岩石力学复习

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1、岩石力学复习重点1.1、岩体：岩体是指在一定的地质条件下，含有诸如裂隙、节理、层理、断层等不连续的结构面组成的现场岩石，它是一个复杂的地质体。2.1、岩石的渗透性：在一定的水力梯度或压力作用下，有压水可以透过岩石的孔隙或裂隙流动。岩石这种能透水的能力称为岩石渗透性。2.2、结构体：结构体是不同产状和不同规模结构面相互切割而形成的、大小不一、形态各异的岩石块体。2.3、结构面的类型：按成因可分为原生结构面、构造结构面、次生结构面。2.4、岩层产状三要素：走向、倾向、倾角。2.5、RQD概念：用来表示岩体良好度的一种方法。根据修正的岩芯采取率来决定的。2.6、RM

2、R法评价岩体的方法：该分类系统由完整岩石强度、RQD值、节理间距、节理状态及地下水状况5类指标组成。具体做法为：（1）根据各类指标的数值，逐次计分，求和得总分RMR值（P27页表2-10）；（2）根据节理、裂隙的产状变化对RMR的初值加以修正（P27页表2-11），以强调节理、裂隙对岩体稳定产生的不利影响。3.1、脆性破坏、塑性（延性）破坏、弱面剪切破坏的基本概念；脆性破坏：岩石发生破坏时，无显著变形，声响明显，一般发生在单轴或低围压坚硬岩石（岩爆）。塑形破坏：岩石发生破坏时，变形较大，有明显的“剪胀”效应，一般发生在较软弱岩石或高围压坚硬岩石。沿软弱结构面（

3、原生）剪切破坏：由于岩层中存在节理、裂隙、层理、软弱夹层等软弱结构面，岩层整体性受到破坏；在外荷载作用下，当结构面上的剪应力大于该面上的强度时，岩体发生沿弱面的剪切破坏。3.2、影响岩石抗压强度的因素；矿物成分、结晶程度和颗粒大小、胶结情况、生成条件、风化作用、密度、水的作用、试件形状和尺寸、加载速率。3.3、形态效应和尺寸效应的含义；因应力集中，通常圆柱形试件的强度高于棱柱形试件的强度。对于棱柱形试件，截面边长越多，其强度越高，这种影响称为形态效应。岩石试件的尺寸越大，其强度越低，这一现象称为尺寸效应。原因：试件尺寸越大，细微裂隙越多，破坏的概率增大，因而强

4、度越低。3.4、测定岩石抗拉强度的试验方法；直接试验——直接拉伸法（室内少用）间接试验——巴西劈裂法（室内常用）、点载荷试验（现场常用）、三点弯曲法。3.5、测定岩石抗剪强度的试验方法；室内试验：常用直接剪切仪(直接剪切试验)、楔形剪切仪(楔形剪切试验)、三轴压缩仪(三轴压缩试验)测定岩石的抗剪断(抗剪)强度指标。现场试验：主要以直接剪切试验为主，有时也可做三轴强度试验。3.6、直剪试验试样破坏全过程的三个阶段；（1）弹性阶段，裂缝产生。（2）裂纹发展、增长阶段。（3）强度降低阶段，晶格错位。3.7、莫尔-库伦准则；(P.47)基本观点：认为岩石破坏属于剪切破

5、坏，即当剪切面的剪应力超过其抗剪强度时，岩石随即发生破坏。对于Mohr圆包络线，存在多种假设（包括抛物线、双曲线或摆线）。一般认为，当σ<10MPa时，包络线近似为直线，岩石的强度条件可用库伦方程式来表示：上式称为Mohr-Coulomb方程式/准则（M-C准则）。3.8、格里菲斯理论的基本观点和推导思路；（P.50）基本观点：材料内部存在着许多细微裂缝，在力的作用下，这些裂缝的周围，特别是缝端，可以产生应力集中现象。材料的破坏往往从缝端开始，裂缝扩展，最后导致材料的完全破坏。推导思路：（1）从岩石中取出任一条裂隙，简化为椭圆裂隙（长轴a、短轴b），外部应力场

6、σ1、σ3；（2）分析裂隙周边的切向应力σb，取σbmax（3）求裂隙危险方向角β（从若干条裂隙中挑出最危险裂隙）；（4）与材料参数建立联系，导出强度准则。3.9、节理面稳定情况的判断及洞室边墙围岩的加固：节理面稳定判别式：洞室边墙稳定：4.1、弹性变形、塑性变形的基本概念；弹性变形：荷载卸去后，变形可恢复（包括线性和非线性）的变形。塑形变形：荷载卸去后，变形不能全部恢复，残留一部分永久变形的变形。4.2、单轴压缩试验中，岩石应力-应变曲线上不同弹性模量的含义；4.3、证明习题4-1；4.4、典型岩石应力-应变全过程曲线的四个阶段；（1）压密阶段，这是由于细微

7、裂隙受压闭合造成的。（2）弹性工作阶段，应力与应变关系曲线为直线。（3）塑形性状阶段，主要是由于平行于荷载轴的方向内开始强烈的形成新的细微裂缝，B点是岩石从弹性转变为塑形的的转折点，也就是所谓的屈服点，相应于该点的应力σ称为屈服应力。（4）破坏阶段，C点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc。4.5、岩石应力-应变曲线的影响因素；荷载速率、温度、侧向压力、各向异性。4.6、现场变形试验；P.81-P.874.7、岩石反力的基本概念；当水工隧洞受到洞内水压力或其它荷载作用时，衬砌向岩石方向变形，此时衬砌会受到岩石的抵抗，也就是说岩石会对衬砌发生一定的反力，这个反力也称为抗

8、力，是地下洞室设计中非常重要的参数。4