岩体力学

1 、按岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 2 、地壳中由地质作用所形成的、由造岩元素构成的玻璃质或矿物的天然集合体，具有一定结构构造和变化规律的固体物质。 3、岩体：在岩体力学中，通常将在一定范围内的自然地质体称为。 4、结构面：指具有极低的或没有抗拉强度的不连续面，包括一切地质分离面 5、岩体结构的两大要素是结构体和结构面。 6、含水率；指岩石空隙中含水质量与固体质量之比的百分数 7、吸水率；岩石吸入水的质量与试件固体的质量之比 8、岩石的抗风化指标包括软化系数、岩石耐崩解性指数、岩石的膨胀性。 9、试件的直径或边长为4.8-5.4cm，高度为直径的2-2.5倍，试件两端面的不平整度不得大于0.05mm，在试件的高度上直径或边长的误差不得大于0.3cm，两端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25度。 10、劈裂法的试验方法是：用一个实心圆柱形试件，使它承受径向压缩线荷载至破坏，间接的求出岩石的抗拉强度。 11、岩体压缩变形曲线可分几类？各类变形曲线有何特点？ a/ 直线形：反映岩体加压过程中变形随压力成正比增加，且绝大多数有很强的脆性。 b/ 上凹形：具有较大的空隙，但其岩石又比较坚硬，往往会出现该类曲线的特征也称塑弹性曲线。 c/ 下凹形：也称做弹塑性曲线，该曲线主要反映具有较明显的塑性变形的岩石。 d/ S形曲线：该类曲线主要表征呈塑弹塑性的岩石。其实质是上凹形与下凹形的组合，表现出既有多孔隙岩石的特征又具有明显塑性的岩石。 12、岩石典型应力-应变曲线：1）OA段：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） AB段：接近于直线，近似于线弹性工作阶段；3）BC段：曲线向下弯曲，属于塑性阶段，主要是在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，B点是岩石从弹性转变为非弹性的转折点；4）CD段：此时已超出峰值应力，但岩石仍具有一定的承载能力，而这一承载力将随应变的增大而逐渐的减小，为应变软化阶段；C点的纵坐标就是单轴抗压强度RC。5） D点以后为摩擦阶段，它仅表现了岩石产生宏观的断裂面之后，断裂面的摩擦所具有的抵抗外力的能力。 13、扩容：指岩石受外力作用后，发生的非线性体积膨胀现象，并且该体积膨胀不可逆。 14、应力松弛：在应变不变的条件下，应力随试件的增长而减小的特性。 15、.蠕变：指岩石在恒定的外力作用下，应变随时间的增长而增长的特性 16、岩石的流变特性包括岩石的蠕变、应力松弛、长期强度。 17、岩石的纵波速度在1.8-7.2km/s（常见在3-4km/s），而密度在0.47-3.32g/cm3。 18、裂隙度K是指沿着某个取样线方向单位长度上节理的数量. 19、切割度Xe是指单位面积的岩体中结构面的面积所占的比例。 20、RQD是修正的岩芯采取率——选用坚固完整的、其长度大于或等于10cm的岩芯总长度与钻孔在岩层中的长度之比，并用百分数表示RQD=公式 21、水平方向上的构造运动对岩体构造应力的形成起控制作用，即构造应力以水平应力为主。 一、进行工程岩体分类，一般应考虑以下几个方面： 1. 工程岩体分类应该与所涉及的工程性质，即与使用对象密切地联系在一起 2. 分类应该尽可能采用定量的参数，以便于在应用中减少人为因素的影响，并能用于技术计算和制订定额上。 3. 分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般分为4-6级 4. 工程岩体分类方法与步骤应简单明了，分类的参数在工程现场容易获取，参数所赋予的数字便于记忆，便于应用 5. 由于目的、对象不同，考虑的因素也不同。 二、岩石质量质标RQD(会计算) 修正的岩心采取率是选用坚固完整的、其长度等于或大于10cm的岩芯总长度与钻孔在岩层中的长度之比，并用百分数表示。 我国岩体基本质量指标BQ=90+3Rc+250Kv 三、构造应力以水平方向为主。 四、P128会计算。水压致裂法测量岩体初始应力可不涉及岩体物理力学性质，而可由测量和记录的压力值来决定。 五、围岩处于高应力场条件下所产生的岩片飞射抛撒，以及洞壁片状剥落等现象叫岩爆。 岩爆的类型和发生条件是什么？工程上如何防治岩爆问题？ 答：有破裂松脱型、爆裂弹射型、爆炸抛射型。条件：（1）地下工程开挖、洞
室空间的形成是诱发岩爆的几何条件
（2）围岩应力重分布和集中将导致围
岩积累大量弹性变形能，这是诱发岩爆
的动力条件（3）当岩石矿物结构致密、
坚硬度较高，且在微裂隙不发育的情况
下，岩体在变形破坏过程中所储存的弹
性变形能不仅能满足岩体变形和破坏
所消耗的能量，满足变形破坏过程中发
生热能、声能的要求，而且还有足够的
剩余能量转换为动能，使逐渐被剥离的
岩块瞬间脱离母岩弹射出去。（4）岩爆
通过何种方式出现，这取决于围岩的岩
性，岩体结构特征、弹性变形能的积累
和释放时间的长短。防治：（1）围岩加
固措施（2）改善围岩应力条件（3）施
工安全措施主要是躲避及清除浮石两
种
六、围
岩：是指
由于人
工开挖
使岩体
的应力
状态发
生了变
化，而这
部分被改变了应力状态的岩体称为围
岩
围岩的二次应力状态就是指经开挖后
岩体在无支护条件下，经应力调整后达
到新的平衡的应力状态。分布的主要特
征第一呈弹性分布第二呈弹、塑性分
布。
七、当r=ra时
八、所设计的支护刚度不必很大，当支
护做完后，能与岩体一起产生少量的位
移，释放掉部分能量，但支护又能控制
岩体的位移，使支护足以保持岩体的稳
定，这就是新奥法采用柔性支护的理论
依据
九、岩质边坡的变形和破坏有哪些类
型？不同类型其机理有何区别？
答：边坡岩体的变形有（1）卸荷回弹
（2）蠕变边坡的破坏有（1）崩塌（2）
滑坡（3）岩块流动（4）岩层曲折变形、
局部变形，不会引起整体失稳，而蠕变
则是长时间缓慢持续的变形
崩塌：岩体的重力与其他处力共同作用
下超过岩体强度而引起的破坏现象
滑坡：以深层破坏形式出现，往往深入
坡地内部甚至延伸到坡脚
岩块流动：岩石内部的脆性破坏，而不
像一般的滑坡那样沿着软弱面剪切破
坏
岩层曲折：岩层本身的重力作用或由于
裂隙水的冰胀作用，增加岩层张力，使
坡面岩层曲折，导致岩层破坏
十、岩质边坡的加固措施有哪些？
答：（1）排水措施，减少地表水渗入边坡坡体内，应在边坡潜在塌滑区后缘设置截水沟（2）刷方减重，为减小滑力又可清除可能引起的斜坡破坏，分级开挖放坡（3）支护措施，锚喷支护挡墙，抗滑桩 十一、岩基破坏模式有哪几种？如何确定岩基承载力？ 答：a开裂b压碎c壁裂d冲切e剪切 1） 岩基载荷试验 2） 按室内饱和单轴抗压强度计算 3） 基脚压碎岩体的承载力 4） 基脚岩体直线剪切破坏的承载力 十二、岩基的加固措施有哪些？ 1) 开挖和回填 2) 固结灌浆 3) 增加开挖深度或采用锚杆与插筋 10.一个5cm*5cm*10cm 的试样，其质量为678g，用球磨机磨成岩粉状并进行风干，天平称得其重量为650g，取其中岩粉60g作颗粒密度试验，岩粉装入李氏瓶前，煤油的读书为0.5cm3，装入岩粉后静置半小时，得读数为20.3cm3，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。 解：天然密度:ρ=m/v=678/（5*5*10）=2.7g/cm３ 干密度:ρd=ms/v=650/（5*5*10）=2.6g/cm３ 颗粒密度:ρs=ms/vs=60/(20.3-0.5)=3.0g/cm３ 岩石天然孔隙率: n=1-ρd/ρs=1-2.6/3.0=0.133=13.3% 14.将某一岩石试件进行单轴压缩试验，其压应力达到28.0MP时发生破坏。破坏面与水平面的夹角为60°，设其抗剪强度为直线型。试计算： （1)该岩石的c，υ值 （2)破坏面上的正应力和剪应力 （3)在正应力为零的面上的抗剪强度 （4)在与最大主应力作用面成30°的面上的抗剪强度。 解： （1）σx=0,σy=28.0,τxy=0 则σ1=σy/2+σy/2=28.0MP σ3=0 由图可知：υ=90°-（180°-120°）=30° DE=(σ1+σ3)/2=14，AD=DE/sinυ,则AD=28 AB=AD-BD=14，tanυ=c/AB
则c=tanυAB=
(2)

axyayxyx2sin2cos22n


axyayx2cos2sin2n



此题中,a=60°,则
σ=14-14cos120°=14-7=7MP
τ=-14sin120°=-73MP≈-12.1MP
(3)
另式为0，则
14-14cos2a=0，求出a=1arccos5.0=0°
把a=0°带入式可得τ=-14sin0°
=0
(4)
最大主应力与σx 的夹角θ为：

)2arctan(21yxxy
则θ=0°此时,a=30°，
τ=-14sin2a=-73MP≈-12.1MP