岩石力学复习
岩石力学复习

岩石力学复习岩石力学复习一.岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
答:试件在单轴压缩载荷作用破坏时,在试件中可产生三种破坏形式:(1)X状共轭斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。
(2) 单斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。
(3) 拉伸破坏,破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度,导致岩石受拉伸破坏。
二. 什么是全应力-应变曲线?为什么普通材料实验机得不出全应力-应变曲线?答:全应力应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性,特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。
由于材料试验机的刚度小,在试件压缩时,其支柱上存在很大的变形和变形能,在试件快要破坏时,该变形能突然释放,加速试件破坏,从而得不出极限压力后的应力应变关系曲线。
三. . 简述岩石在反复加载和卸载条件下的变形特征。
答:对于线弹性岩石,反复加载和卸载时的应力应变路径完全相同,对于完全弹性岩石,反复加载和卸载时的应力应变路径完全相同,但是应力应变关系是曲线。
对弹性岩石,加载与卸载曲线不重合,但反复加载和卸载时的应力应变路径总是服从此环路的规定。
非弹性体岩石:在弹性范围内服从弹性岩石的变形特征,当卸载点P 超过屈服点时,卸载曲线与加载曲线不重合,形成塑性滞回环。
等荷载循环加载、卸载时的应力应变曲线,。
塑性滞回环随着加载卸载次数的增加而变窄,直至接近弹性变形,没有塑性变形为止。
不断增大荷载的循环加载、卸载时的应力应变曲线,在每次卸载后再加载,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,好像不曾受到循环加载的影响似的,这种现象成为岩石的变形记忆。
四.线弹性体、完全弹性体、弹性体三者的应力应变关系有什么区别?答:完全弹性体:循环加载时的σ - ε 关系为曲线。
加载路径与卸载路径完全重合。
线弹性体:循环加载时的σ - ε 关系为直线。
加载路径与卸载路径完全重合。
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岩石力学复习Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】1. 岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因是什么①构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时由于矿物的涨缩不均而导致岩石结构的破坏②当温度减低到0℃以下时岩石孔隙中的水将结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石的结构发生改变,直至破坏2. 岩石试件在单轴压力作用下常见的破坏形式有哪些①单轴压力作用下时间的劈裂②单斜面剪切破坏③多个共轭斜面剪切破坏3.影响单轴抗压强度的因素有哪些端部效应,试件的形状和尺寸,加载速率4. 巴西劈裂试验测得的是岩石的哪个强度指标为什么岩石抗拉强度。
根据弹性力学公式,沿竖直直径长沙几乎均匀的水平方向拉力,在试样的水平方向直径平面内,产生最大的压应力。
可以看出,圆柱体试样的压应力只有拉应力的3倍,但岩石的抗压强度往往是抗拉强度的10倍,这表明岩石试样在这样条件下总是受拉破坏而不是受压破坏。
因此我们可以用劈裂法来确定岩石的抗拉强度。
5. 库伦准则的适用条件。
①库伦准则是建立在试验基础上的破坏数据②库伦准则和莫尔准则都是以剪切破坏做为其物理机理,但岩石试验证明岩石破坏存在大量的微破裂,这些微破裂是张拉破坏而不是剪切破坏③莫尔库伦准则适用于低围压的情况6. 岩石单轴压缩状态下的应力-应变曲线一般可分为那四个阶段①在OA区段内,曲线稍微向上弯曲,属于压密阶段,这期间岩石中初始的微裂隙受压闭合②在AB区段内,接近直线,近似于线弹性工作阶段③BC区段内,曲线向下弯曲,属于非弹性阶段,主要是再平行于荷载方向开始逐渐生成新的微裂隙以及裂隙的不稳定④下降段CD为破坏阶段,C点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc7. 岩石全程应力-应变曲线的作用是什么岩爆的预测,蠕变的预测,疲劳破坏8. 蠕变分为哪几个阶段初始蠕变段,等速蠕变段,加速蠕变段9. 为何岩石的蠕变曲线很难测得10. 在一定法向应力作用下,结构面在剪切作用下产生的切向变形形式有哪两种①对非充填粗糙结构面,随剪切变形的发生,剪切应力相对上升较快,当达到剪应力峰值后,结构面抗剪能力出现较大的下降,并产生不规则的峰后变形或滞滑现象②对于平坦的结构面,初始阶段的剪切变形曲线呈下凹型,随剪切变形的持续发展,剪切应力逐渐升高但没有明显的峰值出现,最终达到恒定值。
《岩石力学》综合复习资料

《岩石力学》综合复习资料一、填空题1、当岩石孔隙度增大或孔隙压力增大时,岩石强度(1);当围压增大时,岩石强度(2)。
2、对于岩石而言,破坏前的应变或永久应变在(3)可作为脆性破坏,(4)作为延性破坏,(5)为过渡情况。
3、围压影响着岩石的残余强度。
随着围压加大,岩石的残余强度逐渐增加,直到产生(6)或(7)。
4、随着围压的增加,岩石的破坏强度、屈服应力及延性都(8)。
5、抗剪强度一般有两种定义:一种是指(9);另一种定义为(10)。
前者考虑到剪切破坏时岩石中包含(11)和(12);后者仅仅取决于(13)。
因此,亦有人称前者为(14),称后者为(15)。
确定岩石抗剪强度的室内实验常采用(16),从岩石三轴实验可知,当围压较低时,岩石剪切破裂线近似为(17);但当围压较高时则为(18)。
6、岩石的抗拉强度是指(19)。
可采用(20)方法来测定岩石的抗拉强度,若试件破坏时的拉力为P,试件的抗拉强度为σ,可用式子(21)表示。
7、在物理环境不变的条件下,若盐岩颗粒较大,则蠕变应变率(22)。
岩石蠕变应变率随着湿度的增加而(23)。
8、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是(24)、(25)、(26)。
将这些变形单元进行不同的组合,用以表示不同的变形规律,这些变形模型由(27)、(28)、(29)。
9、在岩体中存在大量的结构面(劈理、节理或断层),由于地质作用,在这些结构面上往往存在着软弱夹层;其强度(30)。
这使得岩体有可能沿软弱面产生(31)。
10、Griffith理论说明了裂缝(32),但不能说明裂缝(33)。
11、在加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的(34)时,井眼发生破裂。
此时的压力称为(35)。
当裂缝扩展到(36)倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(37),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为(38)。
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岩石力学复习资料岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的科学。
它是岩土工程学和地质科学等学科的基础,对于岩土工程设计和地质灾害研究具有重要意义。
本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。
一、岩石力学基本概念1. 岩石力学的定义岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。
2. 岩石力学的分类岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面,静力学研究岩石在静态力下的受力行为,动力学研究岩石在动态力下的受力行为。
3. 岩石力学的应用领域岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地震工程等领域。
二、岩石的力学参数1. 岩石的强度参数强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
2. 岩石的变形参数变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数,包括弹性模量、切变模量、泊松比等。
3. 岩石的破裂参数破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数,包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。
三、岩石的力学行为1. 岩石的离散性与连续性岩石具有离散性与连续性两个特点,离散性体现为岩石的裂缝和节理,连续性体现为岩石的均质性和各向同性。
2. 岩石的强度与变形特性岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容,强度特性决定了岩石的抗破坏能力,变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。
3. 岩石的破坏机理岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容,常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
四、岩石力学实验岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段,常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。
五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法,通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析,可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。
2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用,通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究,可以预测地震对岩石体的影响,提高地震工程的抗震能力。
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这是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素 。
1 .岩石的基本构成与分类
岩石结构是指岩石总矿物颗粒相互之间的关系,包括颗粒的 大小、形状、排列、结构连结特点及岩石中微结构面(内部 缺陷) 结构连结:结晶连结和胶结连结 结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,岩石 的强度较大。 胶结连结:岩石中颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起。
• 这个指数也可在实验室内借助耐崩解仪按有关规定。
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第二章:岩石的强度
15
1.概 述
岩石的强度性质: 岩石抵抗外力破坏的能力—岩石的强度。
岩石的极限强度: 岩石发生破坏时所能承受的最大载荷叫做极
荷,用单位面积表示则称为极限强度。
限载
2.岩石的破坏形式
1、脆性破坏: 特点:破坏前没有显著变形(突然性)。 原因:可能是岩石中裂隙的发生和发展的结果。 规律性:坚硬岩石在一定的条件下都表现出脆性破坏的性质。
微结构面: 矿物颗粒内部的微小弱面及空隙。包括矿物的节理面。
1 .岩石的基本构成与分类
岩石分类
岩浆岩:强度高、均质性好
沉积岩:强度不稳定,各向异性 变质岩:强度稳定性与变质程度和
原岩性质有关
2 .岩石与岩体的关系 岩体
结构面
岩块
不连续面: 包括节理、裂隙、 孔隙、断面、孔洞、 层面。
• 岩块是指从地壳岩层中切取出来的、无显著软弱面的岩石块体。
特点:沿结构面滑动。 原因:弱面剪切破坏。由于岩层中存在节 理、裂隙、层理、软弱夹层等弱结构面,岩 层的整体性受到破坏。在荷载的作用下,这 些弱结构面上的剪应力大于该面上的强度时, 岩体就发生沿着弱面的剪切破坏。 规律性:明显存在弱面的岩石常表现出弱 面剪切破坏。例如,岩基和岩破沿着裂隙和 软弱层的滑动以及小块试件沿着潜在破坏面 的滑动。
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岩石力学第一章1.简述岩石与岩体的区别和联系。
岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体;岩体则是指在一定的地质条件下,含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。
岩石就是指岩块,在一般情况下,不含有地质结构面。
岩石和岩体的力学性质也是不同的,前者可在实验室条件下进行试验,而后者一般在野外现场的实验场地完成实验。
从实验的精确度来看,后者更接近岩体的实际情况,反映了岩体的实际强度,前者则相差甚远。
2.岩体的力学特征是什么?①不连续性;②各向异性;③不均匀性;④岩块单元的可移动性;⑤地质因子特性(水、气、热、初应力)。
3.岩石可分为哪三大类?他们各自的基本特点是什么?岩浆岩:强度高、均质性好沉积岩:强度不稳定,各向异性变质岩:不稳定与变质程度和原岩性质有关4.简述岩体力学的研究任务与研究内容。
任务:①基本原理方面(建模与参数辨别);②试验方面(试验方法)仪器、信息处理、室内、外、动、静;③现场测试;④实际应用内容:1.岩石与岩体的物理力学性质。
2.岩石和岩体的本构关系(应力——应变关系)。
3.工程岩体的应力、变形和强度理论。
4.岩石(岩块)室内实验,室内实验是岩石力学研究的基本手段。
5.岩体测试和工程稳定监测。
5.岩体力学的研究方法有哪些?研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法、首先对现场的地质条件和工程环境进行调查分析,掌握工程岩体的组构规律和地质环境,然后进行室内外的物理力学性质试验、模型试验或原型试验,作为建立岩石力学的概念、模型和分析理论的基础。
然后,按地质和工程环境的特点分别采用弹性理论、塑性理论、流变理论以及断裂、损伤等力学理论进行计算分析。
第二、三章1.名词解释:岩石的质量指标、孔隙比、孔隙率、吸水率、风化指标、膨胀指标、渗透性岩石的质量指标--密度和比重1、岩石的密度:单位体积内岩石的质量。
岩石含:固相、液相、气相。
三相比例不同而密度不同。
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岩石力学复习第一章1.现代岩石力学研究的主要应用领域地下:隧洞、洞室、采场边坡:开挖边坡、坝肩边坡、库岸边坡基础:坝基、路基、桥基、建筑物地基滑坡及地质灾害防治、地质环境保护地学研究:地壳变形、地震、找矿岩石切割与破碎研究:掘进、钻探、爆破2.岩石、岩体定义,区别岩石:经过地质作用而天然形成的(一种或多种)矿物集合体,地壳的绝大部分都是由岩石构成。
岩体:在一定地质条件下,含有诸多裂隙、节理、层理、断层等不连续的结构面组成的现场岩石,它是一个复杂的地质体。
3.岩石力学研究岩石(岩体)在不同受力状态下变形和破坏的规律的理论和应用的科学,是探讨岩石(岩体)对其周围物理环境中力场反映的学科,即研究岩石(岩体)在荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性问题(如地下洞室稳定、边坡稳定、基础稳定)的技术应用学科。
4.了解Malpasset拱坝失稳与Vajoint库岸滑坡经典案例马尔帕塞拱坝由于坝基失稳而导致整个拱坝倒毁瓦依昂水库岩坡由于石灰岩层理强度减弱而发生大规模滑坡运动5.了解岩石力学的发展历程岩块材料岩石力学(岩石力学基础)裂隙岩石力学岩体结构力学信息环境岩石力学6.国际岩石力学之父第二章1.物理性质指标容重:岩石容重是指单位体积内岩石的重量,单位为KN/m3。
根据试样的含水情况不同,分为干容重(rd)、湿容重(rm)和饱和容重。
密度:是指单位体积内岩石的质量,单位为g/cm3。
比重:是指岩石的干的重力除以岩石的实体体积(不包括孔隙),再与40C时水的容重相比。
孔隙率:总孔隙率:岩石试样中的孔隙体积与岩石试样的总体积的百分比;开口孔隙率和封闭孔隙率找次类推吸水率:是指干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重力(Ww1)与岩石的干重力(Ws)之比,饱水率:岩石在高压(一般压力为15Mpa)或真空条件下吸入水的重量(Ww2)与岩样干重量(Ws)之比,冻融系数:指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度与冻融前干抗压强度之比,重力损失率:岩石冻融前后干试样的重力差()与冻融前干试样的重力()的比值,岩石的渗透性:水在岩土体孔隙中的流动过程称为渗透。
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、名词解释1、各向异性:岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数:饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)7、平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
8、给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
9、长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
10、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象11、支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
12、平面应力问题: 受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
13、给定变形: 围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
14、准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
15、剪胀现象: 岩石受力破坏后,内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
16、滞环: 岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
17、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
18、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
19、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:20、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
21、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
22、软岩(地质定义):单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
23、砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
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岩石力学复习重点1.1、岩体:岩体是指在一定的地质条件下,含有诸如裂隙、节理、层理、断层等不连续的结构面组成的现场岩石,它是一个复杂的地质体。
2.1、岩石的渗透性:在一定的水力梯度或压力作用下,有压水可以透过岩石的孔隙或裂隙流动。
岩石这种能透水的能力称为岩石渗透性。
2.2、结构体:结构体是不同产状和不同规模结构面相互切割而形成的、大小不一、形态各异的岩石块体。
2.3、结构面的类型:按成因可分为原生结构面、构造结构面、次生结构面。
2.4、岩层产状三要素:走向、倾向、倾角。
2.5、RQD概念:用来表示岩体良好度的一种方法。
根据修正的岩芯采取率来决定的。
2.6、RMR法评价岩体的方法:该分类系统由完整岩石强度、RQD值、节理间距、节理状态及地下水状况5类指标组成。
具体做法为:(1)根据各类指标的数值,逐次计分,求和得总分RMR值(P27页表2-10);(2)根据节理、裂隙的产状变化对RMR的初值加以修正(P27页表2-11),以强调节理、裂隙对岩体稳定产生的不利影响。
3.1、脆性破坏、塑性(延性)破坏、弱面剪切破坏的基本概念;脆性破坏:岩石发生破坏时,无显著变形,声响明显,一般发生在单轴或低围压坚硬岩石(岩爆)。
塑形破坏:岩石发生破坏时,变形较大,有明显的“剪胀”效应,一般发生在较软弱岩石或高围压坚硬岩石。
沿软弱结构面(原生)剪切破坏:由于岩层中存在节理、裂隙、层理、软弱夹层等软弱结构面,岩层整体性受到破坏;在外荷载作用下,当结构面上的剪应力大于该面上的强度时,岩体发生沿弱面的剪切破坏。
3.2、影响岩石抗压强度的因素;矿物成分、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、试件形状和尺寸、加载速率。
3.3、形态效应和尺寸效应的含义;因应力集中,通常圆柱形试件的强度高于棱柱形试件的强度。
对于棱柱形试件,截面边长越多,其强度越高,这种影响称为形态效应。
岩石试件的尺寸越大,其强度越低,这一现象称为尺寸效应。
原因:试件尺寸越大,细微裂隙越多,破坏的概率增大,因而强度越低。
3.4、测定岩石抗拉强度的试验方法;直接试验——直接拉伸法(室内少用)间接试验——巴西劈裂法(室内常用)、点载荷试验(现场常用)、三点弯曲法。
3.5、测定岩石抗剪强度的试验方法;室内试验:常用直接剪切仪(直接剪切试验)、楔形剪切仪(楔形剪切试验)、三轴压缩仪(三轴压缩试验)测定岩石的抗剪断(抗剪)强度指标。
现场试验:主要以直接剪切试验为主,有时也可做三轴强度试验。
3.6、直剪试验试样破坏全过程的三个阶段;(1)弹性阶段,裂缝产生。
(2)裂纹发展、增长阶段。
(3)强度降低阶段,晶格错位。
3.7、莫尔-库伦准则;(P.47)基本观点:认为岩石破坏属于剪切破坏,即当剪切面的剪应力超过其抗剪强度时,岩石随即发生破坏。
对于Mohr 圆包络线,存在多种假设(包括抛物线、双曲线或摆线)。
一般认为,当σ<10MPa 时,包络线近似为直线,岩石的强度条件可用库伦方程式来表示: ϕστtg c f += 上式称为Mohr-Coulomb 方程式/准则(M-C 准则)。
3.8、格里菲斯理论的基本观点和推导思路;(P.50)基本观点:材料内部存在着许多细微裂缝,在力的作用下,这些裂缝的周围,特别是缝端,可以产生应力集中现象。
材料的破坏往往从缝端开始,裂缝扩展,最后导致材料的完全破坏。
推导思路:(1) 从岩石中取出任一条裂隙,简化为椭圆裂隙(长轴a 、短轴b ),外部应力场σ1、 σ3;(2)分析裂隙周边的切向应力σb ,取σbmax(3)求裂隙危险方向角β(从若干条裂隙中挑出最危险裂隙);(4)与材料参数建立联系,导出强度准则。
3.9、节理面稳定情况的判断及洞室边墙围岩的加固: 节理面稳定判别式:()()13cos sin sin cos cos 0j j j j c σβϕβσβϕβϕ-+-+≥弹性变形:荷载卸去后,变形可恢复(包括线性和非线性)的变形。
塑形变形:荷载卸去后,变形不能全部恢复,残留一部分永久变形的变形。
4.2、单轴压缩试验中,岩石应力-应变曲线上不同弹性模量的含义;4.3、证明习题4-1;4.4、典型岩石应力-应变全过程曲线的四个阶段;(1)压密阶段,这是由于细微裂隙受压闭合造成的。
(2)弹性工作阶段,应力与应变关系曲线为直线。
(3)塑形性状阶段,主要是由于平行于荷载轴的方向内开始强烈的形成新的细微裂缝,B点是岩石从弹性转变为塑形的的转折点,也就是所谓的屈服点,相应于该点的应力σ称为屈服应力。
(4)破坏阶段,C点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc。
4.5、岩石应力-应变曲线的影响因素;荷载速率、温度、侧向压力、各向异性。
4.6、现场变形试验;P.81-P.874.7、岩石反力的基本概念;当水工隧洞受到洞内水压力或其它荷载作用时,衬砌向岩石方向变形,此时衬砌会受到岩石的抵抗,也就是说岩石会对衬砌发生一定的反力,这个反力也称为抗力,是地下洞室设计中非常重要的参数。
4.8、岩石蠕变的基本概念及岩石蠕变特征;岩石蠕变:指岩石在应力恒定情况下,应变随时间增长的特性。
蠕变特征:(1)不同岩性,瞬时弹性变形与蠕变变形存在差异。
(2)应力水平影响蠕变量大小及蠕变速率。
(3)蠕变试验得到典型蠕变曲线分为三段:①初期蠕变-蠕变速率递减②恒速蠕变-dε/dt恒定,单位时间ε增加相同③加速蠕变-dε/dt不断增大,变形破坏4.9、推导马克思威尔模型和凯尔文模型的微分方程;P.94-P.955.1、天然应力、二次应力的基本概念;天然应力:指在天然状态下,岩体内部存在的应力,称为岩体天然应力或岩体初始应力,有时也称为地应力。
二次应力:指在工程活动(如工程开挖、修建建筑物等)和岩体特性相互作用下,岩体内初始应力发生集中、释放、叠加、转移等过程形成的重分布应力。
5.2、地应力的变化规律;(1)一般情况下,地应力场是一个三向不等压的空间地应力场,其大小和方向随时间和空间变化(2)1.在深度25-2700m范围内,垂直应力等于上覆层岩体重量。
2.水平应力大于垂直应力。
3.地应力随深度增加5.3、海姆假说的内容;在岩体深处的初始垂直应力与其上覆岩体的重量成正比,而水平应力大致与垂直应力相等。
5.4、地应力的测量方法(现场、室内);现场:应力解除法,应力恢复法,水压破裂法。
室内:声发射5.5、应力解除法测量地应力的基本原理;采用套钻孔或切割槽等方法把岩样全部或部分地从孔壁周围岩体中分离开来,同时监测被解除部位的应变或位移的响应,然后再根据岩石的本构关系(被解除的应变或位移与围岩远场应力之间的关系)来确定原位地应力。
5.6、圆形洞室围岩应力的分布特征;(P-112)5.7、应力集中系数的基本概念;切向应力σθ与垂直初始应力γH的比值6.1、山岩压力的基本概念;在水工建设中,把由于地下洞室开挖形成的围岩变形或破坏,且作用于衬砌(支护)上的压力称为山岩压力6.2、山岩压力与围岩质量之间的关系;(1)围岩质量优良(完整、强度高):地下洞室开挖后,围岩仅产生弹性回弹,二次应力小于围岩强度,围岩只有弹性变形而无塑性变形,且开挖后即完成,岩石无破坏或松动,围岩整体稳定,无支护力。
支护主要用来防止表层岩石风化及局部剥落。
此时山岩压力很小或几乎没有。
(2)中等质量岩石:地下洞室开挖后,围岩产生弹性、塑性变形,少量岩石破坏,应力重分布需要一定时间,具有粘性(变形随时间发展),但围岩整体稳定,支护上主要作用变形压力;支护的浇筑时间和结构刚度对山岩压力影响大。
(3)质量较差围岩(破碎、软弱岩体):岩石强度低,洞室开挖,产生较大塑性、粘弹性变形,二次应力超过岩石强度,局部围岩不稳定,容易塌落,主要形成松动压力。
支护的作用主要是支撑塌落岩块的重量,阻止岩体继续变形、松动和破坏。
6.3、影响山岩压力的因素;岩石性质、洞室的形状和大小、地质构造、支护的形式和刚度、洞室深度、时间、施工方法6.4、压力拱理论;P.123-P.127(1)适用范围:P.123(2)补偿:P.124(3)适用条件:P.127-P.1276.5、岩石坚固系数的基本概念;实际情况下,岩石存在凝聚力。
用增大内摩擦系数的方法来补偿这一因素,这个增大了的内摩擦系数称为岩石的坚固系数。
6.6、太沙基理论、芬纳公式、卡柯公式的计算对象;(1)太沙基理论的计算对象:计算松动山岩压力。
(2)芬纳公式的计算对象:计算变形压力。
(弹塑性理论)(3)卡柯公式的计算对象:计算松动压力。
(弹塑性理论)6.7、喷锚支护的原理;锚喷支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称,锚杆和喷射混凝土也可以独立使用,但工程上常将二者联合使用,这样大大地加强了它们对于围岩的支护能力,可以适用于各种围岩条件。
——————(结合图像)6.8、软弱围岩中喷混凝土的作用;防止围岩表面碎块的掉落,以保证碎块之间的镶嵌、咬合作用,防止逐渐坍塌;喷入岩体内宽的张开裂隙,改善岩体力学性质指标;同时,及时、贴紧对围岩向洞室的变形给予抗力(变形压力),改善应力状态。
8.1、坝基岩体失稳的形式及其特点;(1)表层滑动——沿坝体与岩基接触面发生滑动。
(2)深层滑动——沿岩基内部存在的节理、裂隙或软弱夹层及其他不利于稳定的结构面滑动。
(3)混合滑动——一部分沿砼和岩基接触面滑动,另一部分沿岩基中某一滑动面滑动。
8.2、表层滑动稳定性计算;P.1848.3、滑动面倾向下游时深层滑动稳定性计算;P.185-P189重点掌握抗力体极限平衡法和等Fs法。
9.1、岩坡的破坏类型;(1)岩崩——高陡边坡或坡顶岩体因风化、孔隙水压力、冻融、根劈、地震等因素作用而脱离并向坡脚堆积。
(2)岩滑——边坡残岩或岩体沿着某一软弱结构面或剪断岩体向临空方向滑动。
9.2、岩滑的类型;(1)平面滑动——由一个或多个走向与坡面近于平行的滑裂面构成,且顺走向方向的长度远大于坡高,可简化为平面滑动分析。
(2)楔形滑动——沿多个滑裂面交线滑动,属“空间滑坡”,按空间问题分析。
(3)旋转滑动——指滑裂面呈弧状,滑块绕一中心位置旋转滑动,多发生于土质边坡或均质岩坡中。
9.3、圆弧法岩坡稳定分析;P.193-P.195 注意最小安全系数9.4、岩坡的加固方法;(1)用混凝土填塞岩石断裂部分。
(2)锚栓或预应力锚索加固。
(3)用混凝土挡墙或支墩加固。
(4)挡墙与锚索或锚杆相结合的加固。