岩体力学复习资料(小抄版)

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1、1.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。一般认为它是均质的和连续的。岩体：是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。（区别是岩体包含若干不连续面。）结构面：岩体内具有一定方向、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，它是在地质发展历史中，尤其是在地质构造变形过程中形成的。结构体：被结构面分割而形成的岩块，四周均被结构面所包围，这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体成为结构体。2.岩体结构分为六类：块状结构、镶嵌、层状、碎裂、层

2、状碎裂、松散结构3.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，称为风化。衡量岩石（块）风化程度的指标：（1）定性指标：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。（2）定量指标：风化空隙率指标Iw、波速比指标kv和风化系数kfδ等。岩石风化分级：未微中等强全4.相对密度Gs：岩石的干重量Ws（KN）除以岩石的实体积Vs（m3）（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。Gs=Ws/(Vsγw)。相对相对密度是一个无量纲量，其值可用比重瓶法测定，试验时先将岩石研

3、磨成粉末并烘干；然后用量杯量取相同体积的纯水和岩石粉末并分别称重，其比值即为岩石的相对密度。岩石的相对密度取决于组成岩石的矿物相对密度，岩石中重矿物含量越多其相对密度越大，大部分岩石的相对密度介于2.50～2.80之间。5.孔隙率n：岩石试样中孔隙体积Vv与岩样总体积V之比。孔隙比e：指孔隙的体积VV与固体的体积Vs的比值。6.含水率w：天然状态下岩石中水的重量Ww与岩石烘干重量Ws的百分比。w=WW/Ws×100%吸水率Wa：指干燥岩石试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的百分率。wa=WW/Ws=（Wo-Ws）/Ws×100%7.渗透性：指在水压力作

4、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。（渗透系数的大小取决于岩石的物理特性和结构特性流体的物理化学特性）8.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和膨胀率两项指标表示。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。（常用平衡加压法测定）。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。9.崩解性：是指岩石与水作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。这种现象是由于水化作用削弱了岩石内部的结构联结而造成的。10.软化性：指岩石与水相互作用时强度降低的特性。影

5、响因素：矿物成分（亲水性可溶性）、粒间联结方式（结晶联结胶结联结）、孔隙率、微裂隙发育程度等。岩石的软化性一般用软化系数表示，软化系数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。ηc=Rcw/Rc，软化系数总是小于1的。11.岩石的抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的性能。抗冻系数Cf：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与冻融前的抗压强度的比值，用百分率表示。岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因：一是构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时由于矿物的胀缩不均而导致岩石结构的破坏；二是当温度降低到0°C以下时

6、，岩石孔隙中的水将结冰，其体积增大约9%，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变，直至破坏。12.岩石强度：指岩石在荷载作用下破坏时所承受的最大荷载应力。有抗压强度（单轴、三轴）、抗剪强度、抗拉强度。影响因素：岩石特性（矿物组成、结构特征、风化程度各向异性）环境条件（水、温度）试验条件（围岩大小、端部效应、试件形状和尺寸、加载速率）13.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”：将试件端部磨平，并抹上润滑剂，或加橡胶垫层等。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。14.

7、高径比h/D＝2～2.5为宜。15.加载速率影响：加载速率增加，强度和弹性模量增加，峰值应力越明显。16.围压影响：岩石抗压强度随围压增加而提高。通常岩石类脆性材料随围压的增加而具有延性。17.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18.库仑准则：若用σ和τ代表受力单元体某一平面上的正应力和剪应力，则当τ达到如下大小时，该单元就会沿此平面发生剪切破坏，即式中：c——黏聚力；f——内摩擦系数。引入内摩擦角，并定义f=tanφ，这个准则在τ—σ平面上是一条直线。若将τ和σ用