岩石力学

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简述岩石力学的定义

简述岩石力学的定义

简述岩石力学的定义
岩石力学是研究岩石和岩土在各种外界力作用下的改变、破坏特性、力学性质和岩土
结构稳定性的学科。

岩石力学主要的研究对象是岩石,包括岩体、岩石结构体和碎屑岩等。

但实际上,岩石力学也包括了砂土、卵石、黏土等岩土工程中的研究对象。

岩石力学主要研究包括以下几个方面:
1. 岩石的机械性质研究
岩石力学主要研究岩石的强度、模量、弹性模量、泊松比、裂纹及其扩展等力学性质,这些性质对岩石的破坏和变形有着重要的影响。

2. 岩土结构稳定性研究
岩土结构稳定性研究是岩石力学的一个重要分支,主要研究各种地质构造及其围岩的
静力学、动力学及其各种稳定性问题,如地层断层的活动性、坑壁稳定性等。

3. 岩石力学实验研究
岩石实验研究是通过对岩石样本进行力学试验以获得各种岩石性质及其相互关系的一
种手段,包括岩石单轴压缩试验、岩石拉伸试验、岩石弯曲试验、岩石三轴试验等。

岩石力学数值模拟研究是基于各种岩石力学理论和试验数据建立的数学模型,模拟各
种岩石在不同外力作用下的变形和破坏过程。

总之,岩石力学的研究范围极为广泛,包括从岩石的基本机械性质到岩土工程稳定性、隧道工程稳定性、岩石围岩掘进等诸多应用领域。

因此,岩石力学在矿山、地质、土木、
水利、能源等领域都有着广泛的应用。

岩石力学主要知识点

岩石力学主要知识点

1、岩石力学定义:研究岩石的力学性状(behaviour)的一门理论科学,同时也是应用科学;是力学的一个分支;研究岩石对于各种物理环境的力场所产生的效应。

初期阶段(地应力):海姆静水压力假说,朗金假说,金尼克假说:经验理论阶段:普世理论,太沙基理论。

2、地下工程的特点:1).岩石在组构和力学性质上与其他材料不同,如岩石具有节理和塑性段的扩容(剪胀)现象等;2).地下工程是先受力(原岩应力),后挖洞(开巷);3).深埋巷道属于无限城问题,影响圈内自重可以忽略;4).大部分较长巷道可作为平面应变问题处理;5).围岩与支护相互作用,共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移;6).地下工程结构容许超负荷时具有可缩性;7).地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力;8).几何不稳定结构在地下可以是稳定的.3、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素:1).矿物:地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物;2).结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况;3).构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系。

4、岩石力学是固体力学的一个分支。

在固体力学的基本方程中,平衡方程和几何方程都与材料性质无关,而本构方程(物理方程/物性方程)和强度准则因材料而异。

岩石的基本力学性质主要包括2大类,即岩石的变形性质和岩石的强度性质。

5、研究岩石变形性质的目的,是建立岩石自身特有的本构关系或本构方程(constitutive law or equation),并确定相关参数。

研究岩石强度性质的目的,是建立适应岩石特点的强度准则,并确定相关参数。

6、岩石强度:岩石介质破坏时所能承受的极限应力;单轴抗压强度、单轴抗拉强度、多轴强度、抗剪强度。

7、研究岩石强度的意义:1).岩石分类、分级中的重要数量指标;2).作为强度准则判别:当前计算点处于全应力应变曲线哪个区;3).计算处或测定处的岩土工程是否稳定;4).在简单地下工程条件下,可作为极限平衡条件(塑性条件),求解弹塑性问题的塑性区范围,以及弹性区和塑性区的应力与位移.8、岩石的破坏形式:1).拉伸破坏: (a)为直接拉伸,(b)为劈裂破坏2).剪切破坏3)塑性流动4).拉剪组合9、岩石单轴强度定义:岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力;公式: σc=P/A 式中,σc——单轴抗压强度,MPa,也称无侧限强度;P——无侧限条件下岩石试件的轴向破坏荷载; A ——试件的截面面积。

岩体力学名词解释

岩体力学名词解释

岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用的科学,它是力学的一个分支,是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。

应力:应力指物体在所受面力作用下内部产生的内力的集度。

正应力:应力在其作用截面的法线方向的分量。

剪应力:应力在其作用截面的切线方向的分量。

体力:分布在物体体积内的力。

面力:分布在物体表面上的力。

内力:物体本身不同部分之间相互作用的力。

正面:外法线沿着坐标轴的正方向的截面。

正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正,反之为负。

负面:外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。

负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正,反之为负。

主平面:单元体剪应力等于零的截面。

主应力:主平面上的正应力。

强度(峰值强度):在一定条件下,岩石发生破坏时单位面积所能承受的最大载荷。

残余强度:岩石完全破坏后所能承受的一个较小的应力值。

应变软化:指岩石达到峰值强度以后继续变形,其强度随变形量增加而降低/减少的特性。

塑性变形:岩石失去承载能力以前所承受的永久的变形。

屈服:有些材料在开始出现塑性变形之后,常在应力不变或应力增加很小的情况下继续产生变形,这种现象称为屈服。

屈服点:岩石从弹性转变为塑性的转折点有效应力:一般意义,是指对多孔渗水材料总的力学特征起主导作用的应力。

有效应力是外加或总应力和孔隙压力的函数。

切线杨氏模量:应力-应变曲线上某一确定点的斜率,一般取50%峰值强度点的斜率。

平均杨氏模量:应力-应变曲线上近似直线部分的斜率平均值割线杨氏模量:坐标原点与某一定点连线的斜率扩容:岩石在塑性阶段的体积膨胀称为扩容现象,它主要由于变形引起裂隙发展和张开而造成的岩石:岩石是组成地壳的基本物质,它由各种岩矿或岩屑在地质作用下按一定规律通过结晶联结成或借助于胶结物粘结组合而成。

岩体:是指天然埋藏条件下大范围分布的,由结构面和结构体组成的地质体。

岩石结构面的产状:即结构面在空间的产生状态和方位,用结构面上倾斜度最大的倾斜线与水平面成的夹角,以及对应倾向线的方位(从真北方向顺时针测得)来描述结构面的间距:一组结构面在法线方向上两相邻面的距离。

常用岩石力学参数

常用岩石力学参数

常用岩石力学参数岩石力学是研究岩石在外力作用下变形和破裂行为的学科,它主要关注岩石的力学性质,包括强度、应力和应变等参数。

以下是一些常用的岩石力学参数。

1. 弹性模量(Young's modulus):弹性模量是衡量岩石对外力响应的能力的指标。

它表示单位应力下岩石的应变程度,通常以帕斯卡(Pa)为单位。

弹性模量越大,岩石的刚度越高,其抵抗变形的能力更强。

2. 柏杨比(Poisson's ratio):柏杨比用于描述岩石在受力作用下体积的变化情况。

它是岩石纵向应变和横向应变的比值,无单位。

柏杨比一般位于0.15到0.40之间,数值越大代表岩石越容易体积收缩。

4. 应力-应变曲线(Stress-strain curve):应力-应变曲线描述了岩石在受力过程中的应力和应变之间的关系。

根据曲线的形状,可以了解岩石的变形特性,如弹性变形阶段、塑性变形阶段和破裂阶段等。

应力-应变曲线是评估岩石稳定性和强度的重要工具。

5. 破裂韧度(Fracture toughness):破裂韧度是衡量岩石抵抗破坏的能力的参数,描述了岩石在外力作用下延伸至破断的能力。

破裂韧度越大,岩石的抗破坏能力越强。

6. 体积压缩模量(Bulk modulus):体积压缩模量是衡量岩石抵抗体积压缩的能力,代表岩石抵抗体积缩小的刚度。

体积压缩模量越大,岩石的抗压能力越强。

7. 粘聚力(Cohesion):粘聚力是指岩石内部颗粒间的粘结力,也被称为内聚力。

粘聚力越大,岩石的抗拉强度就越高。

8. 摩擦角(Friction angle):摩擦角用于描述岩石内颗粒间的摩擦性质。

摩擦角越大,岩石的抗剪强度越高。

9. 泊松比(Poisson ratio):泊松比是衡量岩石在拉伸或压缩过程中横向变形和纵向变形之间关系的参数。

泊松比越大,岩石的收缩性越高。

这些常用的岩石力学参数可以帮助工程师和地质学家了解岩石的力学性质,评估其稳定性和抗破坏能力,在工程设计和地质勘探中起到重要的作用。

岩石力学基础知识培训

岩石力学基础知识培训

岩石力学在工程中的应用
岩石力学在岩土工程设计中具有重要地位,是确保工程安全性和稳定性的关键因素之一。
在进行岩土工程设计时,需要考虑岩石的力学性质、地质构造、地下水等因素,以确保工程的安全性和稳定性。
岩石力学理论和方法的应用,可以帮助工程师更好地理解和预测岩石的力学行为,从而优化设计方案。
在岩土工程施工过程中,岩石力学是指导施工的重要依据。
要点一
要点二
详细描述
岩石的工程分级是岩石力学中的重要内容之一。根据岩石的工程地质条件、岩性、岩体结构特征等因素,可以将岩石分为不同的等级,如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。不同等级的岩石具有不同的工程地质特征和力学性质,对工程建筑物的稳定性和安全性有重要影响。了解和掌握岩石的工程分级,可以更好地指导工程设计和施工,确保工程的安全性和稳定性。
岩土工程监测是确保工程安全性和稳定性的重要手段,而岩石力学则是监测和加固的重要理论基础。
案例分析
总结词:隧道工程中岩石力学问题主要涉及隧道掘进、支护结构设计和稳定性分析。详细描述:在隧道工程中,岩石力学问题主要涉及隧道掘进过程中对围岩的扰动、支护结构设计以及隧道稳定性分析。隧道掘进过程中,需考虑围岩的应力分布和变形特性,采取合理的掘进方案和支护措施,确保隧道施工安全。支护结构设计时,需根据围岩的力学性质和隧道跨度等因素,选择合适的支护结构形式和材料,以满足隧道稳定性和安全性的要求。隧道稳定性分析是评估隧道施工期和运营期的安全性,通过监测围岩的位移、应力和变形等参数,及时发现潜在的安全隐患,采取相应的措施进行加固和修复。
总结词
岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂缝的发育程度,对岩石的渗透性、压缩性和强度等性质有重要影响。
详细描述
岩石的孔隙性取决于其形成环境和地质历史,包括沉积岩中的孔隙、火成岩中的气孔和变质岩中的片理等。孔隙性对岩石的工程性质具有显著影响,例如在石油和天然气勘探中,孔隙性是评估储层质量的重要参数。

岩石力学

岩石力学

岩石力学岩石的物理性质 一、 岩石的分类火成岩:侵入岩和喷出岩。

沉积岩:砂岩(95%的油气储量)、页岩(待开采,如页岩气、煤层气)、石灰岩。

变质岩:不含油气。

二、 岩石的强度主要取决于:组成其矿物的强度、连接结构形式、岩石的结构和整体构造、胶结物的成分和胶结方式 三、岩石的物理性质孔隙度、渗透率、可压缩性、导电性、传热性的总称。

1、 孔隙度:绝对孔隙度:φ = V 孔/V 岩总 孔隙度越高,岩石的力学性质越差。

有效孔隙度: φ有效 =V 连通/V 孔总。

2、 渗透性:在一定压力作用下,孔隙具有让流体(油、气、水)通过的性质。

其大小用渗透率来描述,反映了流体在岩石孔隙中流动的阻力的大小。

达西定律:A LhK Q ∆=φ...K Φ——反应岩石性质系数 含义:以粘度为1厘泊的流体完全饱和于岩石孔隙中,在1个大气压差的作用下,以层流的方式用过截面积为1cm 2,长度为1cm 的岩样时,其流量为1cm 3/s 。

则渗透率为1达西(D )。

3、 岩石中的油、气、水饱和度。

…4、 岩石的粒度组成和比表面积:粒度组成的分析方法:筛分析法和沉降法。

通过粒度得孔隙度。

比表面积:单位体积岩石内颗粒的总表面积。

通过粒度组成估算比面。

孔隙度、粒度、比表三者之二求一岩石的力学性质岩石的类型、组成成分、结构构造、围压、温度、应变率、载荷等对其力学性质都有影响 一、 岩石变形性质的基本概念1、 弹性:… 基本弹性参数E 、υ。

2、 塑性3、 黏性:物体受力后,变形不能在瞬时完成,且应变率随应力的增加而增加的性质。

4、 脆性:受力后变形很小就发生破裂的性质。

(ε>5%就发生破裂的称为塑性材料,小于的称脆性材料)5、 延性:发生较大塑性变形,但不丧失其承载能力的性质。

岩石在常温,常压下,并不是理想的弹性或塑性材料,而是几种的复合体,如塑弹性、塑弹塑、弹塑蠕。

其本构关系略。

6、常温常压下岩石的典型应力-应变曲线:(重点)OA---塑性,应力增加快,但应变增加不多。

岩石力学复习资料

岩石力学复习资料

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。

岩石力学基础

岩石力学基础

岩石力学基础
岩石力学是研究岩石在受力作用下的变形和破坏规律的科学。

它是岩土工程学、地质学、矿山工程学、地震学等领域的重要基础学科,也是岩土工程设计和施工的基础之一。

岩石力学的研究对象是岩石体系,包括岩石、岩层、岩体等。

岩石体系在受到外部力的作用下会发生变形和破坏,因此,岩石力学的研究内容主要包括岩石变形和破坏的机理、规律和特征,以及岩石结构和性质等方面。

岩石力学的基础理论包括弹性力学、塑性力学、断裂力学等。

其中,弹性力学是岩石力学的基础,它描述了岩石在受到外部力作用下的弹性变形规律。

塑性力学则描述了岩石在超过一定应力时发生的塑性变形规律。

断裂力学则描述了岩石在超过其强度极限时发生的断裂和破坏规律。

除了基础理论外,岩石力学还包括实验方法和数值模拟方法。

实验方法主要是通过模拟实验来研究岩石体系的变形和破坏规律。

数值模拟方法则是利用计算机模拟岩石体系的受力变形和破坏过程。

岩石力学在工程领域中有着广泛的应用。

在岩土工程中,岩石力学可以用于分析岩土体系的稳定性、设计隧道和地下工程等。

在地震学中,岩石力学可以用于分析地震波在不同介质中传播的规律。

在矿山工程中,岩石力学可以用于分析采矿过程中的岩体稳定性等。

总之,岩石力学是一门重要的基础学科,它对于各个领域的工程设计和施工都有着重要的意义。

随着科技的不断发展,我们相信岩石力学一定会有更加广泛和深入的应用。

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1.岩石、岩体、结构面和结构体概念。

岩石:岩石是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。

岩体:是由岩石和结构面组合而成的集合体。

结构面:是岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面,它包括物质的分界面和不连续面。

2.什么是岩石风化作用?岩石长期暴露在地表之后,经受太阳辐射热、大气、水及生物等作用,使岩石结构逐渐破碎、疏松,或矿物成分发生次生变化,称为岩石风化作用。

表现为强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大、渗透性加大。

3.相对密度Gs 概念及其表达式。

相对密度:岩石的干重量Ws 除以岩石的实体积Vs (不包括岩石中孔隙体积)所得的量与1个大气压下4℃时纯水的重度γw 的比值。

表达式: Gs=Ws / (Vs γw)4.孔隙率n 和孔隙比e 概念及其相互关系。

孔隙率:岩石试样中孔隙体积 Vv 与岩样总体积 V 之比,常用n 表示。

n=V V / V ×100% 。

孔隙比e :指孔隙的体积 VV 与固体的体积 Vs 的比值。

e = V V / Vs 孔隙比e 与孔隙率n 的关系: e = n / (1-n) 5.含水率W 和吸水率Wa 概念及其表达式。

天然含水率w :天然状态下岩石中水的重量 W W 与岩石烘干重Ws 的百分比,简称含水率。

w = W W / Ws ×100% 吸水率wa :指干燥岩样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量WW 与岩样干重量 Ws 的百分比。

Wa = W W /Ws ×100% =(Wo-Ws )/ Ws ×100%式中:Wo ——烘干岩样浸水 48h 后的湿重。

6.什么是岩石的渗透性?渗透系数的量纲是什么?渗透性:指在水压力作用下,岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。

渗透系数的量纲与速度的量纲相同。

7.什么是岩石的膨胀性?岩石膨胀性一般用哪两项指标表示?这两项指标的定义是什么? 岩石的膨胀性:指岩石浸水后体积增大的性质。

岩石膨胀性一般用膨胀力 Pe 和膨胀率δep 两项指标表示。

膨胀力Pe :指原状岩(土)样在体积不变时,由浸水膨胀而产生的最大内应力。

膨胀率δep (%):在一定压力下,试样浸水膨胀后的高度增量与原高度之比,用百分数表示。

8.什么是岩石的崩解性?岩石的崩解性:指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。

9.什么是岩石的软化性?软化系数ηc 的定义是什么?岩石的软化性:指岩石与水相互作用时强度降低的特性。

软化系数ηC : 是岩样饱水状态下的抗压强度 Rcw 与干燥状态的抗压强度 Rc 的比值。

软化系数总是小于1的。

10.什么是岩石的抗冻性?抗冻系数C f 是如何定义的? 岩石的抗冻性:指岩石抵抗冻融破坏的性能。

抗冻系数C f :指岩样在±25℃的温度区间内,经多次“降温、冻结、升温、融解”循环后,岩样抗压强度下降量△R 与冻融前的抗压强度RC 的比值,用百分率表示。

抗冻系数C f 的表达式: C f = △R / R C =(R C -R Cf )/ R C ×100%式中:RC 、RCf ——分别为岩样冻融前、后的抗压强度(kPa )。

11.什么是端部效应?减小“端部效应”的主要措施有哪些?(重点)端部效应:加压板与试件端部存在摩擦力,约束试件端部的侧向变形,导致端部应力状态不是非限制性的而出现复杂应力状态。

减小“端部效应”影响的措施:1)将试件端部磨平,2)在端面抹上润滑剂(黄油),或加橡胶垫层等。

3)使试件长度达到规定要求,以保证在试件中部出现均匀应力状态。

12.在室内岩石力学试验中,试件高径比取何值范围为宜?经试验研究,认为高径比 h/D =2~2.5 为宜。

这时试件中部应力分布均匀(圣维南原理),并能保证破坏面不承受加压板约束,可自由通过试件的全断面。

13.加载速率对岩石力学试验结果有哪些影响?14.围压对岩石力学试验结果有哪些影响?围压对岩石力学试验结果的主要影响为:(1)岩石的抗压强度随围压的增加而提高。

(2)岩石类脆性材料随围压的增加面向延性转化。

加载速率的影响是:加载速率越大,测得的弹性模量越大,峰值应力越显著。

15.测试岩石抗剪强度指标有哪些试验方法?如何借助这些试验方法获得岩石抗剪强度指标? 确定岩石抗剪强度的方法:直接剪切试验、楔形剪切试验、三轴压缩试验。

岩石抗剪强度:指岩石抵抗剪切破坏的极限能力。

抗剪强度用内聚力c 和内摩擦角θ两个指标来表示。

直接剪切试验:加载过程:对每一个试件,先在试件上施加规定的垂直荷载P ,然后逐渐施加水平剪切力T ,直至达到最大值Tmax 发生破坏为止。

计算应力:剪切面上的正应力ζ和剪应力η按以下两式计算: ζ=P/A ,ηf =Tmax/A 绘制ηf -ζ曲线ζ不同,ηf 也不同,故对于每一个试件,可得到一个数对 (ζ,ηf);将每对(ζ,ηf)填入ηf -ζ坐标系,并用目测法(或最小二乘法)得到一条直线。

该直线与横轴的交角即为θ,在纵轴上的截距即为c 。

楔形剪切试验: 加载过程:将试件装入楔形剪切仪;按预定方案调定一个剪切角α;将楔形剪切仪放在压力机上加压,直至试件沿着AB 面发生剪切破坏。

根据受力平衡条件,可以列出下列方程式:ΣY=0: N - Pcos α- Pfsin α= 0 (2-17)ΣX=0: Q + Pfcos α- Psin α= 0 (2-18)式中:P —压力机上施加的总垂直力,kN ;N —作用在试件剪切面上的法向压力,kN ; Q —作用在试件剪切面上的切向剪力,kN ; f —压力机垫板下面的滚珠的摩擦系数,可由摩擦校正试验决定;α—剪切面与水平面所成的角度。

将式(2-17)和(2-18)分别除以剪切面面积即得: 三轴压缩试验: 试验过程: 对一个试件,先施加围压,然后逐渐施加,直至破坏,得到破坏时的,从而得到一个破坏时的莫尔应力圆(,)。

对其它试件,改变围压,同样可得到一组破坏时的莫尔应力圆(,),(,),…… 成果处理:绘出这些莫尔应力圆的包络线,即为岩石的抗剪强度曲线。

一般而言,包络线是一条曲线。

若将包络线近似视为直线,则其与横轴的夹角即为内摩擦角θ,而在纵轴上的截距即为内聚力c 。

16.什么是库仑准则?其用剪切面应力和主应力表示的表达式各为如何?库仑准则是一种判断岩石是否发生剪切破坏的准则。

其用剪切面应力和主应力表示的表达式分别为式(1)和式(2):c f +=στ (1)()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=f ff fc 21232121112σσ (2) 式中:c —内聚力;f —内摩擦系数。

17.岩石应力---应变全过程曲线—般可分为哪几个区段?各区段曲线有哪些特点?(重点) 一般可分为四个区段:OA 段、AB 段、BC 段和CD 段。

OA 段:曲线稍微向上弯曲,这是由岩石中初始的微裂隙受压闭合和试验系统的压密所致,故也称压密阶段。

AB 段:试验曲线接近于直线,岩石发生弹性变形,故也称弹性阶段。

sin 2sin cos 2P f A Pf Aσααταα=+=-f (cos )(—19)()(—20)3σ,1σ1σ,1σ,3σ,1σ''3σ''1σ'''3σ'''σηε=,d t dtεεη=式中:为时间,为粘滞系数。

1x z σμλσμ==-BC 段:曲线向下弯曲,这是由于在平行于荷载方向开始逐渐生成新的微裂隙及裂隙的不稳定扩展的结果;B 点是岩石从弹性转变为非弹性的转折点;这一阶段也称为屈服阶段。

CD 段:是一条下降曲线。

C 点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc 。

该阶段称为破坏阶段。

也有人将c 点称为破坏点,将CD 段称为破坏后区。

18.什么是弹性变形、塑性变形、变形模量和残余强度? 能恢复的变形叫弹性变形。

不可恢复的变形,称为塑性变形或残余变形或永久变形变形模量:在应力-应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线的斜率,表示该点所代表的应力的变形模量。

残余强度:破坏后的岩石仍可能具有一定的强度,从而也具有一定的承载能力,该强度称为岩石的残余强度。

19.什么是刚性压力机?刚性试验机:压力机刚度大于试件刚度的压力试验机称为刚性压力试验机。

20.什么是岩石的流变性?什么是蠕变、松弛和弹性后效现象?岩石在力的作用下发生与时间相关的变形的性质,称为岩石的流变性(又称黏性)。

岩石的流变性包括蠕变、松弛和弹性后效。

蠕变: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: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。

弹性后效:指在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。

21.蠕变模型有哪几种基本单元?其本构关系和物理模型如何表示?蠕变模型基本单元:弹性单元、塑性单元和粘性单元。

弹性单元:这种模型是线性弹性的,完全服从虎克定律,所以也称虎克体。

虎克体的应力-应变关系为:ζ=E ε这种模型可用刚度为E 的弹簧来表示,如图(a )所示。

塑性单元:塑性单元也称为圣维南体。

这种模型是理想刚塑性的,在应力小于屈服值时可以看成刚体,不产生变形;应力达到屈服值后,应力不变而变形逐渐增加。

其应力-应变关系为: 这种模型可用两块粗糙的滑块来表示,如图(b )所示。

粘性单元:粘性单元也称为牛顿体。

这种模型完全服从牛顿粘性定律, 它表示应力与应变速率成正比: 这种模型可用充满粘性液体的圆筒形容器内的有孔活塞来表示,如图(c )所示。

22.请给出马克斯威尔模型的物理模型及其本构方程,蠕变方程和松弛方程。

马克思威尔模型的物理模型及其本构方程、蠕变方程和松弛方程分别为: (1)物理模型:一个弹性单元和一个黏性单元的串联(2)本构方程:E σσεη∙=+(3)蠕变方程:t 0tηεσ=()1(+)E (4)松弛方程:tt 0eEησσ-=()23.根据结构面的几何形态,结构面可归纳为哪几种类型?结构面的几何形态,可归纳为下列四种直型、波浪型、锯齿型、台阶型。

24.什么是结构面的切割度Xe 、线密度K 、间距和张开度?假设有一平直的断面,它与考虑的结构面重叠而且完全地横贯所考虑的岩体,令其面积为A ,则结构面的面积a 与它之间的比率,即为切割度:Xe=a / A 线密度K (裂隙度):指同一组结构面沿着法线方向单位长度上结构面的数目。

结构面间距:结构面间距是指同一组结构面在法线方向上,该组结构面的平均间距。

结构面的张开度是指结构面裂口开口处张开的程度。

25.什么是“剪胀”效应?请给出结构面凸台模型的剪力与法向力的关系曲线。

指在剪切力作用下,由于剪切结构面凹凸不平,使得岩体变形,不仅有原剪切面的剪切变形,还有垂直与剪切面的法向变形这种现象叫做“剪胀”效应26.简述岩石质量指标(RQD)分类法。

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