岩体力学课件--岩体力学(1,2,4,5章)

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1、第一章绪论岩体力学（RockmassMechanics）是一门研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏的规律的学科。§1岩石与岩体岩石：是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自型物体。岩石有其自身的矿物成分、结构与构造，岩石中的矿物成分和性质、结构、构造等的存在和变化，都会对岩石的物理力学性质发生影响。岩体：在岩体力学中，通常将在一定工程范围内的自然地质体称为岩体。岩体是由结构面和岩石块共同组成的综合体。对岩体的强度和稳定能起作用的不仅是岩石志，而是岩石块与结构面的综合体，而在大多数情况下，结构面所起

2、的作用更大。§2岩体力学的研究任务与内容一、岩体的力学特征：（1）不连续性（2）各向异性（3）不均匀性（4）岩石块单元的可移动性（5）赋存地质因子的特性二、岩体力学的研究任务（1）基本原理（2）试验（3）实际应用：地下工程、采矿工程、地基工程、斜坡工程、岩石破碎、岩体加固等方面。（4）监测三、岩体力学的研究内容（1）岩体的地质力学模型及其特征方面（2）岩石与岩体的物理力学性质方面（3）岩体力学在各类工程上应用方面岩体力学在岩体工程中的应用有以下几方面：（1）地下洞室围岩的稳定性研究（2）岩基的稳定性研究（3）岩坡的

3、稳定性研究（4）岩体力学的新理论新方法的研究§3岩体力学的研究方法岩体力学的研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。为了有系统地获取各项数据，研究岩体力学的步骤可用如图1-1的框图表示。岩体力学在岩体工程中的应用有以下几方面：（1）地下洞室围岩的稳定性研究（2）岩基的稳定性研究（3）岩坡的稳定性研究（4）岩体力学的新理论新方法的研究§3岩体力学的研究方法岩体力学的研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。为了有系统地获取各项数据，研究岩体力学的步骤可用如图1-1的框图表示。岩体力学在岩体工

4、程中的应用有以下几方面：（1）地下洞室围岩的稳定性研究（2）岩基的稳定性研究（3）岩坡的稳定性研究（4）岩体力学的新理论新方法的研究§3岩体力学的研究方法岩体力学的研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。为了有系统地获取各项数据，研究岩体力学的步骤可用如图1-1的框图表示。§3岩体力学的研究方法§4岩体力学在其他学科中的地位一、地质学科在在岩体力学中的作用岩体力学与工程地质学紧密联系。二、力学学科在岩体力学中的作用岩体力学学科中的一个分支，属固体力学范畴。§4岩体力学在其他学科中的地位一、地质学科在在

5、岩体力学中的作用岩体力学与工程地质学紧密联系。二、力学学科在岩体力学中的作用岩体力学学科中的一个分支，属固体力学范畴基本要求1．掌握岩石的基本物理性质，理解岩石的变形性质；2．掌握岩石的强度特征；3．理解岩石的破机理了解最大线应变理论，了解格里菲斯理论；4．掌握莫尔强度理论、库伦—莫尔强度理论；第二章岩石的基本物理力学性质§1岩石的基本物理性质一、岩石的质量指标（一）岩石的密度和比重（1）天然密度称重法（2）饱和密度（3）干密度（二）岩石的比重比重瓶法二、岩石的孔隙性（一）岩石的孔隙比（二）岩石的孔隙率一般n可通过

6、下式推出：三、岩石的水理性质（一）岩石的含水性质1．含水量2．岩石吸水率（二）岩石的渗透性式中qx沿x方向水流量h水头高度A垂直于x方向的截面面积K岩石的渗透系数(m/s)四、岩石的抗风化指标（一）软化系数()(小于或等于1)（二）岩石耐崩解指数（Id）式中Id2—表示经两次循环试验而求得的耐崩解性指数m2—试验前试块的烘干质量mr—残留在圆筒内试块的烘干质量Gamble认为，Id2与岩石成岩的地质年代无明显的关系，而与岩石的密度成正比，与岩石的含水量成反比。（三）岩石的膨胀性1．岩石的自由膨胀率式中：—分别是

7、浸水后岩石试件轴向、径向变形量；H、D—分别是岩石试件试验前的高度、直径。2．岩石的侧和风吹草动约束膨胀率（VHP）与岩石自由膨胀率不同，计算式如下：式中为有側向约束条件下所测得的轴向膨胀变形3．膨胀压力指岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。五、岩石的其它性质一、岩石的单轴抗压强度式中：Rc—单轴抗压强度，有时亦称无侧限强度（±中多用）P—在无侧限条件下，轴向破坏荷载A—试件的截面面积（一）单轴抗压强度的试验方法岩体力学中，Rc是研究最早，最完善的特性之一试件：直径或边长为4.8~5.2cm，高度为

8、直径的2.0~2.5cm倍。（二）在单向压缩荷载作用下试件的破坏形态§2岩石的强度特性1．圆锥形破坏：由于试件两端面与试验机承压板之间摩擦力增大造成的。环箍效应2．柱状劈裂破坏是岩石在单向压缩应力作用下自身所固有的破坏特性。图（三）、单轴抗压强度的影响因素1．承压板给予单轴抗压强度的影响试件两端面与承压板间摩擦、承压板刚度。2．试件尺寸及形状对单向轴抗压强度