岩体力学复习题32页PPT
《岩石力学》复习资料
《岩石力学》复习资料１.1简述岩石与岩体的区别与联系。
答: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,力学性质可在实验室测得；岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况,反映岩体的实际强度。
1.2 岩体的力学特征是什么?答:(１)不连续性：岩体受结构面的隔断，多为不连续介质,但岩块本身可作为连续介质看待;(2)各向异性：结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异；(3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致,造成岩体的不均匀性;（4)岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏；（５）力学性质受赋存条件的影响:在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。
１．3岩石可分为哪三大类？它们各自的基本特点是什么？答：(1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石,强度高、均匀性好；(2）沉积岩:由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定,且具有各向异性；(3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。
力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。
1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。
研究任务:①建模与参数辨别；②确定试验方法、仪器与信息处理;③现场测试；④实际应用;研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征,岩石的物理、水理性质,岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，结构面的变性特征和强度参数的确定等）；②岩石和岩体的本构关系（岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系)；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算,岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价)：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(岩体原位力学实验原理和方法,岩体结构面分布规律的统计测试,岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用,工程稳定准则和安全预测理论与方法）。
岩石力学ppt课件第三章 岩体力学性质
含软弱夹层的层状岩体及裂隙岩体 （3）上凸型（弹-塑性岩体）
结构面发育且有泥质充填的岩体。
（4）复合型：阶梯或“S”型（塑-弹-塑性岩体)
20结21/8构/17面发育不均或岩性不均匀的岩体。
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（二）剪切变形特征：
(a)沿软弱结 构面剪切
(b)沿粗糙结构面、 软弱岩体及强风
化岩体剪切
(c)坚硬岩体 受剪切
峰前变形平均斜 率小，破坏位移 大；峰后强度损 失小。
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峰前变形平均斜 率较大，峰值强 度较高；峰后有 明显应力降。
峰前变形斜率大，
峰值强度高，破坏
位移小；峰后残余 强度较低。
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（三）各向异性变形特征：（P101蔡）
岩石的全部或部分物理、力学特性随方向不同而 表现出差异的现象称为岩石的各向异性。
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§3.1 概述
岩体=结构面（弱面）+结构体（岩石块体） 结构面：断层、褶皱、节理……统称
影响岩体力学性质的基本因素：
结构体(岩石)力学性质、结构面力学性质、岩体 结构力学效应和环境因素(特别是水和地应力的作用)
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§3.2岩体结构的基本类型 （地质学、复习、了解）
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孔隙静水压力作用
（三）力学作用：
孔隙动水压力作用
当多孔连续介质岩土体中存在孔隙地下水时， 未充满孔隙的地下水使岩土体的有效应力增加：
p
σα有效应力，σ 总应力，p 孔隙静水水压力
当地下水充满多孔连续介质岩土体时，使有效 应力减小：
p
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σα，σ ，p ： 含义同上
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《岩石力学》课件(2015总复习)
d.非配 称接触
图 4－ 7
一条张开裂缝的压缩变形曲线
抗剪强度
二、节理的切向变形
节理变形 扩容现象
（一）节理强度与剪切变形的关系
节理“
”曲线分为4类。见下图
强度准则： c tg
图4－12
齿状剪切面模型
T T cos N sin
N T sin N cos
裂隙度
三、岩体破碎程度分类
（一）裂隙度K
切割度
单组结构面
多组结构面
1.单组节理 设勘测线长度为 ，在 上出现的节理的个数为n， 则 k n 节理之间的平均间距为
d l 1 n k
实例： k=4/10=0.4/ m d=1/k=2.5m
10m
（二）切割度
xe
节理并非在岩体内全部贯通，用“切割度”来 描述节理贯通度，在岩体中取一平直断面，总 截面积为A，其中被节理面切割的面积为a；则 切割度为 a Xe 多处不连续切割叠加：
（1）天然密度：自然状态下，单位体积质量
G /V
G——岩石总质量；V——总体积。
（2）饱和密度：岩石中的孔隙被水充填时的单 位体积质量（水中浸48小时）
G1 VV W d V ( KN / m 3 )
VV——孔隙体积
（3）干密度：岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体 积质量（108℃烘24h） （KN/m3 ） G1——岩石固体的质量。
A
a
a
i
n
i
实例
(4)试验方法（VmC的确定）
a.无节理
c.配称接触
步骤：
（1）备制试件； （2）作σ-ε曲线（a）； （3）将试件切开，并配 b.径向 劈裂 称接触再作曲线（b）； （4）非配称接触，作曲线（c）; （5）两种节理的可压缩性 配称节理的压缩量： V V c a 非配称节理的压缩量：
岩体力学第二章岩石的基本物理力学性质PPT课件
岩石的强度和破坏
强度
岩石抵抗外力破坏的能力， 通常分为抗压、抗拉和抗 剪强度。
破裂准则
描述岩石在不同应力状态 下从弹性到破坏的过渡规 律。
破裂模式
岩石破坏时的形态和方式， 如脆性、延性、剪切等。
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岩石的物理力学性质与岩体力学应用
岩石的物理力学性质在岩体工程设计中的应用
岩石的物理性质在岩体工程设计中具有重要影响， 如密度、孔隙率、含水率等参数，决定了岩体的承 载能力和稳定性。
岩石的物理力学性质在岩体工程治理中的应用
在岩体工程治理中，需要根据岩石的 物理力学性质制定相应的治理方案。
在治理过程中，还需要根据岩石的变形和 破坏模式，采取相应的监测和预警措施， 以确保工程治理的有效性和安全性。
如对于软弱岩体，可以采用加固、注浆等措 施提高其承载能力和稳定性；对于破碎岩体 ，可以采用锚固、支撑等措施防止其崩塌和 滑移。
弹性波速
表示岩石中弹性波传播速度， 与岩石的密度和弹性模量等有 关。
岩石的塑性和流变
01
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塑性
当应力超过岩石的屈服点 时，岩石会发生塑性变形， 不再完全恢复到原始状态。
流变
在长期应力作用下，岩石 的变形不仅与当前应力状 态有关，还与应力历史有 关。
蠕变
在恒定应力作用下，岩石 变形随时间逐渐增加的现 象。
岩体力学第二章岩石的基本物 理力学性质ppt课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 岩石的物理性质 • 岩石的力学性质 • 岩石的物理力学性质与岩体力学应
用 • 结论
01
引言
岩石的基本物理力学性质在岩体力学中的重要性
岩石的基本物理力学性质是岩体力学研究的基础，对于理解岩体 的变形、破坏和稳定性至关重要。
钻孔内测试岩体工程力学参数方法PPT文档32页
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒
岩石力学考试试题及复习资料(东拼西凑版)
《岩石力学》1 研究岩石力学的意义？（1）岩石力学来源于生产实践，与人类的生产活动紧密相关（2）岩石力学在国民经济建设中有广泛的应用（水利建设、民用建筑、采矿工程、核能工业、石油工程：井壁稳定性分析、水力压裂、出砂预测、地层可钻性预测钻头优选、定向射孔、套管损坏机理、地面沉降。
确定井壁失稳机理和安全泥浆密度窗口。
）（3）不重视岩石力学研究将造成工程事故2 井壁失稳的危害？引起井下复杂或事故（恶性卡钻、严重漏失—井喷），严重影响钻探速度，造成经济损失，影响测井、固井质量，对储层产生损害，影响勘探成功率。
3 岩石力学：岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学，是运用力学和物理学的原理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。
4岩石：岩石是构成地壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体，具有一定的强度。
5 岩石分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩6 岩石力学研究对象的特点？不连续性：岩石物理力学性质呈现不连续变化的性质。
不均匀性：指天然岩体的物理、力学性质随空间位置不同而异的特性。
各向异性：是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性，具体表现在它的强度及变形特性等各方面。
渗透性：有压水可以透过岩石的孔隙、裂隙而流动，岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。
7 正断层：上盘相对下盘向下滑动。
逆断层：断层上盘相对下盘向上滑动。
8 节理：岩石中的裂隙或破裂面，沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移9 岩石力学研究方法：科学试验和理论分析10 岩石的组构特征及对力学性质的影响？组成岩石的矿物：硅酸盐类矿物、粘土矿物、碳酸盐类矿物、氧化物类矿物。
组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。
含硬度大的粒状矿物愈多，岩石强度高－花岗岩、闪长岩、玄武岩。
含硬度小的片状矿物愈多，岩石强度愈低－粘土岩、泥岩。
CaCO3含量愈高，强度高。
泥质含量高的，力学性质差。
岩体力学复习题
岩体力学复习题（2013）一、名词解释1、岩体力学是力学的分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
2、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。
3、结构面是指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。
4、岩体是指在地质历史中形成的，由有岩块和结构面网组成的，具有一定结构并赋存在一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体5结构悴*岩体屮被縉构山|切割側限|的岩薜块俶6、岩体结构是指岩体中的结构面和结构体的排列组合特征。
7、岩体完聯性系数从：托处指買体纵波速度栩昔块纵液速度之比的半方n8、岩石质忻指标RQD, k J 10cm的岩芯累计氐度与钻孔进尺长披Z比的百分数.9、岩石的水理性殛：岩石在水iff液命用下表现出来的性羸10I*仃的空眾比；乩足扌f■扎跑製隙讷体仏冷固你的依枳上比」11、岩和的吸氷承岩石试件在人Pid和窒淋条供卜细冋入水的质乘岩徉书SSJlt之比：12岩打的饱水系教：岩和的瞰水率与龟和阪水率之匕13岩冇的轶化系凱岩石软化系数氐定义为岩和试件的饱和抗压强应与幵抗压强度的比孤1415、单向抗压强度：岩石试件在单轴压力下抵抗破坏的极限能力或极限强度。
16、峰值强度：岩石应力应变曲线上对应最大应力值时的强度。
17诚余强度：岩孑i完全碱坏忙而仪柯内屠擦力］沟强膜.1819、岩石的抗蹿度,祖剪切荷载作用下.岩块抵抗剪切破坏的皿人剪应力一20初始模祗应力一应变曲域在廉点处的忧线料札21、切线核晟竄力一咸变曲线点线段的斜率。
22、割线模駅:从应力—隻曲践的康点到丽线上•点的!£线的斛札取通常傀的403応23、I24、疲ML ?；：叮网F艸林据限的紫圧丿匸反川栽I打：写賈址fl迥ikTj^Tf；・发「业环洞的应力低F单轴ftfKSME，这应力称为疲25、.26、回滞环：由于弹性滞后和塑性变形，使得应力应变曲线上的卸荷曲线与其本次的加荷曲线不重合且不能回到原点，而且重新加荷曲线也和上次卸荷曲线不重合，二者构成一个封闭的环，称之为回滞环。
岩体力学-岩体的力学特性.PPT
Xe变化在0－1之间变化； Xe值愈大说明结构面的连续 性愈好； 当Xe=1时，结构面完全贯通。 当Xe=0时，岩体完整。
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迹长：在岩体中沿结构面延展 迹线的长度。
岩体按切割度Xe的分类表 用结构面的迹长来描述和评 价结构面的连续性，并制订 了相应的分级标准 名称 切割度Xe
国际岩石力学学会(ISRM，1978)建议
III 级
IV 级
划分II类岩体结构 的基本依据 是岩体力学性质和 结构效应基础 坚硬结构面 破坏岩体的完整性， 与其他结构面形成 不同类型边坡破坏 方式。 16
结构面分级-4
级序 分级依据 地质类型 力学属性 影响岩体稳定性
分布随机，降低岩 块强度，是岩块力 学性质效应基础。 硬性结构面 若十分密集，又因 风化，形成松散介 质。
1.结构体的相对大小 2.结构体的块度 3.结构体的形状 板状结构体，柱状结构体，锥状结构体
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2.2 岩体静力学特性：
包括剪切变形和抗剪强度，以及法向变形;以剪切试验为研 究手段。 不连续面在剪切试验，包括室内剪切试验和现场剪切试验， 试验装置和简图 填充物对结构面抗剪强度的影响 1 夹层厚度：随着厚度的增加迅速降低，与法向应力的 大小有关 2 矿物颗粒：随着颗粒直径增大而增大，超过30mm，变 化不大 3 含水量：含水量增大导致抗剪强度大幅度降低
K=n/L ， d’ =1/K=L/n 线密度Kd：若取样线垂直结构面，则裂隙度被称为线密度。 间距d：同一组结构面法线方向上结构面平均距离。 Kd=n/L ， d =1/Kd=L/n
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多组结构面裂隙度K的计算： Ka=1/max =cosξa/da Kb=1/mbx =ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱosξb/db · · · · · · ， Kn=1/mnx =cosξn/dn K=Ka+Kb+· · · +Kn