:裂隙度(K)切割度(Xe)迹长张开度裂隙度(K):沿取样线方向单位长度的节理数(面)切割度X e迹长:结构面露出表面的长度张开度具体可以划分为闭合、裂开、张开结构面结构面形态按照JRC划分为10种结构面的力学性质:法向、剪切、抗剪强度。

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RQD3.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 BQ=90+3σC+250K V第三章地应力:是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。

质年代里由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应,这种应力称为地应力地应力的成因:1)板块边界受压2)地幔热对流3)岩体自重应力场4)岩浆侵入5)水压力、热应力6)地形、地表剥蚀对地应力影响地壳浅部(3000m以内)地应力分布的主要规律1)地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,它是时间和空间的函数。

2)垂直应力随深度的变化规律:垂直应力随深度线性增加3)水平应力普遍大于垂直应力;4)平均水平应力与垂直应力之比随深度增加而减小,且趋近于15)最大水平主应力与最小水平主应力随深度增加线性增长6)最大水平主应力与最小水平主应力之差随深度增加而增大地应力测量的方法直接测量法: 1 扁千斤顶法2刚性包体应力记法 3 水压致裂法 4 声发射法间接测量法:1全应力解除法2局部应力解除法3松弛变量测量法4孔壁崩落测量法5地球物理勘探法材料力学─研究杆件(如梁、柱和轴)的拉压、弯曲、剪切、扭转和组合变形等问题。

结构力学─在材料力学基础上研究杆系结构如桁架、刚架等弹性力学─研究各种形状的弹性体,如杆件、平面体、空间体、板壳、薄壁结构等问题。

弹力研究方法:在区域V内严格考虑静力学、几何学和物理学三方面条件,建立三套方程; 在边界s上考虑受力或约束条件,并在边界条件下求解上述方程,得出较精确的解答。

外力─其他物体对研究对象(弹性体)的作用力。

体力─(定义)作用于物体体积内的力。

以单位体积内所受的力来量度。

坐标正向为正。

面力─(定义)作用于物体表面上的力。

坐标正向为正。

应力─截面上某一点处,单位截面面积上的内力值正面正向,负面负向为正正应变,以伸长为正。

切应变, 以直角减小为正,用弧度表示。

形变—用线应变和切应变表示,.22--TML.21--TML.21--TML弹性力学中的五个基本假定。

(1)连续性 ─ 假定物体是连续的。

(2)完全弹性(3)均匀性 ─ 假定物体由同种材料组成。

(4)各向同性 ─ 假定物体各向同性。

(5)小变形假定 ─ 假定位移和形变为很小。

弹力基本假定,确定了弹力的研究范围: 理想弹性体的小变形问题。

解法:在弹性体区域V 内,根据微分体上力的平衡条件,建立平衡微分方程;根据微分线段上应变和位移的几何条件,建立几何方程;根据应力和应变之间的物理条件,建立物理方程。

在弹性体边界s 上,根据面力条件,建立应力边界条件,根据约束条件,建立位移边界条件。

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