岩体力学复习提纲
《岩石力学》全书复习资料
第一章 绪论1、岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论与应用科学；它是力学的一个分支；它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
2、岩石力学研究的目的：科学、合理、安全地维护井巷的稳定性，降低维护成本，减少支护事故。
3、岩石力学的发展历史与概况： （1）初始阶段（19世纪末—20世纪初）1912年，海姆（A.Hmeim ）提出了静水压力理论：金尼克（A.H.ΠHHHHK ）的侧压理论： 朗金（W.J.M.Rankine ）的侧压理论： （2）经验理论阶段（ 20世纪初—20世纪30年代）普罗托吉雅克诺夫—普氏理论：顶板围岩冒落的自然平衡拱理论； 太沙基：塌落拱理论。
4、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）深埋巷道属于无限域问题，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； 5、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素矿物：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； 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； 构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系；第二章 岩石力学的地质学基础 1、岩石硬度通常采用摩氏硬度，选十种矿物为标准，最软是一度，最硬十度。
这十种矿物由软到硬依次为：l-滑石； 2-石膏；3-方解石；Hγ1νλν=-H λγH λγ4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉； 9-刚玉；10-金刚石；2、解理：是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，裂开的光滑平面称为解理面。
岩石力学复习要点
1、岩石力学:固体力学的一个新分支,用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。
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：岩体是指一定工程范围内的自然地质体,由岩块和各种不连续面组成的。
岩体具有如下三大特征:(1)它的边界是根据工程情况确定的。
(2)岩体经历了漫长的自然地质作用过程,并在地应力的长期作用下,在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹。
(3)至今还受到地应力,以及水、温度等因素的影响。
结构面：结构面是指在岩体内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,即强度低、易变形的面或带,即弱面。
结构体：结构体是指由结构面在岩体中切割而成的几何体。
2、岩石的密度：岩石的比重就是岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中孔隙体积),所得的量与一个标准大气压下4℃纯水容重的比值,又称相对密度。
重度：岩石在天然状态下岩石单位体积的重量。
干重度：岩石在105℃~110℃烘至恒重后，测定的岩石单位体积的重量。
饱和重度：岩石在吸水饱和状态下测定的重度。
碎胀系数：岩石的碎胀系数Kp是指岩石破碎后的体积与破碎前实体积的比。
残余碎胀系数：破碎岩石压实后体积与岩石破碎前体积V之比，用Kp’表示。
（取决于岩石性质、载荷大小、载荷作用时间、含水状况等）孔隙度率：岩石的孔隙率是指岩石中孔隙体积Vv(孔洞和裂隙之和)占岩石总体积V的百分比。
孔隙比：岩石的孔隙比是指岩石中孔隙的总体积Vv与固体(颗粒)实体积Vs之比。
吸水率：岩石的吸水率(自然吸水率的简称)指干燥后的岩石(样品)在一个大气压力和室温条件下,浸入水中定时间(48hr)吸入水分的质量与其干质量百分比。
饱水率：岩石的饱和吸水率(简称饱水率)又称强制吸水率,是指干燥后的岩样在强制状态下吸入水分的质量与其固体矿物质量的百分比。
膨胀性：岩石浸水后体积增大或体积不变时相应地引起应力增大的性能。
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一、填空题1、按照成因,岩石可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。
２、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数表示。
3、在研究岩石的流变性质中，常用的三个基本原件为弹性元件、塑性元件和粘性元件元件。
4、根据岩石的延性度不同，岩石的破坏可分为延性破坏、脆性破坏、和过度型破坏三种类型。
5、岩石的室内剪切试验，常用的仪器有直剪仪、变角剪(压剪仪）和三轴实验机。
６、在相似材料模拟试验中，采用的三个相似定理分别是几何相似、动力相似和运动相似。
7、按围岩压力的形成机理,可将其划分为形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力四种。
8、顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮（冒）落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。
9、结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。
1０、岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。
11、常见的岩体工程分类方法包括 RQD 质量指标分类方法、RMR 分类方法、RQD 、Ｑ方法。
12、岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和 5 个阶段。
13、边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。
1４、岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护、强调监测和信息反馈。
15、椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时,巷道周边不出现切向拉应力,应力分布较合理，布置采场、巷道时，都应该尽量遵循这一原则。
1６、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
1７、锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。
18、结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。
当主应力与结构面垂直时,岩体强度与结构面无关。
1９、岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。
20、根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区 4 个区域。
岩土力学总复习
岩土力学总复习内容与要求第一部分土体力学绪论第1章土体中的应力第2章地基变形计算第3章土压力理论第4章土的抗剪强度与地基承载力第5章土坡稳定性分析第二部分岩体力学绪论第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质第3章岩块(石)的变形与强度第4章结构面的变形与强度第5章岩体的力学性质第6章岩体中的天然应力第7章地下洞室围岩稳定性分析第8章岩体边坡稳定性分析符号说明：◆掌握(含记住)▲理解△了解第一部分土体力学绪论◆土力学的研究对象、研究内容、研究任务及土体的工程特性(与一般连续体相比)▲土体在工程建筑中的三种用途第1章土体中的应力§1.1 概述▲地基附加应力σz是引起地基变形破坏的根源§1.2 土体的自重应力(σcz)◆σcz的概念◆σcz的计算方法(含有地下水与不透水层的情况)§1.3 基底压力(p)与基底附加压力(p 0)◆p 、p 0的概念◆影响p 的因素有哪些？◆计算、的已知斜向偏心荷载竖向偏心荷载竖向中心荷载0p p e ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫，P13式1-14要求记住。
§1.4 地基中的附加应力(σz )◆布氏解的假设前提及其适用范围◆局部荷载下σz 的影响因素◆矩形基础在⎪⎩⎪⎨⎧竖向梯形荷载竖向三角形荷载竖向均布荷载下σz 的计算其中注意B 边的取法与角点法、等效均布荷载法的应用◆条基均布荷载与三角形荷载下σz 的计算◆圆形基础均布荷载与三角形荷载下σz 的计算(前者r 范围，后者基底投影内)说明：σz 计算中，地基附加应力系数可查表！若遇到，会给出表。
◆非均质地基中的附加应力集中现象与附加应力扩散现象及其概念第2章 地基变形计算§2.1 概述◆地基变形按成因的分类◆地基变形按计算原理的主要方法§2.2 分层总与法(应力比法)◆计算原理与主要计算步骤▲具体计算方法§2.3 规范法◆计算原理与计算步骤▲具体计算方法▲平均附加应力系数的含义△规范法的优点§2.4 相邻荷载对地基变形的影响▲采用分区后叠加法§2.5 e-lg σ法(考虑应力历史法)◆正常固结土、超固结土、欠固结土变形计算中的压缩、再压缩与压缩指数(Cc)、回弹指数(Ce)的应用(公式不需死记)§2.6 弹性力学公式法(三向变形效应法)△一般了解§2.7 饱与粘性土的渗透固结▲渗透固结的影响因素及研究意义▲一维渗透固结理论的基本假设△固结方程的推导过程◆固结度的概念及其应用、固结层厚度(H)的取法第3章土压力理论§3.1 挡土墙上的土压力◆土压力的概念及其影响因素◆土压力的类型p0、p a、p p◆静止土压力的计算§3.2 朗肯土压力理论◆朗肯土压力理论的前提假设◆无粘性土、粘性土的主动土压力与被动土压力的计算方法◆填土分层、有地下水与表面有均布荷载情况下朗肯土压力的计算§3.3 库仑土压力理论◆基本假设◆无粘性土的库仑土压力计算原理△粘性土的库仑土压力计算原理◆坦墙的概念第4章土的抗剪强度与地基承载力§4.1 土的抗剪强度◆土的抗剪强度概念及剪切破坏本质与破坏条件△测定抗剪强度的常用方法◆掌握库仑公式的总应力法与有效应力法的表示方法◆莫尔-库仑强度理论的公式法与图解法◆直剪试验条件对实际排水条件的模拟△孔隙水压力系数A、B的确定方法◆应力路径的概念及正常固结土与超固结土应力路径的不同§4.2 (浅基础)地基承载力概述◆地基破坏的基本模式、阶段与界限荷载◆地基承载力与地基承载力特征值的概念§4.3 地基承载力的理论公式法◆临塑荷载公式法与临界荷载公式法的基本原理◆通过极限承载力通式分析地基承载力的组成及其影响因素§4.4 地基承载力的原位试验法与§4.5 地基承载力的经验法△一般了解第5章土坡稳定性分析§5.1 概述◆影响土坡稳定性的因素§5.2 无粘性土坡稳定性分析◆无粘性土坡稳定性分析方法§5.3 粘性土坡稳定性分析◆(瑞典)圆弧法的计算原理及确定滑弧圆心的技巧△毕肖普(圆弧)条分法的计算原理及设定圆心与分条的技巧◆掌握费伦纽斯法、毕肖普法与简化毕肖普法在计算原理上的区别△不平衡推力传递法与复合型滑面的土坡稳定性计算原理§5.4 土坡稳定性分析中的若干问题△一般了解第二部分岩体力学绪论◆岩体力学的研究对象与任务◆(工程)岩体的概念及其工程特性第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介§1.1 岩块的地质特性◆岩块及其结构的概念§1.2 结构面的地质特性◆结构面、软弱结构面与泥化夹层的概念▲结构面在岩体工程稳定性中的重要作用§1.3 岩体的地质特性◆岩体结构的概念及其分类方案§1.4 岩体的工程分类简介◆岩块的力学强度分类、RQD概念▲巴顿岩体质量(Q)分类中三项指标的含义第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质§2.1 岩石的物理性质◆岩石空隙性中的n=n o+n c=(n a+ n b)+n c§2.2 岩石的水理性质◆岩石的吸水率、饱与吸水率、饱水系数、软化系数与抗冻系数的定义及其与空隙性指标的关系§2.3 岩石的热学性质(不作要求)第3章岩块(石)的变形与强度§3.1 概述△岩块力学属性的基本类型§3.2 岩石(块)的变形性质一、单轴压缩下的变形◆岩块的变形阶段、机理及特征指标◆动荷载、蠕变荷载、弹性滞后、应变强化、回滞环、岩石的“记忆”、疲劳破坏与疲劳强度等概念▲荷载条件对岩石变形的影响二、三轴压缩下的变形△一般了解三、岩石的蠕变性◆岩石的蠕变、流动、长期强度、极限长期强度的概念◆蠕变类型、蠕变阶段的划分▲M、K、Bu蠕变模型及其本构方程、本构曲线§3.3 岩石(块)的力学强度◆岩块单轴抗压强度(σc)概念及其影响因素◆岩块三轴抗压强度(σ1m)概念及其影响因素◆岩块单轴抗拉强度(σt)概念◆岩块抗剪强度(τf)概念及其按试验方法的分类§3.4 岩石(块)的破坏判据◆岩石破坏判据与强度理论的概念◆库仑—纳维尔判据与莫尔判据的基本原理◆格列菲斯判据与修正格列菲斯判据的本质及其区别第4章结构面的变形与强度§4.1 结构面的变形性◆结构面的法向刚度与剪切刚度的概念§4.2 结构面的力学强度(τf或c j、φj)△平直无充填结构面、粗糙起伏结构面、非贯通的断续结构面、具有软弱物充填的结构面4类结构面力学强度的主要特征第5章岩体的力学性质◆控制岩体力学性质的主要因素§5.1岩体的变形性质△岩体变形的主要试验△岩体变形参数(E m、E me)的静力载荷试验法的确定原理△岩体变形的组成、类型及其特征◆岩体变形结构效应的概念§5.2 岩体的强度性质◆岩体剪切强度的概念及其分类与主要影响因素◆岩体抗压强度的结构面产状效应：公式法与摩尔图解法▲约翰图解法第6章岩体中的天然应力§6.1 概述◆天然应力与重分布应力的概念▲研究岩体天然应力的意义§6.2 岩体中天然应力的分布特征△一般了解§6.3 岩体天然应力的量测▲量测原理§6.4 岩体中天然应力的估算不作要求第7章地下洞室围岩稳定性分析§7.1 概述◆围岩与围岩应力的概念§7.2 围岩应力的计算◆无压圆形洞室弹性围岩洞壁处应力计算及λ的影响◆无压圆形洞室弹性围岩λ=1.0时围岩应力计算及其分布规律△(其它洞形洞壁处的σθ计算一般了解)◆无压圆形洞室塑性围岩的应力分带及求塑性圈半径的修正芬纳-塔罗勃公式的应用◆掌握有压圆形洞室弹性围岩的应力计算§7.3 围岩的变形与破坏分析△围岩变形破坏的结构效应△弹性围岩与塑性围岩的位移计算▲围岩破坏区范围圈定的原理§7.4 围岩压力计算◆围岩压力的概念及其按形成机理的分类◆形变围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力的概念◆形变围岩压力的修正芬纳-塔罗勃公式的应用◆岩爆的产生条件§7.5 围岩抗力与围岩极限承载力◆掌握围岩抗力、抗力系数、单位抗力系数与围岩极限承载力的概念第8章岩体边坡稳定性分析§8.1 概述△一般了解§8.2 岩体边坡的应力分布特征◆应力分布特征△影响因素§8.3 边坡岩体的变形与破坏分析简介(定性)▲掌握边坡岩体的变形类型与破坏类型△影响因素§8.4岩体边坡稳定性分析步骤△一般了解§8.5 平面滑动型岩体边坡稳定性计算(平面问题)◆考虑地下水与地震荷载的单滑面岩坡稳定性计算原理与方法▲同向双平面滑动稳定性计算原理(含滑体内有与无结构面的情况)§8.6 楔形体滑动型岩体边坡稳定性计算(空间问题)▲楔形体滑动的稳定性计算原理。
08采矿工程《矿山岩体力学基础》总复习
08采矿工程《矿山岩体力学基础》总复习一,岩石与岩体概念1, _____, _____ ,构造是影响岩石力学性质禾和物理性质的三个重要因素•（矿物；结构）2, 矿物, _____ , ___ 是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素•（结构构造）3, 岩体由_____________ , _______________ 组成.（岩块结构面）4, 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•5, 岩石形成各向异性的原因是岩石物质成分，结构具有 ____________ ,节理,结构面，层面具有 ____________ .（方向性；方向性）6, 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•7, 岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数.8, 岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度：9, 结构面密集程度由 ______________ 与 ____________ 表征.（裂隙度K ;切割度Xe）10, 结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度.（V ）11, 结构面组数越多，岩体越接近于各向异性.（x ）12, 在力学处理上，弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用.（x ）13, 按结构面成因，结构面通常分为几种类型答:按成因分类有三种类型：①原生结构面一一成岩阶段形成的结构面；②构造结构面——在构造运动作用下形成的结构面；③次生结构面——由于风化，人为因素影响形成的结构面•14, 岩体结构基本类型有哪些答:完整结构；块裂结构；板裂结构；碎裂结构；断续结构；散体结构二,岩石物理性质1, 岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量•2, 已知岩石的孔隙率为5%,则其孔隙比为__________________ .（0.053）3, 已知岩石的孔隙比为0.053,则其孔隙率为____________________ .（5%）4, 岩石抗冻系数为岩样在 __________ C之间反复冻融，其抗压强度降低值与未冻融前抗压强度的百分比.（正负25）5, 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6, 初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比.三,岩石变形性质1, 岩石受载时会产生哪些类型的变形解答:岩石受载可发生弹性变形，塑性变形和粘性变形.一般岩石呈现粘弹性性质（滞弹性）,即应变的产生和恢复滞后于应力变化.2, 滞环一一岩石属滞弹性体，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.3, 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4, 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.5, 塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关.（V ）6, 大量实验表明，塑性变形与____ 无关,只与______ 有关,与剪应力有关.（静水应力；应力偏量）7, 岩石塑性变形有真塑性和|假塑性之说,其中假塑性变形是指_______________________ .（岩石内部存在的节理裂隙被压闭合在宏观表现上的变形）8, 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.9, 剪胀现象一一岩石受力破坏后，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•10, 什么是全应力应变曲线为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线答:在单轴压缩下，记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线普通材料实验机整体刚度相对较小，对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形（弹性能储存）,当岩石试件被压坏时，试件抗压能力急剧下降，致使实验机弹性变形迅速恢复（弹性能释放）摧毁岩石试件，而得不到岩石破坏后的应力应变曲线•刚性实验机在施加载荷时，自身变形极小，储存的弹性能不足以摧毁岩石试件，因此可以得到岩石破坏后的应力应变曲线•11, 峰前区应力应变曲线有几种类型，各表示岩石何种性质答:峰前区应力应变曲线形态可分为直线型，下凹型，上凹型，S型，平缓型，分别表示了岩石受力作用后呈现的弹性，弹塑性，塑弹性，塑弹塑性和弹粘性性质•12, 简述岩石在三轴压缩下的变形特征•答:E,肯单轴压缩基本相同；随围压增加一一三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加；岩石由弹脆性向弹塑性，应变硬化转变•13, 结构面的剪切变形，法向变形与结构面的哪些因素有关答:剪切变形与岩石强度（C）结构面粗糙性（JRC有关；法向变形与结构面抗压强度JCS）结构面粗糙性JRC）结构面张开度（3有关•14, 岩体与岩石相比，其变形性质有何特点解答:岩体变形与岩石相比E低，峰值强度低,残余强度低，口高;达到峰值后，岩体呈柔性破坏，并保留一定残余强度；各向异性显著，不同结构面分布呈现不同变形性质•15, 岩石蠕变的类型分为 ________________ 和___________ 两种•（稳定蠕变；不稳定蠕变）16, 典型蠕变曲线分为 ___________________ ,_______________ , _____________ 三阶段•（初始蠕变；定常蠕变；加速蠕变）17, 马克斯维尔（M）体描述具有瞬时弹性变形，等速蠕变和松弛性质的不稳定蠕变，其结构组成为_________ •（M = H —N （或元件图））18, 描述不稳定蠕变的马克斯维尔（M）体结构组成为 ________ •（M = H —N （或元件图））19, 开尔文（K）体描述有弹性后效的稳定蠕变_________________ ，其结构组成为•（K = H|N （或元件图））20, 流变模型元件串联组合时，各元件满足应变相等，应力相加关系•（X ）21, 流变模型元件并联组合时，各元件满足应力相等，应变相加关系•（X ）22, 岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关•（V ）23, 长时强度一一作用时间为无限大时的强度（最低值）•24, 岩石的塑性和流变性有什么不同答:塑性——指岩石在高应力（超过屈服极限）作用时，产生不可恢复变形的性质• 流变性一指岩石在任何应力作用下，随时间增长而产生的不可恢复的变形•相同点：均为不可恢复变形；不同点：变形产生的原因，机理不同•四,岩石强度性质1,ISRM 建议:加载速率为 ___________________ MPa/s;破坏时间一般为______________________ 分钟.（0.5 —1.0 5—10）2, 岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足抗剪强度________ 抗拉强度•（ > ）3, 岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足三向抗压强度_______ 单轴抗压强度•（>）4, 岩石破坏后所具有的残余强度是指___.(破裂岩块之间因相互错动摩擦产生的摩擦阻力.) 5, 岩石三向抗压强度不是一个固定值,将随围压变化而改变.(V )6, 岩石限制性剪切强度不是固定值，与剪切面上作用的正压力有关.(V )7, 岩石抗压强度值的离散系数越大，说明岩石抗压强度平均值的可信度越高.(X )8, 一般讲,岩体强度介于__________ 强度与_________ 强度之间.(岩石结构面(弱面))9, 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.10, 简述围压对岩石力学性质的影响.答:围压可改变岩石的力学性状.围压增大致使塑性增大,峰值强度增高,破坏前变形加大.实验时加载速率大,导致弹性摸量大,强度指标高.五,岩石强度理论1, 岩石的破坏类型分为________ , ______ 两种. (断裂破坏(劈裂); 流动破坏(剪切))2, 莫尔认为无论岩石处于何种应力状态,破坏均为 __________________ 破坏.(剪切)3, 格里菲斯认为不论岩石受力状态如何,最终在本质上都是 _____ 引起岩石破坏.(拉伸应力)4, 分析库仑,莫尔,格里菲斯强度理论的基本观点并给予评价.答: 库仑认为: 岩石破坏为剪切破坏; 岩石抵抗剪切破坏的能力由两部分组成:内聚力,内摩擦力.莫尔认为:无论岩石处于何种应力状态,破坏均为剪切破坏;破坏时,剪切面上所需的剪应力不仅与岩石性质有关,而且与作用在剪切面上的正应力有关.格里菲斯认为:不论岩石受力状态如何,最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏.评价:库仑强度理论是莫尔强度理论的直线形式.莫尔理论较好解释了岩石抗拉强度远远低于抗压强度特征,解释了三向等拉时破坏,三向等压时不破坏现象,但忽视了中间应力的作用.格式理论推导岩石抗压强度为抗拉强度的8 倍,反映了岩石的真实情况,较好证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏,但对裂隙被压闭合抗剪强度增高解释不够.莫尔理论适用于塑性岩石,及脆性岩石的剪切破坏;不适用于拉断破坏.格式理论适用于脆性岩石及材料破坏.5, 计算题:如果某种岩石的强度条件为T = b tg3十10(MPa),试求,(1) 这种岩石的单轴抗压强度;⑵设d 1> d 2>压应力为正,单位为MPa),则应力状态为(53.7,30,1)时岩石是否破坏.解答:由知,;(1)由有(2) 由三向抗压强度有:(53.7,30,1)时三向抗压强度,已破坏;6, 计算题:在均质岩体中开一巷道，巳知岩石的内摩擦角 $ =30°内聚力C=30MPa,由实测知道巷道围岩所受平均垂直应力为200MPa,这种情况下至少应对巷道边帮提供多大的侧向应力才能维持巷道边帮的平衡解答:本题实质为求三向受力下最大主应力为200不破坏时的最小侧压.由有需提供最小侧向应力为0.64.六,地应力1, 在未受开采影响的原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直.(x )2, 软弱岩层受力后变形较大，表明构造应力在软弱岩层中表现显著.(X )3, 对无粘聚力的松散体,由地表开始侧压力即与深度成线性增长.(V )4, 有粘聚力的固结岩体体，由地表开始侧压力与深度成线性增长.(X )5, 试叙述构造应力对原岩应力场的影响及其特点答:影响:加大了水平应力和应力不均衡分布• 构造应力特点：1) 分布不均,在构造区域附近最大；2) 水平应力为主，浅部尤为明显；3) 具有明显的方向性；4) 坚硬岩层中明显，软岩中不明显；5)6, 地应力测量方法分哪两类两类的主要区别在哪里每类包括哪些主要测量技术答:分为直接测量法和间接测量法•直接测量法是用测量仪器直接测量和记录各种应力量•间接测量法，不直接测量应力量，而是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的物理量的变化，通过其与应力之间存在的对应关系求解应力直接测量法包括：扁千斤顶法，水压致裂法，刚性包体应力计法和声发射法等•间接测量法包括：套孔应力解除法，局部应力解除法，松弛应变测量法，孔壁崩落测量法，地球物理探测法•7, 简述水压致裂法主要测量步骤及适用条件•答：(1)打孔到测量应力的部位，将加压段用封隔器密封；(2) 向隔离段注入高压水，测得岩体初始开裂压力Pi;(3) 把高压水释放后重新加压，测得压力Pr和稳定关闭压力Ps重复2—3次；⑷将封隔器完全卸压后连同加压管等全部设备从钻孔中取出；(5)测量水压裂隙和钻孔试验段的天然节理，裂隙的位置，方向和大小,做好记录• 适用于：完整，脆性岩石•七,巷道应力分布1, 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•2, 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)3, 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•4, 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)•5, 当侧压系数为_______________ 时，圆形巷道周边恰恰不产生拉应力・(1/3)6, 巷道围岩受地压作用产生的三区分别为 _________________ , ____________ , ___________ •(塑性区；弹性区；原始应力区)7, 弹性区围岩具有 _______________或________________ 位移,位移与岩石弹性性质有关•(弹性；粘弹性)8, —般以高于(低于)原岩应力___________ 为界，划分集中应力影响范围・(5%)9, 从巷道周边围岩受力情况看，拱型断面巷道要比梯形巷道断面差.(X )10, 椭圆断面巷道，其长轴方向与最大主应力方向一致时，周边受力条件最差.(x )11, 根据服务年限要求，矿井运输大巷应按照等应力轴比设计其断面尺寸.(x )12, 塑性区围岩具有 _________ 位移，位移仅与 ____________ 有关,与_______________ 无关.（弹塑性；应力偏量；静水压力）13, 随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增大.（V ）14, 支承压力一一回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力15, 依据回采空间是否移动，分为__________ , ________ .（移动支承压力；固定支承压力）16, 试分析支承压力的有利因素与不利因素•解答:有利：压酥煤体，便于落煤，节省能耗• 不利:破坏煤体引起片帮，不利顶板管理；破坏顶板，生成采动裂隙，造成顶板破碎不易管理；高应力引起巷道围岩变形严重，维护量大不安全；高应力易引发冲击地压•17, 论述题:试说明并评价普氏，太沙基地压计算理论，说明适用条件•普氏认为：顶板岩石受力作用可形成平衡拱（免压拱）,使上覆岩层压力通过拱轴转移到两侧围岩上,当两侧围岩稳定时，巷道支架仅承受平衡拱内岩石的重力作用•两帮岩体受拱传递压力作用，产生较大变形，当达到其强度时，两帮岩体将滑移，失去支撑作用，致使拱宽，拱高加大，顶压与侧压增大•太沙基认为：跨度为2a范围内的上部岩石将由于自重而下沉，两侧摩擦力阻止其下沉，支架所承受的压力为下滑力与摩擦力之差•评价：两种计算方法均为估算法•普氏地压公式与深度无关，不能解释应力随深度增大的现象；适用于松散岩体，对整体性,强度高的岩体，计算结果与实际有出入；应用简便（估算）,存在局限性•太沙基公式从另一角度提出地压计算公式，也反映了免压拱效应，经变换后与普式公式同形•适用于埋深不大，围岩松散破碎条件•八,巷道围岩控制1, 给定变形一一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•2, 给定载荷--- 巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷3, 巷道返修是一种较好的巷道支护对策•（x ）4, 目前维护井下巷道围岩稳定，主要从两个方面入手______ ,___ •（增强围岩强度；降低围岩应力•）5, 在巷道围岩控制中，采用哪些措施可使支护更加合理答:对于位移明显巷道，采用恒阻一可伸缩支护形式；对于变形量较大的软岩，采用二次支护；支架与围岩要整体接触，使应力均匀传递；加强支护与围岩间的整体性，共同承受载荷作用•6, 从支护原理上分析，普通支护为____ 支护，锚喷支护为_____ 支护•（被动；主动）7, 锚杆支护设计时一般先确定 ____ 力，然后确定___ 力，再确定锚杆杆径•（锚固；拉断）8, 锚杆施工时要注意两点 ________ , __________ •（足够,可靠的锚固力；稳定,完整的岩帮）9, 锚杆的作用原理有悬吊， _________ , ______ ,抗剪切等不同解释•（组合梁挤压拱）10, 采用锚杆支护时如何选择锚杆的杆径答:锚杆杆径确定：一般先确定锚固力，然后由拉断力券苗固力确定拉断力，再确定杆径•11, 采用锚杆支护时，如何选择锚杆的类型解答:坚硬,厚层状岩体多选用端头锚固型;松软破碎,裂隙发育岩体多选用全长锚固;为增加锚杆作用效果,锚固经常与喷射混凝土,钢筋网,钢板条带等联合使用.12, 软岩破坏为渐进过程，首先对破坏部位支护，可使软岩控制取得好的效果.（V ）13, 在巷道围岩控制中,可采取哪些措施以改善围岩应力条件答:选择合理的巷道断面参数（形状，尺寸），避免拉应力区产生（无拉力轴比）; 巷道轴线方向与最大主应力方向一致;将巷道布置在减压区（沿空，跨采，卸压）.14，影响巷道围岩稳定的主要因素有哪些答:围岩强度，应力集中程度，原始应力大小，巷道支架的支撑力15，工程岩体比尼奥斯基分类法依据哪些指标对岩体进行分类解答:依据岩块强度，RQD,节理间距,节理条件，地下水条件五个指标进行分类•。
岩石力学重要知识点总结,期末考试复习
第一章1.岩石力学：固体力学的分支，研究岩石在不同物理环境的力场中产生力学效应的学科，也称为岩体力学。
研究对象：岩石与岩体2.岩石：地质作用下矿物或岩屑按一定规律聚集形成的自然物体。
可以有微小裂纹、间隙、层理等缺陷，但没有弱面，是较完整的岩块。
3.影响岩石的力学和物理性质的三个重要因素：（1）矿物：构成岩石的自然元素和化合物，如方解石、石英、云母等。
（2）结构：构成岩石的物质成分、颗粒大小和形状、相互结合情况。
（3）构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系。
4. 岩石按成因分类（1）岩浆岩：岩浆冷凝形成，也称火成岩。
大数由结晶矿物组成，成分和物性均一稳定，强度较高。
代表：玄武岩、花岗岩。
（2）沉积岩：母岩经风化剥蚀、搬运、海湖沉积、硬结成岩，由颗粒和胶结物组成，显著层状特点。
力学特性与矿物、岩屑、胶结物、沉积环境相关。
代表：砾岩、砂岩、石灰岩。
（3）变质岩：地壳中母岩受变质作用(高温、高压及化学流体)形成。
力学性能与母岩性质、变质作用及变质程度有关。
代表：大理岩、石英岩。
注：沉积岩和变质岩的层理构造产生各向异性特征，应注意垂直及平行于层理构造方向工程性质的变化。
5. 岩体：在地质环境中经受变形、破坏，具有一定结构的地质体。
包括岩石结构体和一定的结构面(地质构造形迹)，强度远小于岩石。
6.岩体结构要素：结构面和结构体（1）结构面：一定方向，延展较大，厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面和不连续面，如断层、节理、层理、片理、裂隙等。
结构面产状、切割密度、粗糙度和黏结力、填充物性质等是评定岩体强度和稳定性能的重要依据。
（2）结构体：四周被不同产状结构面分割包围的岩块。
常见的结构体形式：块状、柱状、板状、菱形、楔形等。
7. 岩体结构类型及特征8.岩体特征（1）岩体是非均质各向异性材料；（2）岩体内存在着原始应力场。
主要包括重力和地质构造力，重力应力场以铅垂应力为主，构造应力场是以水平应力为主。
（3）岩体内存在着一个裂隙系统。
岩石力学复习要点
岩石力学期中考试题-答案一、单项选择题（5x4’’）1、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（A ）（A ）受拉破坏 （B ）受压破坏 （C ）弯曲破坏（D ）剪切破坏2、按照库仑—莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面和最大主应力作用面的夹角为（B ）。
（A ）45°（B ）2/45ϕ+o （C ）2/45ϕ-o （D ）60°3、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（A ）（A ）岩石的单轴饱和抗压强度 （B ）岩石的抗拉强度（C ）岩石的变形模量 （D ）岩石的粘结力4、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面（A ）（A ）原生结构面 （B ）构造结构面 （C ）次生结构面5、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标确定的（B ）（A ）RQD 和节理密度 （B ）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数（C ）地下水和RQD （D ）节理密度和地下水二、填空题（10x4’’）1、岩石的变形特性常用弹性模量E 和泊松比μ两个常数来表示。
2、岩石的物理性质指标有容重、比重、孔隙率、吸水率、膨胀性、崩解性。
3、岩石的容重愈大，其性质愈好。
4、岩石的水理性质包括渗透性、膨胀性、崩解性、软化性。
5、岩石的软化性高低一般用软化系数表示，其定义为岩石受水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值。
6、结构面产状三要素走向、倾向、倾角。
7、岩石质量指标RQD 是采用修正的岩心采取率。
8、RMR 岩体分类考虑了完整岩石的强度、RQD 、节理间距、节理状态、地下水状况等五项要素。
9、岩石破坏表现出脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏等三种形式。
10、岩体的强度决定于岩块和结构面的强度。
三、问答题（4x5’’）1、结构面的定义答：具有一定的延伸方向，长度、厚度相对较小的地质界面。
2、结构面的密集程度的双重含义答：一是结构面的组数，即不同产状和性质、不同规模的结构面数目；另一是单位面积（体积或长度）内结构面的数量。
岩石力学考试复习资料
岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论及应用科学；它是力学的一个分支；它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
岩石力学的几个特点：天然材料；非连续介质；释放载荷；工程岩石力学——为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩石力学，重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体（如地下工程、边坡工程、岩基工程等）的变形和稳定性。
构造岩石力学——为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩石力学，重点是探索地壳深部岩体的变形及断裂机理，为此需研究高温高压下岩石的变形及破坏规律以及及时间效应有关的流变特征。
破碎岩石力学——为掘进、钻井及爆破工程服务的岩石力学，主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。
研究方法：工程地质研究方法、科学实验方法、数学力学分析方法、整体综合分析方法。
地下工程的特点：岩石在结构和力学性质上及其他材料不同，如岩石具有节理和塑性段的扩容（剪胀）现象等；地下工程是先受力（原岩应力），后挖洞（开巷）；深埋巷道属于无限域问题，影响圈内自重可以忽略；大部分较长巷道可作为平面应变问题处理；围岩及支护相互作用，共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载及位移；地下工程结构容许超负荷时具有可缩性；地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力；几何不稳定结构在地下可以是稳定的。
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。
岩体：是指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
内力地质作用：动力来自地球本身，并主要发生在地球内部，按其作用方式可分为四种：构造运动、岩浆作用、变质作用、地震。
外力地质作用：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。
岩石的单轴抗压强度和弹性模量等力学参数取决于岩石的组成结构、矿物颗粒性质以及微观裂隙等。
影响因素：压力试验机的刚性；承压板及试件端面的摩擦；试件几何形态（形状、高径比和尺寸）；加载速度。
《岩体力学和土力学》复习讲义
第一讲岩石的基本物理力学性质一、内容提要：本讲主要讲述岩石的物理力学性能等指标及其试验方法，岩石的强度特性。
二、重点、难点：岩石的强度特性，对岩石的物理力学性能等指标及其试验方法作一般了解。
一、概述岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境(力场)的变化作出反应的一门力学分支。
所谓的岩石是指由矿物和岩屑在长期的地质作用下，按一定规律聚集而成的自然体。
由于成因的不同，岩石可分成火成岩、沉积岩、变质岩三大类。
岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。
通常认为岩体是由岩石和结构面组成。
所谓的结构面是指没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，它包括一切地质分离面。
这些地质分离面大到延伸几公里的断层，小到岩石矿物中的片理和解理等。
从结构面的力学来看，它往往是岩体中相对比较薄弱的环节。
因此，结构面的力学特性在一定的条件下将控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形。
【例题1】岩石按其成因可分为( )三大类。
A. 火成岩、沉积岩、变质岩B. 花岗岩、砂页岩、片麻岩C. 火成岩、深成岩、浅成岩D. 坚硬岩、硬岩、软岩答案：A【例题2】片麻岩属于( )。
A. 火成岩B. 沉积岩C. 变质岩答案：C【例题3】在一定的条件下控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形的是( )。
A. 岩石的种类B. 岩石的矿物组成C. 结构面的力学特性D. 岩石的体积大小答案：C二、岩石的基本物理力学性质及其试验方法(一)岩石的质量指标与岩石的质量有关的指标是岩石的最基本的，也是在岩石工程中最常用的指标。
1 岩石的颗粒密度(原称为比重)岩石的颗粒密度是指岩石的固体物质的质量与其体积之比值。
岩石颗粒密度通常采用比重瓶法来求得。
其试验方法见相关的国家标准。
岩石颗粒密度可按下式计算2 岩石的块体密度岩石的块体密度是指单位体积岩块的质量。
按照岩块含水率的不同，可分成干密度、饱和密度和湿密度。
(1)岩石的干密度岩石的干密度通常是指在烘干状态下岩块单位体积的质量。
岩体力学复习重点
岩体力学复习重点岩体力学复习重点名词解释：1、软化性：软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
2、软化系数：是指岩石时间的饱和抗压强度于干燥状态下的抗压强度的比值。
3、形状效应：在岩石试验中，由于岩石试件形状的不同，得到的岩石强度指标也就有所差异。
这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”。
4、尺寸效应：岩石试件的尺寸愈大，则强度愈低，反之愈高，这一现象称为“尺寸效应”。
5、延性度：指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变。
6、流变性：指在应力不变的情况下，岩石的应变或应力随时间而变化的性质。
7、应力松弛：是指当应力不变时，岩石的应力随时间增加而不断减小的现象。
8、弹性后效：是指在加荷或卸荷条件下，弹性应变滞后于应力的现象。
9、峰值强度:若岩石应力--应变曲线上出现峰值,峰值最高点的应力称为峰值强度.10、扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破列或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量有由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容.11、应变硬化:在屈服点以后(在塑性变形区),岩石(材料)的应力—应变曲线呈上升直线,如果要使之继续变形,需要相应的增加应力,这种现象称之为应变硬化.12、延性流动:是指当应力增大到一定程度后,应力增大很小或保持不变时,应变持续增长而不出现破裂,也即是有屈服而无破裂的延性流动.13、强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程:σ1=f(σ2,σ3)或τ=f(σ). 14、结构面: ①指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定得延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带. ②又称若面或地质界面,是指存在于岩体内部的各种地质界面,包括物质分异面和不连续面,如假整合,不整合,褶皱,断层,层面,节理和片理等.15、原生结构面:在成岩阶段形成的结构面.16、次生结构面:指在地表条件下,由于外力的作用而形成的各种界面.17、结构体:结构面依其本身的产状,彼此组合将岩体切割成形态不一,大小不等以及成分各异的岩石块体,被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体.18、结构效应：岩体中结构的方向性质密度和组合方式对岩体变形的影响。
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复习提纲
第一章
1.何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？
2.岩体力学采用的研究方法有哪些？
第二章
3.何谓岩块？岩体？试比较岩块、岩体与土的异同点。
4.岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？
5.何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？
6.岩体力学研究岩块有何实际意义？
7.何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪几类？各有什么特点？
8.剪性结构面有何特征？为什么岩体中以剪性结构面数量最多？
9.何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？
10.结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？
11.何谓岩体分类？主要有哪几种分类方法？分类指标是什么？
12.RMR值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？
第三章
13.何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？
第四章
14.岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？
15.常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？
16.何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？
17.试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。
18.何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？
19.何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是否破坏？
第五章
20.分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征？
21.结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各自如何确定?
22.总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征）
第六章
23.原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有什么区别？
24.岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？
25.常见确定岩体变形参数的原位试验有哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基本原理是什么？
26.岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？
27.在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？
28.原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？
29.工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区别？
第七章
30.何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？
31.岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？
32.岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？
33.常见的实测天然应力的方法有哪些？各自的基本原理如何？
第八章
34.何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？
35.以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。
36.何谓围岩？其范围一般为多大？
37.何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？
38.试总结各类结构围岩的变形破坏特点。
所谓渐进式破坏的含义？
39.如何确定地下洞室围岩的破坏范围？试举例说明。
40.何谓围岩压力？按其成因可分为哪几类？各自用什么方法确定？
41.试述形变围岩应力确定的基本原理与方法。
42.利用平衡拱理论与太沙基理论计算围岩压力的原理。
43.试述用块体极限平衡方法确定松动围岩压力的方法与步骤。
44.何谓围岩抗力及围岩抗力系数？常用什么方法确定抗力系数？
第九章
45.边坡岩体中的重分布应力有哪些主要特征？与哪些因素有关？
46.边坡岩体变形破坏有哪些基本类型？各自特点如何？
47.利用刚体极限平衡理论计算边坡稳定性的步骤有哪些？
48.何谓几何边界条件、受力条件、稳定性系数、安全系数？
49.单平面滑动的稳定性系数如何确定？推导其计算公式？
50.同向双平面滑动与异向双平面滑动的稳定性分析的基本思路是什么？。