桂林理工大学-岩体力学 论文

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1、题目《岩体力学》考核题学生姓名谭龙学号102011196专业岩土工程学院土木与建筑工程学院2013年01月27日桂林理工大学谭龙1、试述岩体力学的研究内容及研究动态一、岩体力学的研究内容：（1）岩石和岩体的物理力学性质。这是表征岩石与岩体的力学性能的基础，岩石与岩体的物理力学性质指标是评价岩体工程稳定性最重要的依据。岩体力学的重要研究内容就是为了岩石工程稳定性分析提供系统数据，通过室内试验和现场试验获取各项物理力学性质数据，研究各种试验的方法和技术，静、动荷载下岩石和岩体力学性能的变化规律。（2）岩石力学的基本原理。岩石的破

2、坏、断裂、蠕变及其岩石内应力、应变理论的研究。（3）岩体的地质力学模型及其特征。研究岩石和岩体的成分、结构、构造、地质特征和分类，这些对岩体的静、动力学特征有影响。（4）研究岩体起始应力状态以获取地下结构及围岩稳定性分析所必需的外荷载条件。包括各种原岩应力实测理论和方法、地形面貌及不连续面对起始应力分析的影响、工程区域局部原岩应力场的控制方法。（5）岩体中开挖卸载引起岩体应力状态的重新分布及围岩应力集中的计算理论、计算方法，围岩稳定性的评价、预测以及由此引申出的支护原理、支护方式、方法，支护结构体系的设计计算理论和方法。二、

3、岩体力学的研究动态：（1）岩体力学问题的不确定性分析①模糊数学分析方法②灰色系统方法③随机时间序列方法④概率桂林理工大学谭龙论与数理统计方法（2）数值分析在岩体力学的应用①有限单元法②边界单元法③离散单元法④拉格朗日单元法⑤块体理论⑥位移反应力分析法（3）岩体细观力学研究理论上：统计细观损伤力学方法，包括细观描述、统计描述和宏观描述。实验上：①光学显微镜观测方法②电子显微镜观测方法③声发射方法④计算断层成像（CT技术）（4）岩体断裂力学与损伤力学岩石断裂力学：运用断裂力学方法研究岩石中宏观裂纹尖端的应力、位移，提出裂纹起裂的

4、判据及其裂纹开裂方向。包括线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。岩石损伤力学：在环境或外荷载作用下，由于细观结构的缺陷引起材料或者结构的劣化过程称为损伤。岩石损伤力学是研究含损伤岩石的变化过程、损伤演化及破坏力学过程的科学。（5）岩体力学系统的智能分析方法①专家系统方法②神经元网络方法③支持向量机方法（SVM）④智能位移方分析（6）岩体力学的分形研究建立在分形度量空间上的岩石力学理论，具体而言，就是研究考虑自然分形效应的岩石介质变形破坏规律。桂林理工大学谭龙2、简述岩体结构的类型划分及其岩土工程特征。一、整体状结构整体性强度高，岩

5、体稳定，可视为均质弹性各向同性体二、块状结构整体强度较高，结构面互相牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性体三、层状结构接近均一的各向异性体，其变形及强度特征受层面及岩层组合控制，可视为弹塑性体，稳定性较差三、碎裂状结构完整性破坏较大，整体强度很低，并受断裂等软弱结构面控制，多呈弹塑性介质，稳定性很差四、散体状结构完整性遭到极大破坏，稳定性极差，岩体属性接近松散体介质3、简述各种岩石破坏判据及其适用条件一、莫尔--库伦强度破坏判据于岩石的包络线的形状，有人假定为抛物线，也有人假定为双曲线或摆线。一般而言，对于软弱岩石，可认为是

6、抛物线，对于坚硬岩石，可认为是双曲线或摆线。为了简化计算，和土力学中所采用的一样，岩石力学中大多采用直线形式的包络线，可用库仑方程式来表示：τ=c+σtgϕf适用条件：库伦准则不适用σ3<0有拉应力的情况（因为断裂面和σ3垂直）也不适用高围压的情况。但是对于一般的工桂林理工大学谭龙程来说，库伦准则还是适用的。适用于低围压的情况。莫尔强度理论实质上是一种剪应力强度理论。它既适用于塑性岩石也适用于脆性岩石的剪切破坏。适用于剪破坏，不适用于拉破坏、膨胀或蠕变破坏。二、最大剪应力理论准则假设：材料的破坏取决于最大剪应力。这个强度条件

7、在塑性力学中称为特雷斯卡(H·Tresca)破坏条件(或屈服条件)，在进行岩体的弹塑性应力分析时，需要用到这个条件。其强度条件是：ττmax≤u222222[(σ−σ)−R][(σ−σ)−R][(σ−σ)−R]=0133221适用条件：适用于塑性岩石，不适用于脆性岩石，不适用于岩石的塑性变形三、最大正应力强度理论该理论又被称为朗肯理论，它假设材料的破坏只取决于绝对值最大的正应力。据此，当岩石单元体内的三个主应力中只要有一个达到单轴抗压强度或单轴抗拉强度时，单元就达到破坏状态，强度条件(或称破坏条件)就是：(22)(22)(2

8、2)σ−Rσ−Rσ−R=0123其中，R在式中泛指材料的强度，包括抗压强度和抗拉强度。适用条件：只适用于岩石单向受力及脆性岩石在二维应力条桂林理工大学谭龙件下的受拉状态，处于复杂应力状态中的岩石不能采用这种强度理论四、最大正应变理论从某些岩石受压破坏时沿着横向(平行于受力方向)分成几块的现