岩体复习提纲

《岩体力学》期末考试复习提纲第一章1. 何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？2. 岩体力学采用的研究方法有哪些？第二章3. 何谓岩块？岩休？试比较岩块、岩休与土的异同点。

4. 岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？5. 何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？6. 岩体力学研究岩块有何实际意义？7. 何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪儿类？各有什么特点？8. 剪性结构面有何特征？为什么岩体屮以剪性结构面数量最多？9. 何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？10. 结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？11. 何谓岩休分类？主要有哪儿种分类方法？分类指标是什么？12. RMR 值和Q 值根据哪些指标确定？如何求取？第三章13．何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？第四章14. 岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？15 . 常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？16 . 何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？17. 试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。

1 8. 何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的木构关系如何？19 . 何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石一点是否破坏？笫五章20. 分别总结结构而的法向变形与剪切变形的主要特征？21. 结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各口如何确定？22. 总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征）第六章23. 原位岩体的力学试验与岩块力学试验在木质上有什么区别？24. 岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？25. 常见确定岩体变形参数的原位试验冇哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基木原理是什么？26. 岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？27. 在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？28. 原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？29．工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区另?第七章30. 何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？31. 岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？32. 岩体屮的天然应力冇哪些基本特征？彩响因素有哪些？33. 常见的实测天然应力的方法有哪些？各口的基木原理如何？第八章34. 何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题冇哪些？35. 以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。

岩体复习资料第一章绪论岩体力学：主要是研究岩石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发生变化后，作出响应的一门力学分支。

第一节概述岩石：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。

矿物：是指存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，其中构成岩石的矿物质称其为造岩矿物。

岩石的结构：是指组成岩石最主要的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。

按岩石的成因分类：分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩体：是由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。

第二节岩体力学的研究任务与内容岩体的力学特征：1、不连续性2、各向异性3、不均匀性4、赋存地质因子的特性岩体力学的研究任务：1、基本原理方面2、实验方面3、实际应用方面4、检测方面第二章岩石的基本物理力学性质第二节岩石基本物理性质岩石的密度：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岩石密度可分为：1、天然密度2、饱和密度3、干密度4、重力密度岩石的空隙比：岩石的空隙比（e ）是指空隙的体积V V 与固体体积V s 之比，其公式为 e=SVV V 孔隙率：孔隙率（n ）是指空隙的体积V V 与试件总体积V 的比值，以百分率表示，其公式为 n=VV V×100（%）根据试件中三相体的相互关系，空隙比e 与孔隙率n 存在着如下关系式：e=nn -1 岩石的含水性质1、岩石的含水率（w ）是指岩石空隙中含水的质量m w 与固体质量之比的百分数，即 w=swm m ×100（%）， 2、岩石的吸水率是指岩石吸入水的质量与试件固体质量之比。

根据试验方法岩石吸水率可分成自由吸水率（Wa ）和饱和吸水率（Wsa ），即Wa =s sm m m -0×100（%） sa W =ss p m m m -×100（%）软化系数（η）：是指岩石饱和单轴抗压强度cc R 与干燥状态下的单轴抗压强度cdR的比值，软化系数η是一个小于或等于1的系数，该值越小，则表示岩石受水的影响越大。

岩体力学复习提纲一．概念题1．名词解释：（1）岩石；（2）岩体；（3）岩石结构；（4）岩石构造；（5）岩石的密度；（6）块体密度；（7）颗粒密度；（8）容重；（9）比重；（10）孔隙性；（11）孔隙率；（12）渗透系数；（13）软化系数；（14）岩石的膨胀性；（15）岩石的吸水性；（16）扩容；（17）弹性模量；（18）初始弹性模量；（19）割线弹性模量；（20）切线弹性模量；（21）变形模量；（22）泊松比；（23）脆性度；（24）尺寸效应；（25）常规三轴试验；（26）真三轴试验；（27）岩石三轴压缩强度；（28）流变性；（29）蠕变；（30）松弛；（31）弹性后效；（32）岩石长期强度；（33）强度准则。

2．岩石颗粒间连接方式有哪几种？3．何谓岩石的水理性？水对岩石力学性质有何影响？4．岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看，岩石材料可分为哪些类型？5．岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。

6．简述循环荷载条件下岩石的变形特征。

7．简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。

8．岩石的弹性模量与变形模量有何区别？9．岩石各种强度指标及其表达式是什么？10．岩石抗拉强度有哪几种测定方法？在劈裂法试验中，试件承受对径压缩，为什么在破坏面上出现拉应力破坏？11．岩石抗剪强度有哪几种测定方法？如何获得岩石的抗剪强度曲线？12．岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响？哪一种状态下的强度较大？13．简述影响岩石单轴抗压强度的因素。

14．岩石典型蠕变可划分为几个阶段，图示并说明其变形特征？15．岩石流变模型的基本元件有哪几种？各有何特征？16．简述马克斯伟尔（Maxwell）模型和凯尔文（Kelvin）模型的特点。

17．何谓岩石长期强度，其与岩石瞬时强度的关系如何？其研究实际意义是什么？18．莫尔强度理论的主要观点是什么？如何根据莫尔强度理论判断岩石中一点破坏与否？19．简述格里菲斯强度理论的基本观点,并写出格里菲斯条件。

一、绪论1、岩石：天然产出的由一种或多种矿物或类似矿物（包括火山玻璃、生物遗骸、胶体等)组成的固态集合体.2、岩石的成因分类:①岩浆岩：主要由地壳或地幔的岩石经熔融或部分熔融形成的高温熔融的岩浆,在侵入地下或喷出地表冷凝固结而成的岩石.岩浆岩与火成岩是同义语.②沉积岩：主要形成于地表条件下，是由地表风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等，在外力作用下搬运、沉积、固结而成.③变质岩：由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石.如大理岩，片麻岩等。

3、岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的主要判别标志：①岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。

具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在强烈断裂带内,才有玻化岩.②岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。

霞石、白榴石等矿物、以及气孔、杏仁构造等。

③岩浆岩体与围岩之间一般都有明显的界线，呈各种各样的形态存在在于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理和片理。

④岩体中常含有围岩碎块(捕虏体〕,这些被捕虏的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。

⑤各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到与其化学成分近似的现代火山岩.⑥岩浆岩（除火山碎屑岩）中没有任何生物遗迹。

4、三大类岩石的野外特征对比：5、三大岩石的关系：火成岩:由岩浆冷凝固结后形成的岩石。

火山岩:岩浆及其他岩屑、晶屑等沿火山通道喷出地表形成的岩石.岩浆岩的喷发形式按火山通道的形状分为：熔透式(面):是指岩浆喷自直径很大，形状不太规则的火山通道的一种面型喷发。

裂隙式(线）：岩浆沿一个方向的大断裂(裂隙）或断裂群上升,喷出地表。

有的从窄而长的通道全面上喷；有的火山呈一字形排列分别喷发，但向下则相连成为墙状通道。

因此，称为裂隙喷发（fissure eruption)。

中心式（点)：中心式喷发（Central eruption），是指岩浆沿颈状管道的一种喷发。

喷发通道在平面上为点状,又称点状喷发.多数近代火山属于这种类型，其最大特点是常在地表形成下缓上陡的火山堆(volcanic cone)。

三、简答题1.简述影响岩石单轴抗压强度的主要因素。

答：（1）承压板队单轴抗压强度的影响承压板的影响主要反映在以下几方面：①试件与承压板之间的摩擦力；②当承压板的刚度很大时，其接触面的应力分布很不均匀，呈山字型；当承压板的刚度较小，呈柔性钢板时，则岩石断面的应力分布为抛物线形。

这将影响整个试件的受力状态。

因此，应该尽可能采用与岩石刚度相接近的材料。

（1分）（2）岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响①形状影响：方形试件的四个边角会产生很明显的应力集中现象，这将影响整个试件在受力后的应力分布状态。

且加工困难，不易达到有关加工精度的要求，因此尽量选用圆柱形试件。

②尺寸影响：研究表明，岩石试件直径在大于最大矿物颗粒直径的10倍以上，强度比较稳定，因此，一般取试件直径5cm 且直径大于最大矿物颗粒直径的10倍的岩石试件作为其标准尺寸。

③岩石试件的高径比：经反复研究，当h/d ≥（2－3）时强度已趋于稳定，因此国际上一般采用高径比为2:1的试件。

（2分）（3）加载速率的影响岩石的强度一般随加载速率的提高而提高，在很高的速率下，如冲击等试验求得的强度甚至可以达到数倍慢速率的结果。

我国一般将速率控制在0.5~1MPa/s之间，且按岩石的软硬不同可取不同的加载速率。

（1分）（4）环境对强度的影响①水的影响，含水量越多强度越低，对软岩表现得更为明显。

②试验一般是在常温下进行的，温度对强度的影响不大，但在加温下，可使矿物结晶水份发生变化，使强度降低（1分）1.写出3种基本岩石力学模型代表物理元件名称、变性特征、本构方程和应力应变图形。

答：（1）弹性介质模型弹性变形通常用一个具有一定刚度的弹簧来表示。

如图所示，它将表现岩石的应力——应变在卸载时可恢复且呈线性关系的特性。

表达式：εσE = （1分）（2）塑性介质模型利用一个滑块在平面上滑动来表征岩石的塑性变形。

当作用在滑块上的外力超出屈服应力时，滑块将产生滑动。

滑动量即为塑性变形量。

岩体力学复习重点名词解释：1、软化性：软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质;2、软化系数：是指岩石时间的饱和抗压强度于干燥状态下的抗压强度的比值;3、形状效应：在岩石试验中,由于岩石试件形状的不同,得到的岩石强度指标也就有所差异;这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”;4、尺寸效应：岩石试件的尺寸愈大,则强度愈低,反之愈高,这一现象称为“尺寸效应”;5、延性度：指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变;6、流变性：指在应力不变的情况下,岩石的应变或应力随时间而变化的性质;7、应力松弛：是指当应力不变时,岩石的应力随时间增加而不断减小的现象;8、弹性后效：是指在加荷或卸荷条件下,弹性应变滞后于应力的现象;9、峰值强度:若岩石应力--应变曲线上出现峰值,峰值最高点的应力称为峰值强度.10、扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破列或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量有由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容.11、应变硬化:在屈服点以后在塑性变形区,岩石材料的应力—应变曲线呈上升直线,如果要使之继续变形,需要相应的增加应力,这种现象称之为应变硬化.12、延性流动:是指当应力增大到一定程度后,应力增大很小或保持不变时,应变持续增长而不出现破裂,也即是有屈服而无破裂的延性流动.13、强度准则:表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系,一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程: σ1=fσ2,σ3或τ=fσ.14、结构面: ①指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定得延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带. ②又称若面或地质界面,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.15、原生结构面:在成岩阶段形成的结构面.16、次生结构面:指在地表条件下,由于外力的作用而形成的各种界面.17、结构体:结构面依其本身的产状,彼此组合将岩体切割成形态不一,大小不等以及成分各异的岩石块体,被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体.18、结构效应：岩体中结构的方向性质密度和组合方式对岩体变形的影响;19、剪胀角：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;20、岩体基本质量：岩体所固有的影响工程掩体稳定性的最基本属性,岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩石完整程度决定;21、自稳能力：在不支护条件下,地下工程岩体不产生任何形式的能力;22、地应力：自然状态下在原岩岩体中存在的由于岩石自重和构造应力形成的分布应力,也称天然应力23、原岩应力：在工程中指天然存在于岩体中而与任何认为因素无关的应力;24、残余应力：没有外力作用时在岩体内部由于某种原因在整个岩体内的不均匀的变形而引起的应力25、初始地应力：岩体中存在的未受工程扰动的原始应力状态下的应力26、自重应力：由于岩体自重而产生的天然应力27、构造应力：由于地质构造活动在岩体中引起的应力场,这种应力与一定范围地质构造有关,其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量;这一作用可以持续到底层深处;28、应力重分布：岩体受到工程活动扰动,引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态;29、二次应力：相对于初始应力而言,岩体上或岩体内部受到工程活动扰动,引起初始应力自然平衡状态的改变,使一定范围内的原始应力重分布形成的新的应力为二次应力,或称次生应力,直接与工程稳定性有关;30、岩爆：是地下洞室开挖过程中围岩发生突然脆性破坏的现象;一般在地应力较大部位,岩石被挤压超过其弹性限度,聚集的能量会突然释放出来,伴随有声音、碎石飞散、坠落等现象;31、构造线：指区域性挤压应力所形成的构造形迹,也就是指与产生地质构造运动的压应力方向相垂直的平面和地面的交线;32、围岩：指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化,而这部分被改变了应力状态的岩体称为围岩;地下工程开挖过程中,在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩;33、围岩压力：地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏,进而引起施加于支护衬砌上的压力;作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力;34、围岩抗力：在有压洞室中,作用有很高的内水压力,并通过衬砌或洞壁传递给围岩,这时围岩将产生一个反力,称为围岩抗力;35、静水应力状态：在岩石力学中,地下深部岩体在自重作用下,岩体中的水平应力和垂直应力相等的应力状态;36、形变围岩压力：指围岩在二次应力作用下局部进入塑性,缓慢的塑性变形作用在支护上形成的压力,或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的支护压力;一般发生在塑性或者流变性较显着的地层中;37、松动围岩压力：指因围岩应力重分布引起的或施工开挖引起的松动岩体作用在隧道或坑道井巷等地下工程支护结构上的作用压力;一般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的;38、冲击围岩压力：1是地下洞室开挖过程中,在超过围岩弹性限度的压力作用下,围岩产生内破坏,发生突然脆性破坏并涌向开挖采掘空间的一种动力现象;2强度较高且完整的弹脆性岩体过渡受力后突然发生岩石弹射变形所引起的围岩压力;39、膨胀围岩压力：在遇到水分的条件下围岩常常发生不失去整体性的膨胀变形和位移,表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出,并在支护结构上形成形变压力的现象;40、应力集中：受力物体或构件在其形状或尺寸突然改变之处引起应力在局部范围内显着增大的现象;41、应力集中系数：指岩体中二次应力与原始应力的比值,也可用井巷开挖后围岩中应力与开挖前应力的比值来表示;42、围岩弹性抗力系数：促使隧洞洞壁围岩产生单位径向位移所需要的内水压力值:K=P/Δα,P：隧洞受到来自隧洞内部的压力,洞壁围岩向外产生一定的位移Δα;43、单位抗力系数：在工程上规定洞径为200cm时隧洞围岩的抗力系数定义为单位抗力系数;44、岩体力学研究方法：工程地质研究法,试验法,数学力学分析法,综合分析法45、岩块：不含显着结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体;46、岩块构造：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情况与粒间连结的方式等反映在岩块构成上的特征;47、粒间连结方式：结晶连结、胶结连结硅质胶结的强度>铁质、钙质>泥质；基底式胶结>孔隙式>接触式;48、岩块构造：矿物集合体间及其与其他组分之间的排列组合方式;49、剪胀效应爬坡效应：当法向应力较小时,在剪切过程中,上盘岩体主要是沿结构面产生滑动破坏;50、啃断效应：当法向应力达到一定值后,破坏沿结构面滑动转化为剪断凸起而破坏;51、法向刚度：在法向应力的作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力;填空：1、影响蠕变性质的因素：岩性、应力、温湿度;2、岩石的块体密度可采用规则试件的量积法 ,不规则试件的蜡封法测定;3、岩石的颗粒密度属于实测指标,常用比重瓶法进行测量;4、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数来表示;当这两个常数为已知时,就可用三维应力条件下的广义胡克定律计算出给定应力状态下的变形;5、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类;6、岩石的破坏是指岩石材料的应力超过了岩石的极限或者变形超过了岩石的使用限制;7、岩石的力学性质可分为变形性质和强度性质两类,变形性质主要通过本构关系来反映,强度性质主要通过强度理论来反映;8、岩石的流变主要包括蠕变、松弛和弹性后效;9、根据变形速率的不同特点,软弱岩石的典型流变曲线可以划分为瞬时蠕变阶段、初始蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段三个阶段;10、在岩石的流变试验中,可以根据作用在岩石试件上应力或荷载大小的不同,将岩石蠕变曲线分为稳定蠕变曲线和加速发展蠕变曲线两类;11、研究岩石变形的时间效应,一般而言采用两种方法寻找其蠕变规律,即经验方法和蠕变模型方法;12、对于初始蠕变和等速蠕变,目前的经验方程主要有三种,即幂函数、对数函数和指数函数;13、岩石流变的Maxwall模型是由弹性体和粘性体串联而成,其能反应岩石的弹—粘弹性特征;14、对于常见的岩石而言,当围压一定时,随着温度的升高,岩石的延性将增加 ,并且将会出现屈服现象,同时其强度降低 ;15、根据延性度的不同,岩石的破坏可分为脆性破坏、延性破坏和过渡性破坏;16、按照岩石在变形过程中所表现出来的应力—应变—时间关系的不同,可以将岩石的变形划分为弹性变形、塑性变形和粘性变形三种形式各异的基本变性作用;17、大量的实验和观察证明,就破坏形式而言,岩石的破坏主要有脆性破坏、延性破坏和弱面剪性破坏;18、在岩石室内压缩试验中,岩石峰值后的荷载—位移曲线,实质上是岩石的破坏过程曲线;19、目前,实验室抗拉强度的测定常采用劈裂法进行,当用长度为L,直径为D的圆形试件进行试验时,在压力P max作用下,岩石发生了破坏,则此岩石试件的抗拉强度为2P max/πLD；如采用边长为a的立方块,则其抗拉强度为Pt=2P max/πa2 ;20、岩石的室内剪切试验常用的仪器有直剪仪、变角板剪力仪和岩石三轴试验机 ;21、岩体是指经历过多次地质作用,经历过变形,遭受过破坏,形成了一定的岩石成分和结构,赋存于一定地地质环境中的地质体;因此,岩体力学性质与岩体中的结构面、结构体岩块以及赋存条件环境密切相关;22、在工程岩体范围内,结构面按贯通情况可分为贯通性、半贯通性以及非贯通性三种类型;23、岩体抵抗外力作用的能力称为岩体的力学性质;它包括岩体的稳定特征、变性特征和强度特征等;24、岩体结构面的剪切变形与岩石的强度、结构面的粗糙程度和法向应力有关;25、岩体结构面的几何特性是反映节理的外貌,它的组成要素包括：走向、倾向、连续性、粗糙度以及起伏度和组合关系;26、岩体的力学性质不仅取决于岩石本身及结构面的力学性质,也与结构面的空间组合密切相关;27、岩体的强度不仅与组成岩体的岩石的性质有关,而且与岩体内的软弱结构面有关,此外还与岩体所受的应力状态有关;28、岩体中存在各种结构面,结构面的变形大小主要由结构面和结构面填充物控制的;29、大量的岩体实验表明,岩体的压力——变形曲线可以化分为四种类型,即：直线型、上凹型和下凹型、复合型;30、岩体变形的结构效应是指岩体结构对其变形性质的影响与控制作用,包括结构面、结构体以及两者的组合关系三个方面,其结构面对岩体变形的作用效应尤为突出;31、粗糙起伏无充填的规则锯齿状结构面的剪切机制一方面是爬坡摩擦效应；另一方面是凸起体剪切;32、岩体基本质量应由受岩石的坚硬程度和岩石的完整性程度两个因素确定;33、国际工程岩体分级标准规定,对岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定;34、当人类还不能对原岩应力进行测量之前,认为原岩应力是由岩土自重引起的,因此把原岩应力单纯的看成自重应力;35、近期地质力学的观点认为,从全球范围来看,构造应力的总规律是以水平应力为主;根据地质构造运动的发展阶段,一般可把构造应力分为以下三种阶段原始构造应力,残余构造应力,现代构造应力;36、影响原岩应力分布的因素有地形,岩体结构面,岩体力学性质,剥蚀作用,37、重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因,其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大;38、岩体天然应力测量方法主要包括：水压致裂法,扁千斤顶法和钻孔套心应力解除法;39、地质构造运动的结果,使构造应力的特点主要表现在具有强烈方向性,数值较大的水平应力,从而形成构造区域水平应力大于垂直应力的情况;、40、原岩应力主要由自重应力和构造应力组成;41、研究岩石应力状态的目的在于正确认识岩石的力学性能,阐述围岩的破坏机制,充分利用和发挥围岩的自承能力,是工程设计更加合理安全和经济;42、岩体变形的不均匀导致围岩局部破裂的原因是应力分布的不均匀性和强度不均匀性;43、岩石在三轴压缩时,随着侧向应力σ3和σ1—σ3的增加,岩石强度也随之增大：岩石发生破坏后,仍保留一定的承载能力;44、隧洞根据其内部的受力情况可分为有压洞室和无压洞室两大类;45、对于无衬砌有压洞室,洞内水压力P在围岩中所产生的径向和切向应力随隧洞半径r的增大而迅速降低,在6r处该应力基本可以忽略不计,在有些有压隧洞中常见到新形成的,平行于洞轴线的放射状张裂隙,这主要是由于内水压力使围岩产生的应力抵消了围岩的压应力,并超过了岩体的抗拉强度所致;46、围岩在不产生破坏的条件下,当岩石性质由硬岩,中硬岩,到软岩的变化过程中,对于同一种支护形式而言,围岩位移增长会越来越大,相应要求支护结构所承担的压力会越来越大,对于同一种岩石来说,随围岩的不断变化要求支护结构所承担的压力会越来越小;解答：1、在三轴试验中,围压对岩石的力学性质有什么影响1破坏前岩块的总应变随围压增大而增加2随围压增大,岩块的塑性也不断增大,且由脆性破坏逐渐转化为延性破坏3随围压的增大,岩块三轴极限强度明显增大4随围压增大,弹性模量和泊松比不同程度的提高5当围压达到一定值时,出现应变硬化现象2、结构面的成因类型与分类结构面的成因分为两类：地质成因和力学分类：1地质成因类型包括原生结构面沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面构造结构面断层、节理、劈理和层间错动面次生结构面卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泄层、泥化夹层2力学成因类型有剪性结构面逆断层、平移断层、多数正断层张性结构面羽状张裂面、纵张及横张破裂面和岩浆岩中的冷凝节理3、结构面的分级：由结构面的伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应可分为5级：1级指大断层或区域性断层,延伸数公里至数十公里以上破碎宽约数米至几百米以上；2级指延伸长、宽度不大数百米至数千米,宽数十厘米至数米；3级长数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等,宽数厘米至一米左右；4级延伸较差的节理、层面等长一般10mm~30mm,宽数厘米；5级微结构面有隐节理、微层面等;规模小、连续性差、常包含在岩块内;4、结构面特征及其影响：产状结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机制与强度、连续性对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性都有很大影响、密度控制着岩体的完整性和岩块的块度,密度越大,岩体完整性越差,块度越小,导致岩体力学性质变差,渗透性增强、张开度、形态对岩体的力学性质及水力学性质存在明显影响、充填胶结特征经胶结的结构面力学性质改善,未胶结的力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性和壁岩性质等、结构面的组合关系控制着可能滑移岩体的几何边界条件、形态、规模、滑动方向及滑移破坏类型;5、岩块的力学属性：弹性、塑性、粘性、脆性、延性;1弹性：在一定应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力后能立即恢复其原有形状和尺寸大小的性质;2塑性：物体受力后产生变形,外力去除后不能完全恢复的性质;不能恢复的那部分变形称为塑性变形或永久变形或残余变形;3粘性：物体受力后,变形不能瞬时完成,且变形速率随应力增加而增加的性质;4脆性：物体受力后,变形很小时就发生破裂的性质;5延性：物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质;6、单轴压缩应力-应变曲线：εv=εl+εd阶段：Ⅰ：孔隙裂隙压密阶段：原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合,岩石被压密,早期非线性变形,呈上凹形,斜率随应力增大而增大,微裂隙的闭合在开始较快随后逐渐下降;Ⅱ：弹性变形至为微破裂稳定发展阶段：近似直线,开始为直线,应力增加,变为曲线,出现弹性极限,之后为塑性变形,出现新裂隙和微破裂,随着应力发展而发展,达到屈服极限;Ⅲ：非稳定破裂发展阶段：破裂不断发展,薄弱部位首先破坏,应力重分布,次薄弱部位破坏,体积压缩转为扩容,达到峰值强度或单轴抗压强度;Ⅳ：破坏后阶段：裂隙快速发展,交叉且联合成宏观断裂面,岩块沿其滑移,试件承载力迅速下降但不为0;7、变形参数：变形模量弹性模量：单轴压缩条件下,轴向压应力与轴向压应变之比;E=σ/ε初始模量：曲线原点处的切线斜率,Ei=σi/εi切线模量：曲线上任一点处的切线斜率,Et=σ2-σ1/ ε1-ε2割线模量：曲线上某特定点原点连线的斜率,通常取σc/2处的点与原点连线的斜率,Es=σ50/ε50泊松比：单轴压缩条件下,横向应变与轴向应变之比,μ=-εd/εl8、结构面的强度性质分类：平直无充填的结构面、粗糙起伏无充填~、非贯通断续~、有充填的软弱结构面;9、岩体中天然应力的分布特征1重力应力场与构造应力场的分布特点①重力应力场：以垂直应力为主,垂直应力大于水平应力；应力为压应力；应力随深度增加而增加；②构造应力场：应力有压应力,也可有拉应力；以水平应力为主,水平应力大于垂直应力；分布很不均匀,通常以地壳浅部为主;2地壳浅部3km原岩应力的规律：原岩应力是非稳定的应力场,其大小和方向随空间和时间而变化；实测垂直应力基本上等于上覆岩体的重力；水平应力普遍大于垂直应力;10、各类结构围岩的变形破坏特点1整体状和块状岩体围岩：破坏形式主要有岩爆、脆性开裂及块体滑移等;2层状岩体围岩：破坏形式主要有：沿层面张裂、折断塌落、弯折内鼓等;3碎裂状岩体围岩：变形破坏形式常表现为塌方和滑动;4散体状岩体围岩：其变形破坏形式以拱形冒落为主;11、岩爆的产生条件1围岩应力条件;判断岩爆发生的应力条件有两种方法：一是用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比作为岩爆产生的应力条件；另一种是用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断;σθ≤σc时,洞壁不出现岩爆；σc＜σθ≤~σc时,洞壁围岩出现岩射和剥落；σθ＞σc时,洞壁出现岩爆和猛烈岩射;另外,根据我国已产生岩爆的地下洞室资料统计,得出当岩体中最大天然主应力σ1与σc达到σ1≥~σc时,将产生岩爆;2岩性条件;当弹性变形能系数ω＞70%时,会产生岩爆,ω越大发生岩爆的可能性越大;12、影响岩爆的因素1地质构造;岩爆大都发生在褶皱构造中,岩爆与断层、节理构造也有密切的关系;2洞室埋深;随着洞室埋深增加,岩爆次数增多,强度也增大;此外,地下开挖尺寸、开挖方法、爆破震动及天然地震等对围岩也有明显的影响;13、影响岩体边坡变形破坏的因素1岩性;这是决定岩体边坡稳定性的物质基础;一般来说,构成边坡的岩体越坚硬,又不存在产生块体滑移的几何边界条件时,边坡不易破坏,反之则容易破坏而稳定性差; 2岩体结构;岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素;首先,岩体结构控制边坡的破坏形式及其稳定程度,其次,结构面的发育程度及其组合关系往往是边坡块体滑移破坏的几何边界条件;3水的作用;水的渗入使岩土的质量增大,进而使滑动面的滑动力增大；其次,在水的作用下岩土被软化而抗剪强度降低；另外,地下水的渗入对岩体产生动水压力和静水压力,这些都对岩体边坡的稳定性产生不利影响;4风化作用;风化作用使岩体内裂隙增多、扩大,透水性增强,抗剪强度降低;5地形地貌;边坡的坡形、坡高及坡度直接影响边坡内的应力分布特征,进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性;6地震;因地震波的传播而产生的地震惯性力直接作用于边坡岩体,加速边坡破坏;7天然应力;影响边坡拉应力及剪应力的分布范围与大小;在天然应力大的地区开挖边坡时,由于拉应力及剪应力的作用,常直接引起边坡变形破坏;8人为因素;边坡的不合理设计、爆破、开挖和加载,大量生产生活用水的渗入等都造成边坡变形破坏,甚至整体失稳;。

岩体力学复习零章．绪论岩石：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：是地质体的一部分。

它位于一定的地质环境之中，是在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带、接触带、片理等）分割下形成的有一定结构的地质体。

岩体=岩石+结构面（不连续面：包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面）岩体的特点：岩体是不连续的；是非均质的；是各向异性的岩体结构：结构面与结构体的排列组合形式岩体力学：是研究岩体在各种力场作用下变形和破坏规律的科学。

岩体力学研究内容：（1）岩石、岩体工程地质特征的研究；1.岩体的地质特征及其对岩体变形破坏机制的影响；2.岩石组成及结构面的几何特征对岩体力学性质及其时空变化的影响；3.岩体赋存的地质环境及其对岩体力学性质的影响；4.总结岩体在天然情况下的变形破坏规律预测在工程力作用下的变形和稳定性。

（2）岩石、岩体基本力学性质的研究；1.岩石、岩体的变形和强度特征以及表征它们的指标；2.岩石、岩体的变形破坏机制、本构方程、破坏准则；3.荷载条件、时间、温度等对岩石、岩体变形和强度的影响；4.岩石、岩体力学性质的试验、现场测试方法、技术。

（3）岩体天然应力分布及测量理论、方法的研究；（4）地下硐室围岩稳定性研究；1.地下开挖引起的应力重分布；2.围岩在重分布应力下的变形和破坏；3.作用于支护上的围岩压力；4.围岩变形和破坏的监测方法；5.围岩的加固理论和方法；（5）岩基(厂基、桥基、坝基)稳定性研究；1.在工程力作用下岩基应力分布；2.岩基承载力；3.坝基抗滑稳定性及坝肩稳定性；（6）天然及人工边坡稳定性研究；1.斜坡应力分布及变形破坏机制；2.斜坡稳定性；（7）数值方法在岩体力学中的应用研究；（8）工程岩体的模型、模拟试验研究；（9）各种新技术、新方法在岩体力学中的应用研究。

工程地质学复习提纲工程地质学复习提纲第一章1、岩体的工程地质特征：⑴岩体是复杂的地质体①形成过程复杂：地质历史的产物，经历多期构造运动；②组成复杂：岩性、风化状态的多样性；③结构复杂：存在大量各种成因的结构面；④处于复杂的、变化的地质环境中。

⑵岩体的强度主要取决于结构面的强度⑶岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂和剪切滑移，岩体的破坏形式主要取决结构面的组合形式⑷岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场2、结构面的成因类型⑴原生结构面：在成岩过程中形成的地质界面，属物质分异面。

包括: ①沉积结构面；②火成结构面；③变质结构面⑵构造结构面：在构造应力作用下形成的破裂面或破碎带，属不连续面。

包括: ①断层；②节理、裂隙；③层间错动带；④劈理⑶次生结构面：在地表条件下，由外动力地质作用所形成的结构面。

包括: ①风化裂隙；②卸荷裂隙；次生泥夹层3、结构面的分级Ⅰ级结构面：延伸几km~几十km以上，破碎带宽度几十m以上的大断层，对区域构造起控制作用，基本烈度。

Ⅱ级结构面：延伸几百m~几km ，破碎带宽度几m~几十mm 的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等，对山体稳定起控制作用。

Ⅲ级结构面：延伸几百m的断层、接触带、风化夹层等，宽度小于1m，对岩体稳定起控制作用。

Ⅳ级结构面：延伸在几十m范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。

Ⅴ级结构面：延伸差，无厚度，随机分布的隐裂隙等细小结构面，影响岩石质量。

4、结构面的自然特性及定量描述方法（1）方位（产状）：书写及表示方法（3种）、图示方法（包括平面图和剖面图）（2）间距：①线密度Ks:沿测线方向单位长度上结构面或裂隙的条数.②面裂隙率Ka:单位测量面积中裂隙面积所占的百分率.③体积裂隙率Kv:单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率.④单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。

（3）延续性：延伸长度（4）粗糙度指标:起伏度 : 起伏角 i起伏差 ( h ) : 波状起伏的结构面波峰与波谷之间的距离分维数 :分维数越高，抗剪强度越大形态 : 台阶形 ; 波浪形 ; 平直形剖面类型 : 粗糙的; 平坦的; 光滑的（5）侧壁强度：回弹值（6）张开度：插尺测定（7）充填物①机械充填（砂、粘土、粉土、角砾等），②胶结充填（方解石、石英、石膏），③敷膜式充填（钙膜、泥膜、铁锰渲染）充填物厚度(t)与起伏差(h)之比:t > h :填充物决定结构面力学性质t < h :侧壁特征决定结构面力学性质（8）渗流（9）节理组数（10）块体大小:体积节理 ( 裂隙 ) 组数Jv（11）其它指标岩石质量指标 ( RQD ) :用直径为75mm的金刚石钻头和双管单动岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺之比的百分数，表征岩体的节理、裂隙等发育程度的指标。

一名词解释岩体指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并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。

弹性物体在收到外力作用瞬间即产生变形，去除外力（卸载）后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质。

三轴抗压强度试件在三向压应力作用下能抵抗的最大的轴向应力。

抗拉强度岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值。

抗剪强度指岩石抵抗剪切破坏的能力。

莫尔强度理论材料在极限状态下，剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值。

稳定性系数稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/ 滑动力蠕变岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质。

天然应力人类工程活动之前存在于岩体中的应力剪切刚度反映结构面剪切变形性质的重要参数，其数值等于峰值前T -U曲线上任一点的切线斜率。

法向刚度指在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力，软化系数岩石试件的饱和抗压强度（b cw）与干抗压强度（b c）的比值变形模量单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比围岩指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体称为围岩。

地下工程开挖过程中，在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩主应力主平面上的正应力主平面单元体剪应力等于零的截面结构面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界面或带。

塑性物体受力后产生变形，在外力去除（卸载）后变形不能完全恢复的性质。

内摩擦角岩体在垂直作用力下，发生剪切破坏时错动面的倾角切线模量曲线上任一点处切线的斜率，在此特指中部直线段的斜率岩体力学力学的一个分支学科，是研究岩（体）石在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的一门基础学科。

重分布应力地下开挖扰动后在围岩中形成的新的应力围岩压力地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。

作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力脆性破坏岩石在破坏前变形很小，出现急剧而迅速的破坏，且破坏后应力降很大渗透系数描述岩体介质和流体平均性质的物理量，是介质特征和流体特征的函数割线模量曲线上某特定点与原点连线的斜率，通常取 b c/2处的点与原点连线的斜率尺寸效应岩石试件的尺寸愈大，则强度愈低，反之愈高，这一现象称为“尺寸效应”。