岩体力学cha7
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矿山岩体力学知识点岩体力学是矿山工程中的一个重要学科,它研究岩石的力学性质和其在地下开采中的变形和破坏规律。
了解岩体力学的知识点对于合理设计和稳定的矿山开采至关重要。
以下是一些岩体力学的主要知识点。
1.岩石的物理力学性质:包括岩石的密度、弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
这些物理力学性质对于岩石的变形和破坏具有重要影响,也是评估岩石力学性质的基本指标。
2.应力与应变:应力是指在力作用下岩石内部的应力状态,包括垂直和平行两个方向的应力。
应变是岩石在受力下发生的变形。
研究岩石的应力与应变关系有助于了解岩石在开采过程中的应力分布规律和力学特性。
3.岩石的变形与破坏规律:岩石在受到外力作用后会发生变形和破坏。
弹性变形是岩石在小应力作用下发生的可恢复变形,塑性变形是岩石在大应力作用下发生的不可恢复变形,破坏是岩石超过其承载能力导致破坏的过程。
了解岩石的变形与破坏规律可以指导矿山开采的安全与高效。
4.岩石力学参数的测定与试验方法:准确获取岩石力学参数是进行合理设计和分析的基础。
常用的试验方法包括岩石强度试验、应力-应变试验、岩石断裂试验等。
这些试验方法可以用于测定岩石的强度、变形特性和破坏特征,为岩石力学参数的确定提供依据。
5.岩体的稳定性分析:岩体的稳定性是矿山开采过程中一个重要的问题。
通过分析岩体力学参数、岩体结构、地应力等因素,预测和评估岩体的稳定性,选择合适的支护方法和措施,以确保矿山的安全运营。
6.岩石动力学:矿山开采中常伴随着岩爆、岩石震动等动力学问题。
了解岩石的动力学特性,包括岩爆的发生机制、岩石振动的传播规律等,对于预防和控制岩爆事故、减轻岩石震动的影响具有重要意义。
7.岩石支护与巷道设计:在矿山开采中,为了稳定岩体结构,需要进行巷道支护和巷道设计。
岩石力学的研究可以指导巷道的合理设计、支护方法的选择和支护结构的设计,提高巷道的稳定性和安全性。
8.岩层间的相互作用与岩爆防控:在矿山开采中,岩层间的相互作用对于岩体稳定性具有重要影响。
岩体力学岩体力学是工程力学与工程地质学相互渗透的边缘学科。
主要研究一定地质环境中的岩石和岩体的强度、变形破坏、破碎等规律,合理利用岩体,避免不利因素,并制定岩体改造方案和技术措施。
岩体力学是一门十分年轻的学科。
第二次世界大战以后,土木工程建设规模不断扩大,高坝,深埋长隧道、大跨度高边墙地下建筑相继出现,对岩体力学理论和技术的需求日益迫切,岩体力学工作逐步发展起来。
1951年,在奥地利的萨尔茨堡组织了第一个地区性岩石力学协会。
1962年,在该协会倡议下成立了国际岩石力学学会,并于1966~1983年间召开了五次国际岩石力学讨论会,对岩体力学发展起了推动作用。
中国在1949年以后,在水利水电建设过程中形成自己的岩体力学勘测试验队伍,成立了中国科学院岩体土力学研究所、长江水利水电科学院岩基研究室等研究机构,促进了中国岩体力学的发展。
二十世纪70年代以来,在一些高等院校中建立了岩体力学教研室,开设了岩体力学课;在一些工程勘察设计院中建立了岩体力学试验研究队伍。
开始了对高坝坝基,大跨度高边墙地下洞室围岩稳定性,及高达300米以上的岩质边坡稳定性问题,以及对岩石流变、岩石断裂及岩体结构力学效应等理论开展了研究。
岩体力学的发展可分为两个阶段:连续介质力学阶段。
把岩体视为一种完整的连续介质材料,将连续介质力学的理论和方法,特别是把土力学理论移植过来,用于解决在工程建设中遇到的岩体力学问题。
这是岩体力学发展的早期阶段;碎裂岩体力学阶段。
在20世纪50年代末和60年代初,国际上发生了几次大型水坝工程事故。
在对这些重大事故研究过程中,逐渐注意到岩体并不是完整一块,而是由节理、断裂等切割成的碎裂岩体。
在岩体力学研究中重视了节理、断裂面等力学作用,提出了不连续性、不均匀性、各向异性是岩体的重要特征;注意到尺寸效应等现象。
在力学分析上出现了块体分析的理论和方法。
当前,连续介质力学理论仍具有支配作用。
同时,正在注意研究碎裂介质岩体力学分析理论和方法;研究结构力学的理论和方法在岩体力学研究中的应用;研究运用岩体变形观测反分析与岩体改造措施相结合的实用岩体力学问题,不断地深入认识岩体,修改设计,补充岩体改造措施,使岩体工程设计逐步完善,并有了一套应用岩体力学的理论和方法。
岩石: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然物体。
岩体: 在一定工程范围内,由岩石和结构面所组成的地质体蠕变:岩石在恒定的外力作用下,应变随时间的增长而增长的特性,也称作徐变应力松弛:在应变保持不变的条件下,应力随时间的增大而减小的特性。
结构面:没有或具有极低抗拉强度的力学不连续面,包括一切地质分离面初始应力:岩体在天然状态下所存在的内在应力,在地质学中,又称地应力岩爆:围岩处于高应力场条件下所产生的岩石飞射抛撒的现象围岩:由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化,应力状态被改变的岩体松动压力:松动的岩体或者施工爆破所破坏的岩体等在自重的作用下,掉落在洞室上的压力形变压力:由于洞室的开挖,围岩压力调整,并逐渐向洞内发生变形,支护阻止了岩体的变形,岩体作用在支护上的力塑型圈半径(Rp):弹塑性分界点到洞轴线的距离,称作塑性圈半径卸荷回弹:在成坡过程中由于荷重不断减少,边坡岩体在减荷方向(临空面)产生伸长变形斜坡:地表一切具有侧向临空面的地质体。
巴顿的Q分类采用了哪些参数?含义是?6个参数:RQD:岩体的质量指标Jn: 节理的组数系数Jr:节理的粗糙度系数Ja: 节理的蚀变系数Jw: 地下水的影响系数SPF:地应力影响系数基本介质模型中串并联力学特征马克思韦尔:有瞬变、有蠕变、有应力松弛凯尔文:不具备瞬变、有蠕变、有弹性后效单轴抗压强度的影响因素有哪些?1、承压板刚度2、岩石试件形状,尺寸及高径比3、加载速率4、环境简述岩石典型蠕变曲线依据蠕变曲线的变化特征可将其分为三个阶段1、AB阶段(减速蠕变阶段),稳定荷载作用下,岩石应变随时间增大,但应变速率却随时间增大而减小,蠕变曲线呈下凹,向直线状态过过渡。
(PQ段卸荷后最先恢复的是岩石的瞬时应变,QR段的存在表示有岩石的弹性性质)2、BC阶段(等速蠕变阶段),应变与时间的关系近似呈直线变化,应变速率基本为一常数。
在这一阶段卸荷后,部分应变恢复,弹性后效仍存在3、C阶段以后(加速蠕变阶段),经过蠕变速率变化的拐点后应变速率急剧增加,曲线呈上凹形,经短暂时间后岩石将发生破坏。
1、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然物体。
2、按岩石的成因可将其分为岩浆岩,沉积岩,变质岩三大类。
3、在岩体力学中,通常将在一定工程范围内的自然地质称之为岩体。
4、掩体内存在的各种各样的节理裂隙称之为结构面。
5、被结构面切割成的岩块称之为结构体,结构面与结构体组成岩体的结构单元。
6、岩体的力学特征包括:不连续性,各向异性,不均匀性,赋存地质因子的特性。
7、岩石的密度是指岩石试件的质量与试件的体积之比,即单位体积内岩石的质量。
8、干密度的测试方法是把试件放入105~110烘干箱,将岩石烘至恒重。
9、软化系数是指岩石饱和単轴抗压强度与干燥状态下的単轴抗压强度的比值。
10、岩石的孔隙比是指孔隙的体积与固体的体积之比其公式为:e=Vv/Vs11、岩石的孔隙率是指孔隙的体积与试件总体积的比值,以百分率表示。
其公式为:n=Vv/V*100(%)12、岩石耐崩解性指数是通过对岩石试件进行烘干,浸水循环实验所得的指数。
它直接反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。
13、膨胀压力是指岩石试件浸水后,使试件保持原有体积所施加的最大压力。
14、所谓强度,是指材料在荷载作用下,所能承受的最大的单位面积上的力。
15、単轴抗压强度是指岩石试件在无侧限条件下,受轴向力作用破坏时单位面积上所承受的荷载。
......按每秒0.5~1.0 MPa的速度16、単轴压缩应力作用下的主要破坏形式有:圆锥形破坏和柱状劈裂破坏。
17、岩石的抗拉强度是指岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破怪时单位面积所能承受的拉力。
求得抗拉强度值的方法:直接拉伸法,抗弯法,劈裂法和点荷载实验法。
18、刚性实验机的工作原理:试验机主要由出力系统和金属框架组成。
进行岩石压缩实验时,试验机的金属框架则承受了与出力系统大小相同的应力。
此时,框架中将存着一定数量的弹性应变能。
当岩石达到峰值应力时,由于已超出岩石所能承受的极限应力,使得岩石将产生一个较大量的应变。