岩土力学
岩土力学
岩体力学的发展可分为两个阶段： 连续介质力学阶段。把岩体视为一种完整的连续介质材料，将连 续介质力学的理论和方法，特别是把土力学理论移植过来，用于 解决在工程建设中遇到的岩体力学问题。 碎裂岩体力学阶段。在20世纪50年代末和60年代初，国际上发生 了几次大型水坝工程事故。在对这些重大事故研究过程中，逐渐 注意到岩体并不是完整一块，而是由节理、断裂等切割成的碎裂 岩体。在岩体力学研究中重视了节理、断裂面等力学作用，提出 了不连续性、不均匀性、各向异性是岩体的重要特征；注意到尺 寸效应等现象。在力学分析上出现了块体分析的理论和方法。 当 前，连续介质力学理论仍具有支配作用。同时，正在注意研究碎 裂介质岩体力学分析理论和方法；研究结构力学的理论和方法在 岩体力学研究中的应用；研究运用岩体变形观测反分析与岩体改 造措施相结合的实用岩体力学问题，不断地深入认识岩体，修改 设计，补充岩体改造措施，使岩体工程设计逐步完善，并有了一 套应用岩体力学的理论和方法。
拉伸破坏
劈裂破坏
剪切破坏
延性破坏
岩石材料的试验机
非刚性机
刚性机
岩石的强度
岩石的强度——表示岩石抵抗外力破坏能力的大小 峰值强度——在临近破坏时具有的最大承载能力。 残余强度——在发生破坏后仍然具有的承载能力。 岩石的抗压强度、抗剪强度及抗拉强度——岩石在
压缩、剪切或拉伸应力作用下的抗破坏能力各不相同，与 之相对应的强度值分别为抗压强度、抗剪强度和抗拉强度。
o B、沉积岩 o 是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质，在 原地或被外力搬运，在适当条件下沉积下来， 经胶结和成岩作用而形成的，具层理构造。
o C、变质岩 o 是在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后 形成的。由于温度、压力的不同，则有高温变 质、中温变质及低温变质，再加上作用力的不 同，又有更多的组合的变质混合条件。
岩土力学-PDF
2.3 地基变形 2.3.2 基础最终沉降量计算
单一土层一维压缩问题
p
h1/2
σ cz
=
γ
2
h1/2
σcz
γ,e1 σz=p
h1
S
=
ε zh1
=
ε vh1
=
e1 − e2 1 + e1
h1
侧限条件
e-p曲线
压缩前
p1 = σ cz
e1
压缩后
p2 = σ cz + σ z
e2
32
2.3 地基变形 2.3.2 基础最终沉降量计算
注册土木工程师（水利水电工程）资格考试
水利水电工程专业基础知识
第二章 岩土力学
1
2.1 土的组成和物理性质指标
2.1.1 土的组成与结构 2.1.2 土的三相比例指标 2.1.3 土的物理状态指标 2.1.4 土的击实特性 2.1.5 土的工程分类
2
2.1 土的组成和物理性质
土的三相组成——土的固相 颗粒级配
e
e
1.0 0.9
0.9
0.8 0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
0 100 200 300 400
p(kPa)
压缩主支 再压缩曲线
膨胀曲线
100
1000
lgp(kPa)
26
2.3 地基变形 2.3.1 土的压缩性——压缩性指标
e e - p 曲线
1.0
a = − Δe Δp
压缩系数，kPa-1或MPa-1
— 曲率系数 Cc = 1 ~ 3, 级配连续性好
d10
4
2.1 土的组成和物理性质
岩土力学与地质灾害研究
岩土力学与地质灾害研究岩土力学与地质灾害研究是一门专注于地质工程问题的学科，旨在研究土壤、岩石和地质构造的力学性质，分析地下工程中可能出现的地质灾害，并提供相应的防范和控制措施。
本文将对岩土力学与地质灾害研究的相关内容进行探讨。
一、岩土力学的基本概念和原理岩土力学是研究岩土材料在外力作用下的力学性质和变形规律的学科，其基本概念主要包括应力、应变、强度和变形等。
应力是指单位面积上的力的作用，应变则是物体形状和尺寸发生变化时的相对变化情况。
在岩土力学中，应力和应变的关系是其研究的核心内容之一。
另外，强度和变形也是岩土力学中的重要概念。
强度是指岩土材料能承受的最大应力水平，变形则是描述岩土材料在外力作用下形状和尺寸的变化情况。
岩土力学通过研究这些概念之间的关系，以及不同岩土材料在不同应力条件下的行为规律，为地下工程的设计和施工提供科学依据。
二、地质灾害的类型和成因地质灾害是指由于地质因素引起的，对人类生产活动和生活造成危害的各种事件。
常见的地质灾害类型包括地震、滑坡、泥石流、地面沉降等。
这些地质灾害的成因多种多样，其中地震是由地壳运动引起的地表震荡，滑坡则是由于土壤的流动和变形引起的。
泥石流是由于大雨等自然因素导致土壤和岩石溃决而形成，地面沉降则是由于地下水的提取和地质构造运动引起的。
三、岩土力学在地质灾害研究中的应用岩土力学是地质灾害研究中的重要工具之一，它能够帮助人们更好地理解地下工程中可能出现的地质灾害，并提供相应的防范和控制措施。
岩土力学正是通过研究土壤、岩石和地质构造等力学性质，为地质灾害的发生机理和发展规律提供科学依据。
在地质灾害预测与评估方面，岩土力学可以通过对地质灾害类型和成因的研究，分析地下工程中可能存在的潜在风险。
同时，通过对地下水位变化和土壤参数的监测，岩土力学还可以对地质灾害的发展过程进行实时监测和预测，从而提前采取相应的预防措施。
在地质灾害防治和治理方面，岩土力学能够为地下工程的设计和施工提供科学指导。
岩土工程力学
岩土工程力学岩土工程力学是土木工程的重要分支学科，它研究地球表层的岩石和土壤在施工过程中的力学行为以及与建筑物和结构物相互作用的规律。
了解岩土工程力学对于土木工程师来说至关重要，因为它能够帮助他们设计和建造更稳定和安全的建筑物。
一、岩土工程力学的基本概念和原理岩土工程力学的基本概念和原理包括弹性力学、塑性力学、固结和沉降等基本理论。
弹性力学研究岩土材料在受力作用下的弹性变形规律，塑性力学研究岩土材料在超过一定应力时发生塑性变形和破坏的规律。
固结和沉降则主要研究土壤在荷载作用下的变形和沉降性能，这对于基础工程设计和施工非常重要。
二、岩土工程力学的应用岩土工程力学的应用范围非常广泛，在土木工程中起着重要作用。
以下为几个常见的岩土工程力学应用：1. 地质勘察和岩土勘探：通过岩土工程力学的原理和方法，可以对地下岩土体的力学性质进行测试和分析，以获取地质和工程参数，为工程设计提供依据。
2. 地基工程设计：岩土工程力学用于研究土壤的强度、压缩性和稳定性等性质，从而确定建筑物的基础设计方案，确保建筑物的稳定和安全。
3. 土石坡和边坡稳定性分析：通过岩土工程力学的原理，可以确定土石坡和边坡的稳定性，并提出相应的加固措施，防止其滑动和坍塌。
4. 地下隧道和地下工程施工：岩土工程力学用于分析土体和岩体对隧道和地下工程的影响，并提供相应的加固和支护方案，确保施工的安全和顺利进行。
5. 地震工程：岩土工程力学主要用于研究地震对土壤和岩石的影响，分析建筑物地震响应及结构的抗震能力，并提供相应的抗震设计方案。
三、案例分析：岩土工程力学在大坝工程中的应用岩土工程力学在大坝工程中具有十分重要的应用价值。
大坝工程的稳定和安全与坝基的岩土工程力学性质息息相关。
通过对大坝工程的岩土力学分析，可以评估大坝的稳定性和抗震性能，制定合理的建设方案和加固措施。
以某高坝工程为例，该坝位于岩石地层中，需要对岩石的强度、断裂面和岩体的稳定性进行详细的研究。
岩土力学与工程地质学研究
岩土力学与工程地质学研究一、岩土力学岩土力学是研究地下岩石和土壤的力学性质和力学行为的学科，它是岩土工程学的基础。
岩土力学主要包括岩土物理力学、岩土力学实验和理论岩土力学三个方面。
1.岩土物理力学岩土物理力学是研究岩土材料的物理性质的分支学科，主要研究的是岩土材料的密度、孔隙度、孔隙率、吸湿性、热膨胀系数等物理性质，这些性质与材料的力学行为密切相关。
研究岩土物理力学是为了更好地了解岩土材料的性质，从而为岩土工程提供依据。
2.岩土力学实验岩土力学实验是指通过实验手段研究岩土材料的性质和力学行为。
其主要目的是为了获取材料的力学参数，比如材料的强度、刚度、稳定性等，从而为岩土工程设计提供依据。
通过岩土力学实验，可以检验设计方案的可行性，并提出改进意见。
3.理论岩土力学理论岩土力学是研究岩土材料的宏观力学行为和力学性质的学科，主要研究岩土材料的应力应变关系、破裂与变形等力学行为。
岩土力学所涉及的理论框架包括弹性力学、塑性力学、摩擦力学等基础力学学科，这些框架都有广泛的应用，从而更好地研究岩土工程的问题。
二、工程地质学工程地质学是岩土工程学的分支学科，主要研究自然地质环境、地质构造、岩石和土壤的特征及其与工程建设活动的关系。
该学科的研究，主要为地下工程设计提供可靠的技术依据，同时也是建立工程安全评估和风险预测体系的重要基础。
1.工程地质调查工程地质调查是工程地质学的主要工作内容之一。
该调查内容主要包括地质环境与地质构造、地质灾害及其规律、地下水位变化与其对工程的影响等方面。
通过工程地质调查，可以为工程设计提供完备的岩土环境信息，帮助设计人员科学制定工程方案。
2.岩土体稳定性分析岩土体稳定性分析是工程地质学的重要内容之一，主要研究的是地质灾害的预防与治理。
在岩土体稳定性分析中，常涉及到地质体的稳定性、坡面的稳定性、洞室的稳定性等问题，需要运用复杂的力学分析方法和模型，综合考虑地形、水文、地质和工程条件等因素。
(完整版)岩土力学参数大全
综合上面分析，最终确定的本文计算分析采用的各土层参数见表4-1表4-1土层主要力学指标和计算参数层号土层名称土层体积模量/Pa剪切模量/Pa粘聚力/Pa摩擦角/,膨胀角/。
抗拉强度/Pa厚度/m密度∕kg.m'3I 杂填土10 1800 7.0E6 3.2e6 5E3 5 0 IE52 粉质粘土 4.8 2000 I.86E7 9e6 1.8E4 22 0 IE53 强风化砾岩 2.5 2050 I.38E8 5.96e7 4.2E4 30 0 1E54 中风化砾岩 6.3 2100 6.3E8 3.86e8 1.5E5 35 0 1E5表4-2支护桩主要计算参数密度∕kg.m*3直径/m截面积∕m2弹性模量/Pa泊松比惯性矩XCI1Zm4惯性矩XCl√m42500 0.8 0.5024 2.8E10 0.2 0.02 0.02表4-3锚索主要计算参数编号钢胶线根数、直径弹性模量/Pa截面积∕m2屈服强度/Pa钻孔周长/m摩用力/N.m∙,水泥体剪切刚度/Paid=I 3×7φ5I.95E1I 420E-6 1.86E9 0.47] 2.5E4 3.37E9 id=2 5x7"5 1.95Eil 700E-6 1.86E9 0.471 2.5E4 3.37E9各层上的力学参数表5-2参数第一层土第一层十第二层土第四层十.泥岩厚度/m7 7 2 7 23 密度/(kgΛ113)1750 2000 1800 2000 2350 体枳模量/MPa0 38.9 8.0 83.3 136.5 切变模量/MPa0 13.0 4.8 17.9 20.0 内聚力ZkPa 3 5 0 5 14000 摩擦角/(。
)20 40 25 45 361.08 抗拉强度/MPa表4-1本次模拟中涉及到的土体的体积模量和剪切模■计算值常用岩土材料力学参数(E,V)与(K,G)的转换关系如下：E一E3(l-2v)(7.2)当V值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5,因为计算的K值将会非常的高，偏离实际值很多。
土木工程中的岩土力学研究
土木工程中的岩土力学研究土木工程是一门广泛涉及各种工程项目的学科，其中岩土力学研究被广泛应用于建筑、道路、桥梁和地下工程等领域。
岩土力学的研究为土木工程的可持续发展提供了重要理论和技术支持。
一、岩土力学的概念和基本原理岩土力学是研究岩石和土壤力学性质及其相互作用的学科。
它通过试验、实测和数值模拟等手段，研究土体和岩体的力学性质，探讨其在外力作用下的变形、破坏和稳定性问题。
岩土力学的研究内容主要包括土体和岩体的物理性质、本构关系、强度和变形特性、渗透性和固结性质等。
二、岩土力学在土木工程中的应用1.建筑工程中的岩土力学研究在建筑工程中，地基是承载结构荷载并传递至地下的关键部分。
岩土力学研究提供了评估地基稳定性、设计承载能力、预测地基沉降和制定加固方案等基本设计参数。
例如，利用岩土力学的理论和实验数据，工程师可以决定使用什么类型的地基和地基处理方法，以确保建筑物的安全性和稳定性。
2.道路和桥梁工程中的岩土力学研究在道路和桥梁工程中，地质条件对工程的影响特别重要。
岩土力学的研究提供了道路和桥梁地基设计的依据。
例如，在岩层较强的地区，采用钻孔桩或挡墙等加固手段，可以增加地基的稳定性和承载能力。
3.地下工程中的岩土力学研究地下工程包括地下隧道、地下室和地铁等，这些工程常常需要穿越复杂的地质条件。
岩土力学研究提供了对地下工程施工和运行过程中的土体和岩体力学行为的深入了解。
例如，在地下隧道工程中，岩土力学可以帮助确定隧道的地质参数、预测围岩的稳定性，并制定相应的支护和加固措施。
4.岩土工程的环境影响在岩土力学研究中，还需要考虑土壤和岩石对环境的影响。
例如，在基础工程中，土壤和岩石的渗透性和固结性质对水资源和环境保护具有重要影响。
岩土力学的研究可以提供土壤和岩石对地下水流和水污染的影响等方面的数据，有效保护环境。
三、岩土力学研究的技术手段和方法岩土力学研究使用了多种技术手段和方法。
其中，实验方法通过试验室和现场观测，研究土体和岩体的物理性质、强度参数、变形特性和破坏机理等问题。
土木工程中的岩土力学分析
土木工程中的岩土力学分析岩土力学是土木工程中一个重要的学科领域，它研究土壤、岩石及它们与工程结构的相互作用。
岩土力学分析的目标是通过研究土地的物理和力学特性以及各种外部因素的影响来评估土地的稳定性和承载能力。
本文将介绍土木工程中的岩土力学分析的方法和应用。
一、岩土力学分析的基本原理岩土力学分析是基于几个基本原理进行的。
首先，土壤和岩石是由颗粒和孔隙组成的多孔介质，其物理和力学特性直接影响工程结构的稳定性和安全性。
其次，土壤和岩石具有一定的强度和变形特性，可以通过试验和实测来确定。
最后，土体的稳定性和承载能力受到外部因素（如水分、荷载、温度等）的影响，需要进行全面的力学分析。
二、岩土力学分析的方法1. 可塑性指数法可塑性指数法是一种常用的土壤力学测试方法，可以通过实验测定土壤的塑性指数来评估其可塑性。
这种方法适用于粘土等可塑性土壤的力学特性分析和变形性质的评估。
2. 剪切强度测试剪切强度测试是评估土壤和岩石抗剪强度的常用方法。
通过剪切试验，可以测定土壤和岩石的剪切强度参数，如黏聚力和内摩擦角，从而评估其稳定性和抗剪性能。
3. 地下水测试地下水对土体的稳定性有较大的影响，因此地下水测试是岩土力学分析中必不可少的一步。
通过测定地下水位、渗流速度和压力等参数，可以评估土壤和岩石在不同水位条件下的稳定性。
4. 土体压缩试验土体压缩试验是评估土体变形特性和压缩性能的重要测试方法。
通过施加一定的压力，测定土壤的压缩指数和压缩模量，可以预测土体在实际荷载作用下的变形行为。
5. 数值模拟方法数值模拟方法是现代岩土力学分析中广泛应用的技术手段。
通过建立土壤或岩石的数值模型，结合材料性质、荷载条件和边界条件等参数，可以模拟土体和工程结构的受力和变形过程，并进行稳定性和安全性评估。
三、岩土力学分析的应用岩土力学分析在土木工程中有着广泛的应用。
例如，在基础工程中，通过岩土力学分析可以确定地基的承载能力和变形性能，从而设计合适的基础结构。
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岩土力学试题(五)
一、名词解释
1、孔隙比
2、挡土墙
3、基底附加压力
4、有效粒径
二、填空题
1、地基的破坏类型有、、。
2、按岩石质量指标压缩系数可将土体分为、、
共三种。
3、土的抗剪强度是由和两部分组成，、
是两个重要的土的抗剪强度指标，它们是随着一系列因素变化的，通常有和两种表示方法，前者不单独考虑孔隙水压力。
常视其和不同，在直剪试验中模拟为快剪、慢剪和固结快剪。
在三轴试验中称之为和，但此时如试验中出现孔隙水压力，也可以整理出有效应力指标C/，ϕ/一般来说效应力指标ϕ/要于总应力指标ϕ，效应力指标C/要
于总应力指标C。
三、选择题
1. 土的孔隙率e值可能变化的范围为。
A. 1>e>0
B. 1≥e≥0
C. e > 0
2. 土的灵敏度可用试验加以测定。
A．三轴排水剪 B. 无側限抗压强度 C. 直剪
3.在计算地基中同一点附加应力σz时,如矩形基础当作条形基础计算,
则所算得的σz
A. 偏小
B. 偏大
C. 偏小、偏大不一定
4. 当地基土的性质，基础宽度B和基础埋深D相同，正方形的极限
承载力将条形基础的极限承载力。
A．大于 B. 等于 C. 小于
5. 对于具有相同宽度的各种荷载面积, 如荷载强度相同, 则在各
种荷载面积中心下同一深度处的竖向附加应力以荷载
面积为最大。
A. 正形
B. 矩形
C. 条形
6.某垂直分层的天然土体, 分别测得垂直向渗透系数K v和水平向
渗透系数K h, 则K v K h,。
A．大于 B. 等于 C. 小于
7. 当粘性土的I L<0确时,天然土处于状态
A. 流动状态
B. 可塑状态
C. 坚硬状态
8. 在荷载作用下,饱和粘土如有条件排水固结, 则其抗剪强度将
随时间而。
A．增大 B. 减小 C. 保持不变
9.设挡土墙墙背填土是均质的，如果填土的抗剪强度增大，这时作
用在挡土墙上的土压力将。
A．减小 B. 增大 C. 保持不变
10. 超固结土欠固结与超固结土相比, 前者压缩性较后者。
A. 无区别
B. 大
C. 小
四．问答题
1．影响三轴试验结果的主要因素有哪些？
2．简述标准贯入试验的主要工作步骤。
五．计算题
1．某条形基础下地基土体中某点的应力为: σz=250kN/m2, σx=100 kN/m2,τ=40 kN/m2。
已知土的c=0, φ=300，问该点是否剪破？如σz、
σx不变，τ值增至60 kN/m2，问该点又如何？
2．试根据下图回答提出的问题：）
已知γ=18.6KN/m3 ; e=0.70; a=0.5MPa-1
A.确定基底中心点的附加应力；
B.确定岩面的总压力；
C.确定基础的沉降量。
3. 土层剖面如图所示, 上部为8m厚的粘质粉土层, 重度γ=18KN/m3；
下部为粉质粘土层，重度γ=19KN/m3；地下水位在地面下8m处。
在粉质粘土层底下有一承压水层，测压管测得的水位可升至地面下2m。
（1）A点的总应力、孔隙水压力、有效应力；
（2）若进行大面积基坑开挖，试问容许最大开挖深度为多少时才不会出现流砂或底板隆起的现象？
4. 某饱和粘性土在三轴仪中进行固结不排水试验，施加围压力σ3=200
kN/m2, 试样破坏时的主应力差σ1-σ3=280 kN/m2作用下，测出孔隙水压力u=180 kN/m2, 如果破坏面与水平面的夹角为570,试求破坏面上的法向应力和剪应力以及试件中的最大剪应力；绘出破坏时总应力圆和有效应力圆。