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岩体力学期末考试重点

期末考试试题

一、名词解释

1.岩石的孔隙率：岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值的百分比。

2.岩石软化系数：岩样饱水状态的单轴抗压强度与自然风干状态单

轴抗压强度的比值。

3.单轴抗压强度：是指岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能

承受的最大压应力。

4.单轴抗拉强度：是指岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能

承受的最大拉应力。

5.岩石的各项异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向的不

同而表现出差异的现象。

6.岩石的扩容：是指岩石在荷载作用下，在其破坏之前产生的一种

明显的非弹性体积变形。

7.岩体的完整性系数：岩体与岩石的纵波速度之比的平方。

8.岩石质量指标：长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占

钻孔总长的百分比。

9.围岩-支护共同作用：是指共同体两方面的耦合作用和互为影响

的情况。

10.岩石的弹性：是指岩石在外力作用下发生变形，当外力去除时，

又恢复到原来的状态。

11.蠕变：当应力保持不变时，变形随时间增加而增长的现象。

12.松弛：当应变保持不变时，应力随时间增加而减小的现象。

二、填空

1.结构体和结构面称为岩体结构单元或岩体结构要素。

2.结构面三种类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面。

3.岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。

岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。

沉积岩：火山碎屑岩、胶结碎屑岩、黏土岩、化学岩和生物化学岩。

变质岩：接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩。

4.通过试件所确定的各种岩石强度指标值受以下因素的影响：

试件尺寸、试件形状、试件三维尺寸比例、加载速率、湿度

5.岩石变形：弹性变形、塑性变形、黏性变形

6.单轴压缩条件下岩石变形特征：

（1）孔隙裂隙压密阶段

（2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段

（3）非稳定破裂发展阶段（累进性破裂阶段）

（4）破裂后阶段。

7.地应力成因：

大陆板块边界受压引起的应力场、地幔热对流引起的应力场、

由地心引力引起的应力场、岩浆侵入引起的应力场、

地温梯度引起的应力场、地表剥蚀产生的应力场

8.地应力分布的规律：

○1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数、

○2实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量、

○3水平应力普遍大于垂直应力、

○4平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同、

○5最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系、

○6最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性、

○7地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风华、岩体结构特征，岩体力学性质、温度，地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大。

9.空心包体测量法

突出优点是应变计和孔壁在一个相当大的面积上胶结在一起，因此胶结质量较好而且胶结剂还可注入应变计周围岩体中的裂隙.

缺陷，使岩石整体化，因而较易得到完整的套孔岩芯。所以这种应变计可用于中等破碎和松软的岩体中，且有较好的防水功能。因此，目前空心包体应变计已成为世界上最广泛采用的一种地应力解除测量仪器。

10.水压测量法的原理和实施步骤：

答：水压致裂法是地应力直接测量方法的一种，其原理是采用应力计直接测量和记录各种应力量；

实施步骤：

（1）首先通过钻孔将应力计放在需要测量的岩层中，并将需要加压的地段区域用隔离器隔离开来。

（2）通过高压水开始向加压区域注水加压，使其钻孔壁出现裂隙时，观察并记录初始开裂水压p1；

（3）继续增加水压，使其裂隙深度达到3倍钻孔直径时，停止加压；此时保持水压恒定，记录其关闭水压p2;然后卸压是裂隙闭合；（4）再次向密闭段增加水压，使其裂隙再次打开，并分别记录其开裂水压Pr和关闭水压Ps；再次卸载使其裂隙恢复闭合。

（5）重复上述步骤3-4次，提高实验的可靠性，最后退出装置，完成实验。

11.基本原件：弹性元件H、塑性元件Y、黏性元件N

12.马克思威尔体H-N体：弹黏性体，由一个弹簧和一个阻尼器串联组成，本构方程σ η,?2 σ

K,?1

马克斯威尔体具有瞬间变形、等速蠕变和松弛的性质；

13.凯尔文体H丨N体，黏弹性体，一个弹簧与一个阻尼器并联而成

本构方程

凯尔文体具有弹性后效、稳定蠕变，没有松弛的性质；

14.库伦准则、莫尔强度

库伦认为：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，即抗摩擦强度是有岩石本身抗剪切摩擦的黏结力和剪切面上法向力产生的摩擦力组成。平面中的剪切强度准则为|τ|=c+σ tan?

式中，τ为剪切面上的剪应力（剪切强度）；σ为剪切面上的正应力；c为黏结力（或内聚力）；?为内摩擦角。

库伦准则可以用莫尔极限应力圆直观的图解表示，确定准则由直线AL(通常称为强度曲线)表示，其斜率为k=tan?,且在τ轴上的截距为c，如果应力圆上点落在AL之下，则说明该点表示的应力还没有达到材料的强度值，故材料不发生破坏。刚好相切，则说明处于极限平衡状态，在该点所对应的平面（指其法线方）间的夹角θ（称为岩石破断角）。

2θ=π

+ ?，

σ=1

2 (σ1 + σ3) +1

(σ1 -σ3) cos2θ

τ=1

(σ1– σ3)sin2θ

将（4-99）带入（4-97）可得

σ1=1+ sin?

1?sin?σ3 + 2c?cos?

1?sin?

若取σ3=0则极应力σ1为岩石单轴抗压强度σc，即有

σc=2c?cos?

1?sin?

15.维护岩石地下工程稳定的基本原则：

○1合理利用和充分发挥岩体的强度

1地下的地质条件相当复杂。 2避免岩石强度的损坏

3充分发挥岩体的承载能力 4加固岩体

○2改善围岩的应力条件

1选择合理的隧道断面形状和尺寸 2选择合理的位置和方向

3卸压方法

○3合理支护

○4强调监测控制和信息反馈

16.锚杆作用机理：

悬吊作用、减跨作用、组合梁作用、组合拱作用、加固作用

2020年7月8日星期三

简论岩石力学及其工程应用的发展战略

简论岩石力学及其工程应用的发展战略近三十年来，特别是近十余年，无论国内和国外，岩石力学及其工程应用获得了突飞猛进的发展，学术交流空前活跃，许多相邻学科的工作者被吸引到岩石力学领域中来．一方面，岩石力学的许多分支领域得到不同程度的探索和发展；另一方面，岩石力学与其相邻学科的相互结合也在向纵深发展．这当然是很可喜的．当前岩石力学的主要成就似可归纳如下： ——开展了大量的试验研究工作，取得了一大批有价值的经验数据，并丰富了岩石力学模型的研究： ——开展了岩石力学的大量的数值分析计算工作，积累了大批计算软件，可以考虑岩石的弹性、塑性、粘性和断裂等各种特性的多种情况； ——发展了现场观测和监测技术，为工程的安全和岩石力学理论的检验，提供了相当坚实的物理基础； ——发展了岩石力学模型试验和模拟技术(包括计算机模拟试验)，为探索天然岩石的整体特性作出了有意义的努力； ——拓展了岩石力学的研究领域和应用范围，例如水利工程风险分析中的水库诱发地震预测问题，核电站的环境分析中的核废料的储存和处理问题，都被包括在岩石力学研究范围之内．岩石力学的研究现状表明，它的确还有许多不足之处，如不认真研究改进，最终将会阻碍岩石力学的进一步发展。首先，目前岩石力学研究工作，绝大多数只限于天然岩石的单项研究，这种研究虽然是非常需要的，但必须与天然岩石的整体特性的研究结合起来．这是因为局限于天然岩石的单项研究．并不能很好地反映岩石在天然状态下的整体性质，因为后者并不是前者的简单的叠加．很遗恨，这方面并没有获得完满的解决，一个突出的例子，就是计算参数的取得，目前多只凭经验，还没有一套公认的准则可供遵从．共次．岩石不能只认为是单相(固相)的，从这一点出发而建立的岩石力学模型当然是不完善的(尽管当前的研究成果多是如此)．因为这与事实不符．天然岩石是一种三相(固相、液相和气相)介质，虽然有时可以当作单相介质来考虑而没有太夹的误差，但在许多情况下是不可以这样做的．例如水工建设和水下探矿中，大多数场合是不能忽视水的作用的；在油气田开发中，还必须进一步考虑气相的作用．第三，目前研究岩石静力学方面的多，研究岩石动力学方面的太少．不仅因为工程上常常遇到动力学问题，例如爆破，振动、地震等，而且有许多课题，表面上看似乎是可以当作静力学问题来研究，实际上却是与动力学密切相关的问题．例如岩质边坡的失稳，就是一个由静态转化为动态的问题。Vajont滑坡直到现在还被人们所研究，就是因为这一滑坡为什么会有这样高速滑落问题一直没有获得很好解决的原故．第四，坦率地说，目前岩石力学的研究，还没有真正走到工程设计中去．其中的原因是多方面的，但重要韵是，没有能够发展出一整套岩石工程技术与方法供工程设计人员应用，因而还不能完全取代原有的～·套技术和方法显示出自己特有的优越性来．岩石力学的工程应用不够这一不足之处，直接危及岩石力学向纵深发展．因为岩石力学的工程应用的广泛深入，反过来会促进岩石力学不断地向深度和广度进军．因此，岩石力学及其工程应用的发展战略，笔者认为，必须按照天然岩石的实际情况，并服务于工程建设的需要这一基本原则来进行．例如，天然岩石不仅是多相的，而且是处在一种系列状态中：在地表，它受风化和众多裂隙切割而多处于松散状态，普氏理论适用这种情况；在较浅处，主要受裂隙控制，因而

岩体力学习题及答案

一、绪论一、解释下例名词术语岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、简答题 1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容： 1）岩体的地质特征及其工程分类。 2）岩体基本力学性质。 3）岩体力学的试验和测试技术。 4）岩体中的天然应力状态。 5）模型模拟试验和原型观测。 6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。 7）岩体工程性质的改善与加固。 2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？ 1）工程地质研究法。目的是研究岩块和岩体的地质与结构性，为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。 2）试验法。其目的主要是为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。 3）数学力学分析法。通过建立岩体模型和利用适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下变形与稳定性。 4）综合分析法。这是岩体力学研究中极其重要的工作方法。由于岩体力学中每一环节都是多因素的，且信息量大，因此，必须采用多种方法考虑各种因素进行综合分析和综合评价才能得出符合实际的正确结论，综合分析是现阶段最常用的方法。二、岩块和岩体的地质基础一、解释下例名词术语 1、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面：其是指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。 10、岩体：岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，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。 11、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。 12、岩体结构：岩体中结构面与结构体的排列组合特征。

岩体力学的发展展望及发展方向

岩体力学的发展展望及发展方向张永伟学号：201020407 岩石力学是研究岩石和由它组成的地质体在外力作用下力学行为的一门应用固体力学学科。岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门新兴学科，是一门的年轻的学科，特别是在中国前景广阔，“岩石力学的未来在中国”。岩体力学作为岩土工程三大基础学科（岩体力学、土力学、基础工程学）之一，在工程设计和施工中，岩体力学问题往往具有决定性的作用，例如:英吉利海底隧道，日本青函海底隧道，美国赫尔姆斯水电站地下厂房，加拿大亚当贝克水电站地下压力管道，巴西伊太普水电站，尼亚加拉水电站，以及我国葛洲坝水利工程等的新建，都提出了许多岩体力学方面的棘手问题，而这些问题对工程的进行具有决定意义。因此，岩体力学的发展直接关系到工程开发的深度和广度。一、岩体力学的发展岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门学科，一般认为它形成于20世纪50年代末，其主要标志是1957年法国的J.Talobre 所著的《岩石力学》的出版，以及1962年国际岩石力学学会的成立。岩体力学的发展经历了如下几个阶段：（一）连续介质岩石力学阶段。二次世界大战之前至20世纪60年代为岩体力学的产生与早期发展阶段。在此阶段，人们仅简单地将岩体看作一种连续介质材料，利用固体力学理论进行岩体的力学特性分析，将岩体力学等同于材料力学，处理实际问题主要靠经验，往往效果较差。（二）裂隙岩体力学阶段。

大约在20世纪60-70年代，国际上正式将裂隙岩体的力学性质研究作为岩体力学的一个中心课题，并且提出了（碎裂）岩体力学概念，将岩体力学研究推向了一个崭新的阶段，即裂隙岩体力学阶段。（三）岩体结构力学阶段。20世纪60年代末，人们提出了“岩体结构”的概念，及至70年代中期“岩体结构”便在岩体力学研究中起指导作用，并且由此诞生了“岩体结构的力学效应”这一具有划时代意义的科研命题。（四）地质工程岩体力学阶段。随着各种大型或特大型岩体工程的兴建，例如超过300 m的高坝及跨海大桥或其他高架工程等，它们的规模、形状、分布及组合等变化很大，往往引出不少岩体力学问题，而要解决这些问题又涉及到很多地质问题，有时可能关系到面积超过十平方公里、深达几公里的地质体。而今的岩体力学与地质研究工作密切相关，必须是多学科协同操作，方能有所作为。因此岩体力学的发展进入地质工程岩体力学阶段。二、岩体力学在地质灾害防治中的应用今年舟曲泥石流地质灾害再次引起了人们对地质灾害的重视。岩体力学在地质灾害防治中的应用，作为研究方向，开展崩塌、滑坡、泥石流和采空地面塌陷等地质灾害方面的研究，是岩体力学重要的发展方向之一，对于保护人民群众生命财产安全具有重要的意义。地质灾害监测与预警、地质灾害危险性评估、地质灾害防治等都需要岩体力学的知识和手段。对于山东省而言由于地下采矿而产生的采空地面塌陷，近几年频

岩石力学与工程习题答案全解

1．构成岩石的主要造岩矿物有正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿。 2．为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？答：基性岩石和超基性岩石主要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。所以基性岩石和超基性岩石非常容易风化。 3、常见岩石的结构连结类型有那几种？ 1.结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。 2.胶结连结：指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。 4．何谓岩石中的微结构面，主要指那些，各有什么特点？答：岩石中的微结构面（或缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。矿物的解理面：是指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。晶粒边界：矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力，但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小，因此，晶粒边界就相对软弱。微裂隙：是指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线，也称显微裂隙。粒间空隙：多在成岩过程中形成，如结晶岩中晶粒之间的小空隙，碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。晶格缺陷：有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷，也有由于化学比例或原子重排列的毛病所产生的物理上的缺陷。它与岩石的塑性变形有关。 5．自然界中的岩石按地质成因分类，可分为几大类，各大类有何特点？答：根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩浆岩特点： 1）深成岩：常形成较大的入侵体。颗粒均匀，多为粗-中粒状结构，致密坚硬，孔隙很小，力学强度高，透水性较弱，抗水性较强。2）浅成岩：成分与深成岩相似，但产状和结构都不相同，多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差，与其他岩种相比，它的性能较好。3）喷出岩：结构较复杂，岩性不均一，连续性较差，透水性较强，软弱结构面比较发育。沉积岩特点：1）火山碎屑岩：具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系，各类火山岩的性质差别很大。2）胶结碎屑岩：是沉积物经过胶结、成岩固结硬化的岩石。其性质取决于胶结物的成分、胶结形式和碎屑物成分和特点。3）粘土岩：包括页岩和泥岩。其性质较差。4）化学岩和生物岩：碳酸盐类岩石，以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。变质岩特点：是在已有岩石的基础之上，经过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和压力的不同而具有不同的性质，形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。变质岩特点1）接触变质岩：侵入体周围形成岩体。岩体透水性强，抗风化能力降低。 2）动力变质岩：构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好，裂隙、孔隙发育，强度低，透水性强。3）区域变质岩：这种变质岩的分布范围广，岩石厚度大，变质程度均一。一般块状岩石性质较好，层状片状岩石性质较差。 6．表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？答：指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7、岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，在试件中可产生三种破坏形式: (1)X状共轭斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏，破坏面

岩体力学复习资料

岩体力学复习资料 1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。 2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。 3、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。 4、蠕变：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象。 5、结构面：指在地质历史发展过程中，岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。 6、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或运动称为崩塌。 7、滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。 8、剪胀：在剪应力作用下，模型上半部沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动。这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。 9、岩石质量指标（RQD）：指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。 10、岩石的长期强度：岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度 11、流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。 12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。 13、结构面类型：按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。 14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。 15、蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变。 16、主动支护：地下开挖后，围岩不发生过度变形或破碎之前进行主动人为支护以避免过度变形而破坏称为主动支护。 17、注浆的作用：防渗、堵漏、加固、纠偏。 18、边坡破坏的类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡 19、格里菲斯强度理论：脆性材料中，其材料断裂的起因是分布在材料中的微小裂纹尖端有拉应力所致。 20、库伦强度理论：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，既抗摩擦强度等于岩石本身抗剪切摩擦的粘结力和剪切面上的法向力产生的摩擦力。 21、莫尔强度理论：岩石到达极限状态时，滑动平面上的剪应力达到一个取决于正应力与材料性质的最大值，即σ=f(τ)。对应于各种应力状态（单轴、双轴和三轴压缩）下的破坏的岩石的莫尔应力圆的包络线，称为莫尔强度 22、库伦-莫尔强度准则：库伦直线与莫尔应力圆包络线相结合。 23、ISRM指定的岩石力学试验标准：（单轴抗压）加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一般为5—10分钟。试件保存期不超过30天，试件形状为直径不小于50mm柱形试件，高径比2.5-3.0. 24、巷道周边不产生拉应力的条件：侧压系数为1/3

岩体力学课后习题答案

一章： 1.叙述岩体力学的定义. 岩体力学主要是研究岩体和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。 2.何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？（1）岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。（2）岩体：一定工程范围内的自然地质体。（3）不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。 3.何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？（1）岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。（2）结构体和结构面。 4.岩体结构的六大类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。 5.岩体有哪些特征？ 6.（1）不连续；受结构面控制，岩块可看作连续。（2）各向异性；结构面有一定的排列趋势，不同方向力学性质不同。（3）不均匀性；岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的力学性质不同。（4）赋存地质因子特性（水、气、热、初应力）都会对岩体有一定作用。二章： 1.岩石物理力学性质有哪些？岩石的质量指标，水理性质指标，描述岩石风化能力指标，完整岩石的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。 2.影响岩石强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状（形状、尺寸、高径比），加载速率、环境（含水率、温度）。对三相压缩强度的影响因素：侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。 3.什么是岩石的应力应变全过程曲线？所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。 4.简述岩石刚性实验机的工作原理？：压力机加压（贮存弹性应能）岩石试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。AA′O2O1面积—峰点后，岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积——峰点后，刚体机释放的能量（贮存的能量）。ABO2O1——峰点后，普通机释放的能量(贮存的能量)。当实验机的刚度大于岩石的刚度，才有可能记录下岩石峰值应力后的应力应变曲线。 5.莫尔强度理论，格尔菲斯强度理论和E.hoek和E.T.brown提出的经验理论的优缺点？莫尔强度理论优点是使用方便，物理意义明确；缺点是1不能从岩石破坏机理上解释其破坏特征2忽略了中间主应力对岩石强度的影响；格尔菲斯强度理论优点是明确阐明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂扩展方向；缺点是仅考虑岩石开裂并非宏观上破坏的缘故。E.hoek和E.T.brown提出的经验理论与莫尔强度理论很相似其优点是能够用曲线来表示岩石的强度，但是缺点是表达式稍显复杂。 6.典型的岩石蠕变曲线有哪些特征？

岩体力学名词解释

1.岩体力学：是力学的分支学科，是研究岩体在各种立场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的学科，是一门应用性学科 2.天然应力：人类工程活动之前存在于岩体中的应力。 3.研究方法：工程地质研究法，实验法，数学力学分析法，综合分析法 4.岩石质量指标(RQD)值：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。 5.岩体：在地质历史过程中形成的，有岩石单元体和结构面网络组成，具有一定的结构并赋存一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体 6.岩块：是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体 7.结构面：地质历史发展过程中，在岩体形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界或带 8.造岩矿物：含氧岩，氧化物，氢氧化物，卤化物，硫化物，自然元素 9.粒间连接分类：结晶连接，胶结连接 10.风化程度指标：定性指标主要有颜色，矿物腐化程度。定量指标主要有风化孔隙率指标和波速指标 11.结构面成因分类：1地质成因类型原生结构面（沉积结构面，岩浆结构面，变质结构面）2力学成因：性结构面，剪性结构面12.机构面的影响因素：产状，连续性，密度，开度，形态，填充

胶结特征（贴硅胶结的强度最高），结构面的组合关系 13.岩石软化性：是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。 14.岩体成因分类：岩浆岩体，沉积岩体（他生沉积岩，自生沉积岩），变质岩体 15.岩体工程分类：岩体质量分级，洞室围岩分类，岩体地质力学分类（RMR分类），巴顿岩石质量分类（Q分类） 16.岩石的物理性质：岩石的密度（颗粒密度，岩块密度），岩石的空隙性 17.岩石的水理性质：岩石的吸水性，岩石的软化性，岩石的抗冻性，岩石的透水性 18.岩石的吸水率：是指岩石在常温压下自由吸入水的质量与岩样干密度之比。岩石的饱和吸水率是指岩试件在高压或者真空的条件下吸收水的质量与岩式样干质量之比。饱水系数：岩石的吸水率与饱和吸水率之比 19.饱和吸水率：岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比 20.质量损失率：是指冻容前后干质量之差与实验前干质量之比——百分数表示 21.剪切强度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。 22.剪切（法向）刚度：是反应结构面剪切（法向）变形性质的重要参数

《弹性力学》、《岩体力学》复习大纲2015

第一章绪论 1-1弹性力学的内容 1-2弹性力学中的几个基本概念 1-3弹性力学中的基本假定习题第二章平面问题的基本理论 2-1平面应力问题与平面应变问题 2-2平衡微分方程 2-3平面问题中一点的应力状态 2-4几何方程刚体位移 2-5物理方程 2-6边界条件 2-7圣维南原理及其应用 2-8按位移求解平面问题 2-9按应力求解平面问题相容方程 2-10常体力情况下的简化应力函数习题第三章平面问题的直角坐标解答 3-1逆解法与半逆解法多项式解答 .3-2矩形梁的纯弯曲 3-3位移分量的求出 3-4简支梁受均布荷载 3-5楔形体受重力和液体压力习题第四章平面问题的极坐标解答 4-1极坐标中的平衡微分方程 4-2极坐标中的几何方程及物理方程 4-3极坐标中的应力函数与相容方程 4-4应力分量的坐标变换式 4-5轴对称应力和相应的位移 4-6圆环或圆筒受均布压力 4-7压力隧洞 4-8圆孔的孔口应力集中 4-9半平面体在边界上受集中力 4-10半平面体在边界上受分布力习题要求：了解弹性力学的基本概念，发展历史与基本假设，理解两类平面问题的解法，掌握三大方程的建立，边界的确定，有限单元法在解弹性力学问题的应用，了解空间问题的求解的方法。

第1章绪论 1.1 岩石与岩体（二者的区别） 1.2 岩体力学的研究任务与内容（岩体的力学特征） 1.3 岩体力学的研究方法 1.4 岩体力学在其他学科中的地位 1.5 岩体力学的发展简史基本要求：了解岩石力学、岩体力学定义及其它们的联系和区别；理解岩石力学的发展、研究对象和研究方法；了解岩石力学研究现状及热点问题。重点与难点：岩石力学的定义、任务、研究方法。第2章岩石的基本物理力学性质 2.1 岩石的基本物理力学性质 2.2 岩石的强度特性 2.3 岩石的变形特性 2.4 岩石的强度理论基本要求：掌握岩石的成分、结构及其力学性质；了解岩石的变形特征和流变性；理解岩石的各种强度及其测定方法。重点与难点：岩石的物理指标、强度与变形特征。第3章岩石动力学基础 3.1 岩石的波动特性 3.2 影响岩体波速的因素 3.3 岩体的其他动力学特性基本要求：理解岩石的波动特性，了解影响岩体波速的因素，了解岩体的其他动力学特性。重点与难点：岩石的动力学特性。第4章岩体的基本力学性能 4.1 岩体结构面的分析 4.2 结构面的变形特性 4.3 结构面的力学效应 4.4 碎块岩体的破坏 4.5岩体的应力－应变分析基本要求：理解岩石和岩体的区别，了解结构面的相关性质，了解岩体的变形特征和强度测定方法，理解岩体的破坏条件及应力-应变分析。重点与难点：理解岩体的相关特性。

岩石力学研究的现状和未来

岩石力学研究的现状和未来引言岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩石的力学以及与力学有关现象的一门新兴科学。它不仅与国民经济基础建设、资源开发、环境保护、减灾防灾有密切联系，具有重要的实用价值，而且也是力学和地学相结合的一个基础学科。岩石力学的发生与发展与其它学科一样，是与人类的生产活动紧密相关的。早在远古时代，我们的祖先就在洞穴中繁衍生息，并利用岩石做工具和武器，出现过“石器时代”。公元前2700年左右，古代埃及的劳动人民修建了金字塔。公元前6世纪，巴比伦人在山区修建了“空中花园”。公元前613-591年我国人民在安徽淠河上修建了历第一座拦河坝。公元前256-251年，在四川岷江修建了都江堰水利工程。公元前254年左右（秦昭王时代）开始出钻探技术。公元前218年在广西开凿了沟通长江和珠江水系的灵渠，筑有砌石分水堰。公元前221-206年在北部山区修建了万里长城。在20世纪初，我国杰出的工程师詹天佑先生主持建成了北京-张家口铁路上一座长约1公里的八达岭隧道。在修建这些工程的过程中，不可避免地要运用一些岩石力学方面的基本知识。但是，作为一门学科，岩石力学研究是从20世纪50年代前后才开始的。当时世界各国正处于第二次世界大战以后的经济恢复时期，大规模的基本建设，有力地促进了岩石力学的研究与实践。岩石力学逐渐作为一门独立的学科出现在世界上，并日益受到重视。

目前国际上已建和正建的大坝，高度超过300m，地下洞室的开挖跨度超过50m，矿山开采深度超过4000m，边坡垂直高度达1000m，石油开采深度超过9000m，深部核废料处理需要考虑的时间效应至少为1万年，研究地壳形变涉及的深度达50-60km，温度在1000oC以上，时间效应为几百万年。今后，随着能源、交通、环保、国防等事业的发展，更为复杂、巨大的岩石工程将日益增多。但是，国际上有许多工程由于对岩石力学缺乏足够的研究，而造成工程事故。其中最的是法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝垮坝及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡。马尔帕塞薄拱坝，坝高60m，坝基为片麻岩，XXXX年左坝肩沿一个倾斜的软弱面滑动，造成溃坝惨剧，400余人丧生。瓦依昂双曲拱坝，坝高261.6米，坝基为断裂十分发育的灰岩。XXXX年大坝上游左岸山体发生大滑坡，约有2.7-3.0亿立米的岩体突然下塌，水库中有5000万立米的水被挤出，击起250米高的巨大水浪，高150米的洪波溢过坝顶，死亡3000余人。近年来，虽然岩石力学得到突飞猛进的发展，但与岩体失稳有关的大坝崩溃，边坡滑动，矿山瓦斯爆炸，围岩地下水灾害等惨剧仍时有发生。诸如此类的工程实例，都充分说明能否安全经济地进行工程建设，在很大程度上取决于人们是否能够运用近代岩石力学的原理和方法去解决工程上的问题。当前世界上正建和拟建的一些巨型工程及与地学有关的重大项目都把岩石力学作为主要研究对象。第一节国际岩石力学与岩石工程发展动态一、国际岩石力学学会成立前（XXXX）的概况在国际岩石力学学会成立前，尤其是上世纪二战以后，为适应经济发展的迫切需要，各国都相继建立了一些机构对岩石力学进行专题研究。当时各国有代表性的研究机构如下：美国：（1）美国军部工程兵团(ACE,ArmyCorpsofEngineersU.S.A).

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用摘要：电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用。现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控、嗲面子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁场的发射，控制、传播和接收；从工业自动化到地质勘测，从电力、交通等工业农业到医疗卫生等国民经济领域，几乎全都涉及到电磁场理论的应用。不仅如此，电磁学一直是，将来仍是新兴科学的孕育点。在本文中主要介绍电磁场理论发现和发展的历史以及在现代科技中的也应用。关键词：电磁学电磁场理论现代科技对电磁场现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊莉莎白女王的试医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。对电磁场的近代研究是从十八世纪的卡文迪许、库伦开始，他们开创了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，引起了电磁场从定性到定量的飞跃。库仑定律的建立基于英国科学家卡文迪许在1772年做的一个一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。库伦定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间的距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培环路定理。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，S.D.泊松、C.F.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述，但是电磁感应定律的确认是在1851年，这一过程花了20年。1846年,M.法拉第还提出了光波是力线振动的设想，为以后麦克斯韦从数学上建立电磁场理论奠定了基础。J.C.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，仿照流体力学中的方法，采用严格的数学形式,将

岩石力学重点总结

岩石岩体区别:岩石可以瞧作就是一种材料,岩体就是岩石与各种不连续面的组合体;岩石可以瞧作就是均质的,岩体就是非均质的(在一定的工程范围内);岩石具有弹、塑、粘弹性,岩体受结构面控制,性质更复杂,强度更低;岩体通常就是指一定工程范围内的地质体,岩石则无此概念。岩石力学就是一门研究岩石在外界因素(如荷载、水流、温度变化等)作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的学科。又称岩体力学,就是力学的一个分支。研究目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题。它就是一门新兴的,与有关学科相互交叉的工程学科,需要应用数学、固体力学、流体力学、地质学、土力学、土木工程学等知识,并与这些学科相互渗透。研究对象:对象:岩石—对象—岩石材料—地壳中坚硬的部分; 复杂性:地质力学环境的复杂性(地应力、地下水、物理、化学作用等) 研究的基本内容: 基本理论岩体地应力材料实验——三大部分→岩体的强度工程应用岩体的变形

裂隙水力学研究方法: 物理模拟→岩石物理力学性质常规实验,地质力学模型试验; 数学模型→如有限元等数值模拟; 理论分析→用新的力学分支,理论研究岩石力学问题; 由于岩石中存在各种规模的结构面(断裂带、断层、节理、裂隙)→致使岩石的物理力学性质→不连续、不均匀、各向异性→因此,有必要引入刻划不均一程度的参数。各向异性:指岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。岩石的基本物理力学性质岩石力学问题的研究首先应从岩石的基本物理力学性质研究入手, 1.岩石的容重:指单位体积岩石的重量。2、比重(Gs)指岩石干重量除以岩石的实体积(不含孔隙体积)的干容重与4?c 水的容重的比值。3、孔隙率(n%)指岩石内孔隙体积与总体积之比。4、天然含水量:指天然状态下,岩石的含水量与岩石干重比值的百分比。5、吸水率:指岩石在常温条件下浸水48小时后,岩石内的含水量与岩石干容重的比值。6、饱与含水率:指岩样在强制状态(真空、煮沸或高压)下,岩样最大吸水量与岩石干重量比值。7、饱水分数:指岩石吸水

岩石力学试卷二及答案

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分一、简答题：（30分） 1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分） 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些？（5分） 3、简述水对岩石强度的影响。（5分） 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是如何影响的？（5分） 5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式：、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有：、和、、、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉第2页共6 页20～20学年第学期级专业试题

应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G:λ：、 K:。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下，围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力；切向应力θσ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。四、选择题：（2/题）（共10分） 1、岩石与岩体的关系是（）。（A ）岩石就是岩体（）（B ）岩体是由岩石和结构面组成的（）（C ）岩体代表的范围大于岩石（）（D ）岩石是岩体的主要组成部分（） 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+=（） b.)(42 y xy Rc Rt στ+=（） c.)(42 x xy Rt Rt στ+= （） d.)(42 x xy Rc Rt στ+= （） 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏，一般发生在（）。（A ）不均匀岩体（B ）薄层脆性岩体（C ）厚层泥质岩体（D ）多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中，承载力系数主要取决于下列哪一个指标？（）（A ）（B ）C （C ）（D ）E 5、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（）。（A ）垂直应力一定大于水平应力；（B ）构造应力以水平应力为主；（C ）自重应力以压应力为主；（D ）自重应力和构造应力分布范围基本一致；第 3页共 6 页 20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 五、计算题：（35分）

岩石力学总结

第一章岩块：是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体结构面：是指地质历史发展过程中，在岩体内部形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。（结构面根据地质成因不同分为原生，构造和次生结构面）（结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质及盈利传递等都有显著地影响）岩体：是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存予一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。第三章渗透系数的物理意义是介质对某种特定流体的渗透能力，岩石的参透系数表征的就是岩石对水的渗透能力，其取决于岩石的物理性质和结构特征例如岩石中孔隙和裂隙的大小岩石遇水后体积增大的特性成为岩石的膨胀性岩石的膨胀性大小主要通过膨胀力和膨胀率两个指标来体现，测定方法由平衡加压法，压力恢复法和加压膨胀法第四章弹性指物体在外力作用下发生变形，而当撤除外力后能够恢复原状的性质（线性，非线性）塑性是指物体在外力的作用下发生不可逆变形的性质脆性是指物体在力的作用下变形很小时即发生破坏的性质延性是指物体在力的作用下破坏前能够发生大量的应变的性质，其中主要是塑性变形黏性指的是在力的作用下物体能够抑制瞬间变形，使变形因时间效应而滞后的性质岩石单轴压缩试验的目的：通过测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的应变值，绘制应力-应变曲线，分析岩石的变形特性，并计算岩石的变形指标岩石的应变可分为三种：轴向应变εa(试样沿压力方向长度的相对变化)、横向应变εc（试样在垂直于压力的方向上长度的相对变化）和体应变εv（试样体积的相对变化）岩石典型的全应力-应力曲线：1.微裂隙闭合阶段（OA段）2.弹性变形至微破裂稳定发展阶段（ABC 段）3.裂隙非稳定发展和破坏阶段（CD段）4.破坏后阶段（D点以后）岩石典型的全应力-应力曲线决定于岩石的矿物质成分和结构特征岩石记忆：逐级一次循环加载条件下，其盈利-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸过程并未改变岩石变形的习性，这种现象成为~ 回滞环：每次加荷、卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积，成为~ 疲劳强度：岩石的破坏产生在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程交点处。这时的循环加、荷试验所给定的应力，成为疲劳强度。岩石流变力学特性主要包括以下几个方面：（1）蠕变现象：当应力保持恒变时，应变随时间逐渐增长的过程（2）应力松弛：当应变保持恒定时，应力随时间逐渐减小的过程（3）流动特征：时间一定时，应变速率与应力大小的关系（4）长期强度：在长期何在持续作用下岩体的强度蠕变是指岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质蠕变分为稳定蠕变和非稳定蠕变稳定蠕变型是岩石在较小的恒定应力作用下，变形随时间增加到一定程度后就趋于稳定，最后变形保持一个常数，不在随时间增大。非稳定蠕变型是岩石承受的恒定荷载比较大，当超过某一临界值时，变形随时间的增加不仅不会保持常数，反而变形速率逐渐增加，最终导致岩体的整体失稳破坏了一个典型的非稳定型蠕变曲线分为瞬间弹性变形阶段、一次蠕变阶段、二次~、三次~ 岩石的强度是指岩石对荷载的抗力，或者成为岩石抵抗破坏的能力岩石的强度有：抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。抗剪强度又有抗剪断强度，抗切强度和弱面的剪切强度三种。岩石的破坏形式：脆性、延性、弱面剪切破坏岩石的抗压强度是指岩石试件在单轴压力作用下，抵抗破坏的极限能力，他在数值上等于破坏时的最大压应力

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