2020年矿山岩体力学知识点
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矿山岩体力学知识点二、基本概念/规律/特点(1)岩石力学特点(1)新兴学科:(2)多学科共同的应用基础:(2)矿山岩体力学特点(1)采深大(2)采矿工程支护多为临时结构物(3)采矿地下工程位置受矿物埋藏点限制(4)采掘工作面不断移动(5)煤矿开采煤岩经常受瓦斯气体作用与影响(3)剪应力互等性作用在两个互相垂直的面上并且垂直于该两面交线的切应力是互等的,即大小相等,正负号相同。
(4)岩石力学中应力分析基本规定(1)沿坐标轴正方向作用的力和位移分量为正。
(2)收缩正应变取为正。
(3)压缩正应力取为正。
(4)若截面内法线相对于坐标原点向内指,则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正,反之亦然。
(5)弹性力学基本假设1—连续性假设假定整个物体的体积都被组成这个物体的介质所填满,不留下任何空隙。
基于连续性假设,物体内的一些物理量,例如应力、形变、位移等等,才可能是连续的,因而才可能用坐标的连续函数来表示它们的变化规律。
2—完全弹性假设弹性,指的是“物体在引起形变的外力被除去以后能恢复原形”这一性质。
完全弹性,指的是物体能完全恢复原形而没有任何剩余形变。
满足完全弹性假设,物体在任一瞬时的形变就完全决定于它在这一瞬时所受的外力,与它过去的受力情况无关。
完全弹性体服从虎克定律,也就是形变与引起该形变的应力成正比,因而弹性常数不随应力或形变的大小而变。
3—均匀性假设整个物体是由同一材料组成的。
基于均匀性假设,整个物体的所有各部分才具有相同的弹性,因而物体的弹性才不随位置坐标而变,可以取出该物体的任意一小部分来加以分析,然后把分析的结果用于整个物体。
如果物体是由两种或两种以上的材料组成的,例如混凝土,那么,也只要每一种材料的颗粒远远小于物体而且在物体内均匀分布,这个物体就可以当作是均匀的。
4—各向同性假设物体的弹性在所有各个方向都相同。
基于各向同性假设,物体的弹性常数才不随方向而变。
显然,由木材和竹材做成的构件都不能当作各向同性体。
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。
岩体力学复习知识点1.岩石:是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
一般认为它是均质的和连续的。
岩体:是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。
(区别是岩体包含若干不连续面。
)结构面:岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面,包括物质的分界面和不连续面,它是在地质发展历史中,尤其是在地质构造变形过程中形成的。
结构体:被结构面分割而形成的岩块,四周均被结构面所包围,这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体成为结构体。
2.岩体结构分为六类:块状结构、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构3.风化作用:岩石长期暴露在地表之后,经受太阳辐射热、大气、水及生物等作用,使岩石结构逐渐破碎、疏松,或矿物成分发生次生变化,称为风化。
衡量岩石(块)风化程度的指标:(1)定性指标:颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
(2)定量指标:风化空隙率指标Iw、波速比指标kv和风化系数kfδ等。
岩石风化分级:未微中等强全4.相对密度G s:岩石的干重量W s(KN)除以岩石的实体积V s(m3)(不包括岩石中孔隙体积)所得的量与1个大气压下4℃时纯水的重度(γw)的比值。
G s=W s / (V sγw)。
相对相对密度是一个无量纲量,其值可用比重瓶法测定,试验时先将岩石研磨成粉末并烘干;然后用量杯量取相同体积的纯水和岩石粉末并分别称重,其比值即为岩石的相对密度。
岩石的相对密度取决于组成岩石的矿物相对密度,岩石中重矿物含量越多其相对密度越大,大部分岩石的相对密度介于2.50~2.80之间。
5.孔隙率n:岩石试样中孔隙体积Vv与岩样总体积V之比。
孔隙比e:指孔隙的体积VV与固体的体积Vs的比值。
6.含水率w:天然状态下岩石中水的重量W w与岩石烘干重量W s的百分比。
w=W W / W s ×100%吸水率W a:指干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量W w与岩样干重量W s的百分率。
岩石力学知识点整理采矿 12-1 班矿山岩石力学知识点整理一、名词解释 1. 岩石力学:研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的科学。
2. 质量密度(ρ)和重力密度(γ):单位体积的岩石的质量称为岩石的质量密度。
单位体积的岩石的重力称为岩石的重力密度(重度)。
所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。
γ= G/Vγ=ρg (kN /m3)式中:G――岩石试件的重量(kN) ;V——岩石试件的体积(m3)3. 岩石的相对密度就是指岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中孔隙体积)所得的量与 1 个大气压下 40C 纯水的容重之比值。
Gs——岩石的相对密度;GsWs Vs? wWs——干燥岩石的重量(kN);Vs——岩石固体体积(m3);w —— 40C 时水的重度(kN/m3)4. 孔隙率是岩石试件内孔隙的体积占试件总体积的百分比。
n ? VV ? 100% Vn ? 1? ?d Gs?w5. 孔隙比是指岩石试件内孔隙的体积(V v)与岩石试件内固体矿物颗粒的体积(Vs)之比。
e ? VV ? VV ? n Vs V ? VV 1 ? n1采矿 12-1 班6. 岩石含水率(V1 ):是指天然状态下岩石中水的重量W1 与岩石烘干重量Wd 之比。
V1W1 Wd100%7.岩石的饱水率(V2 )是指高压(150 个大气压)或真空条件下,岩石吸入水的重量W2 与岩石干重量之比,即V2W2 Wd100%8.岩石的饱水系数( KS )是指岩石的吸水率与饱水率之比,即 KSV1 V29. 软化系数:是指岩石试件在饱水状态下的抗压强度(? c )与在干燥状态下的抗压强度(? 'c )的比值,即??c ? 'c。
10. 透水性是指在一定的压力作用下,地下水可以透过岩石的性能称为岩石的透水性,其衡量指标为渗透率。
11.岩石的碎胀性是指岩石破碎后其体积比原体积增大的性能。
12.结构面:是指具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维面状地质界面。
矿山岩体力学复习资料一名词解释1.矿山压力: 由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷洞支护物上的力定义为矿山压力.2.支承力与直接顶:1)支承力:在岩体内开掘巷道后,巷道围岩必然出现应力重新分布,一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力.2) 直接顶:一般把直接位于煤层上方的一层或基层性质相近的岩层陈伟直接顶.3.流变:与实践因素有关的应力应变现象同城为流变。
蠕变:应力不变条件下,应变随实践延长而增加的现象。
5.初次来压:工作面支架呈现受力普遍加大现象。
周期来压:由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。
6.砌体梁:破断的眼快由于相互挤压形成水平力,从而在岩块间产生摩擦力,工作面的上。
下俩去是圆弧形破坏,岩块见的咬合是一个立体咬合关系,而对于工作面中部,则可能形成外表似梁,实质是拱的裂隙体梁的平衡关系,这种结构称之为“砌体梁”。
7. 载荷集度:在回踩工作面顶板悬顶距范围内,单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。
8.回采工作面:在煤层或矿床的开采过程中,一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间9.老顶初次来压:老顶岩层初次破断后,老顶破断岩块回转下沉引起的工作面顶板急剧下沉.支架受力普遍加大.煤壁片帮的现象。
10.采场周期来压:老顶岩层的周期性破断而引起“砌体梁”结构的周期性失稳而引起的顶板来压现象11.载荷集度:在回采工作面的顶板悬顶距的范围内,单位面积顶板对支架的载荷二.填空题1.矿压显现有哪些现象:顶板下沉,顶板下沉速度,支柱变形与折损,顶板破碎情况,局部冒顶,工作面顶板沿煤壁切落(大面积铆钉)。
2.覆岩移动破坏的三个带:跨落带,裂缝带,弯曲带。
3.矿山充填分为:水里充填,干事充填,交接充填。
4.采空区的处理方法:全部垮落法,矸石充填,注水,泥沙填充,刀柱,顶板缓慢下沉法,煤柱支撑法,采空区填充法。
5.回采工作面常有一系列矿山压力出现如:顶板下沉,顶板下沉速度,支柱变形与折损,顶板破碎情况,局部冒顶和大面积冒顶。
矿山岩体力学知识点一、基本术语/名词(1)体力分布在物体体积内的力(2)面力分布在物体表面上的力称面力(3)正应力(4)剪应力(5)正面(6)负面(7)主平面(8)主应力(9)静水压力(10)偏斜主应力(11)体积应变(12)连续性假设(13)完全弹性假设(14)均匀性假设(15)各向同性假设(16)小变形假设(17)岩块(18)结构面(19)岩体(20)岩石的结构(21)岩石的构造(22)密度(23)视密度(24)天然视密度(25)干视密度(26)饱和视密度(27)孔隙性(28)孔隙度(29)孔隙比(30)碎胀性(31)碎胀系数(32)压实性(33)残余碎胀系数(34)吸水性(35)自然吸水率(36)饱和吸水率(36)透水性(37)渗透系数(38)软化性(39)软化系数(40)膨胀性(41)膨胀率(42)膨胀应力(43)崩解性(44)崩解性指数(45)抗切强度(46)抗剪强度(47)摩擦强度(48)应变强化(49)应变软化(50)岩石扩容(51)流变(52)蠕变(53)松弛(54)结构面间距(55)结构面的连续性(56)结构面线连续性系数(57)结构面张开度(58)RQD指标(59)围岩(60)原岩应力(61)围岩应力(62)围岩压力(63)形变围岩压力(64)松动围岩压力(65)滑动围岩压力(66)原岩应力场(67)自重应力(68)构造应力二、基本概念/规律/特点(1)岩石力学特点(2)矿山岩体力学特点(3)剪应力互等性(4)岩石力学中应力分析基本规定(5)弹性力学基本假设(6)平面应力问题(7)平面应变问题(8)平衡微分方程(9)几何方程(10)物理方程(虎克定律)(11)圣维南原理(12)相容方程(13)逆解法(14)半逆解法(15)煤矿常见的岩石结构类型(16)基本岩石构造类型(17)岩石常见的破坏形式(18)岩石强度主要影响因素(19)岩石/岩体全应力—应变曲线阶段性特点(20)岩石蠕变三水平(21)岩石蠕变三阶段(22)按照地质成因岩体结构面分类(23)按照结构面力学性质分类(24)岩体的基本特征(25)岩体质量评价与分类的发展趋势(26)地应力分布基本规律(27)地应力直接测量法(28)地应力间接测量法(29)水压致裂法测量步骤(30)套孔应力解除法测量步骤(31)采场应力重新分布基本特点/view/2fede41555270722192ef7ee.html次要/view/05a8f8d6b14e852458fb5778.html。
岩石力学知识点总结一、岩石的力学性质岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的响应和变形规律,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等。
这些性质对于工程设计和地质灾害的防治非常重要。
岩石的力学性质受到多种因素的影响,包括岩石的成分、结构、孔隙度、水分含量等。
1. 抗压强度抗压强度是指岩石在受到垂直方向外力作用下的抵抗能力。
岩石的抗压强度可以通过实验或者间接方法来进行测定,通常以MPa为单位。
抗压强度受到岩石成分和密度的影响,通常晶体颗粒越大、结晶度越高的岩石其抗压强度越高。
2. 抗拉强度抗拉强度是指岩石在受到拉伸力作用下的抵抗能力。
通常岩石的抗拉强度远远低于其抗压强度,因为岩石在自然界中很少受到拉力的作用。
抗拉强度常常通过实验来进行测定,其数值对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要意义。
3. 抗剪强度抗剪强度是指岩石在受到切割或者剪切力作用下的抵抗能力。
岩石的抗剪强度与其结构和组成有关,一般来说,岩石中存在着一定的位移面和剪切面,这些面的摩擦和滑移对于岩石的抗剪强度产生了重要的影响。
4. 弹性模量弹性模量是指岩石在受到外力作用下的弹性变形能力。
弹性模量也叫做“模量”,其数值越高,说明岩石在受到外力作用下的变形越小。
弹性模量对于岩石的岩石工程设计和地质灾害防治具有重要的意义。
二、岩石的变形和破坏规律岩石在受到外力作用下会发生变形和破坏,其变形和破坏规律对于地质工程的设计和地质灾害的防治具有重要的意义。
岩石的变形和破坏规律受到多种因素的影响,包括岩石的力学性质、结构、孔隙度、水分含量等。
1. 岩石的变形规律岩石在受到外力作用下会发生变形,其变形规律通常表现为弹性变形、塑性变形和破坏。
弹性变形是指岩石在受到外力作用后能够恢复原状的变形,塑性变形是指岩石在受到外力作用后不能够恢复原状的变形,破坏是指岩石在受到外力作用后达到极限状态,无法继续承受力的作用。
2. 岩石的破坏规律岩石在受到外力作用下会发生破坏,其破坏规律通常表现为压缩破坏、拉伸破坏和剪切破坏。
岩体力学复习重点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=f(σ2,σ3)或τ=f(σ). 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。
一、基本术语/名词(1)体力:就是分布在物体体积内的力(2)面力:分布在物体表面上的力(3)正应力:应力在其作用面的法线方向的分量(4)剪应力:应力在其作用面切线方向的分量(5)正面:外法线沿着坐标轴的正方向的截面(6)负面:外法线是沿着坐标轴的负方向的截面(7)主平面:该面只承受正应力,剪应力分量为零(8)主应力:与外力方向平行的正应力(9)静水压力:作用于静止液体两部分的界面上或液体与固体的接触面上的法向面力。
(10)偏斜主应力:(11)体积应变:单位体积物体的体积改变,等于直角坐标中3个正应变之和(12)连续性假设:假定整个物体的体积都被组成这个物体的介质所填满,不留下任何空隙(13)完全弹性假设:指的是物体能完全恢复原形而没有任何剩余形变。
(14)均匀性假设:整个物体是由同一材料组成的(15)各向同性假设:物体的弹性在所有各个方向都相同(16)小变形假设:假定物体受力以后各点的位移都远远小于物体原来的尺寸,而且转角都远小于1(17)岩块:岩块是指从地壳岩层中取出来的,无显著软弱面的岩石块体(18)结构面:在岩体中存在着各种不同的地质界面(19)岩体:岩体是指天然埋藏条件下大范围分布的、由结构面和结构体组成的地质体(20)岩石的结构:是指决定岩石组织的各种特征的总合,通常是指岩石中矿物颗粒的结晶程度,矿物或岩石碎屑颗粒的形状和大小,颗粒之间相互连结状况,以及胶结物的胶结类型等特征。
(21)岩石的构造:是指岩石中矿物颗粒集合体之间,以及它与其它组成部分之间的排列方式和充填方式(22)密度:是指单位体积的岩石(不包括空隙)的质量(23)视密度:是指单位体积的岩石(包括空隙)的质量(24)天然视密度:岩石在天然含水状态下的视密度(25)干视密度:岩石在温度为105—110度下干燥24h后视密度(26)饱和视密度:岩石在吸水饱和状态下的视密度(27)孔隙性:是指岩石中孔洞和裂隙的发育程度(28)孔隙度:是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比(29)孔隙比:是指岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比(30)碎胀性:岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大(31)碎胀系数:岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比(32)压实性:岩石破碎后,在其自重和外加载荷的作用下会逐渐压实,体积随之减少,碎胀系数比初始破碎时相应地变小。
岩体⼒学复习重点资料..第⼀章绪论岩体复杂性表现在以下⼏个⽅⾯:(1)不连续性(2)⾮均质性(3)各向异性(4)岩体中存在不同于⾃重应⼒场的天然应⼒场(5)岩体赋存于⼀定地质环境之中,岩体中的⽔、温度、应⼒场,对岩体性质有较⼤的影响。
第⼆章:岩⽯和岩体的地质特征岩⽯:矿物,岩屑的集合体。
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。
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。
岩⽯风化指标:定性指标:颜⾊,矿物蚀变程度,破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标:风化孔隙率指标和波速指标等。
风化系数;结构⾯规模:(1)Ⅰ级指⼤断层或区域性断层,⼀般延伸约数公⾥⾄数⼗公⾥以上,破碎带宽约数⽶⾄数⼗⽶乃⾄⼏百⽶以上。
(2)Ⅱ级指延伸长⽽宽度不⼤的区域性地质界⾯,百⽶⾄千⽶单位。
(3)Ⅲ级指长度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。
(4)Ⅳ级指延伸较差的节理、层⾯、次⽣裂隙、⼩断层及较发育的⽚理、劈理⾯等。
是构成岩块的边界⾯,破坏岩体的完整性,影响岩体的物理⼒学性质及应⼒分布状态。
(数⼗厘⽶-⽶)(5)Ⅴ级⼜称微结构⾯。
常包含在岩块内,主要影响岩块的物理⼒学性质,控制岩块的⼒学性质。
结构⾯线密度和间距: 1、线密度(Kd)是指结构⾯法线⽅向单位测线长度上交切结构⾯的条数(条/m)。
2、间距(d)则是指同⼀组结构⾯法线⽅向上两相邻结构⾯的平均距离。
RQD:岩体质量指标RQD:是长度⼤于10cm的岩⼼累计长度与回次进尺的⽐值。
RQD与⽅向有关,按地质分层计算RQD值⼤于20厘⽶为长柱状;10—20厘⽶为短柱状;⼩于1厘⽶为扁柱状;⼤于5厘⽶为块状;2---5厘⽶为碎块状;⼩于2厘⽶为碎屑状、粉末状。
岩体5种结构类型:1.整体状结构 2.块状结构 3.层状结构 4.碎裂状结构 5.散体状结构岩体⼯程分类的⽬的:通过分类,概括地反映各类⼯程岩体的质量好坏,预测可能出现的岩体⼒学问题,为⼯程设计,⽀护衬砌,建筑物选型和施⼯⽅法选择提供参数和依据。
岩体力学复习要点1. 岩体力学:是力学的一个分支学科,是研究岩体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科学,是一门应用型基础学科。
2. 岩体力学的研究方法:工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分析法3. 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。
4. 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。
5. 岩块的结构: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方式等反映在岩块构成上的特征。
6. 岩块的构造:是指矿物集合体之间及其与其他组分之间的排列组合方式。
7. 结构面迹长:是指结构面与露头面交线的长度。
8. 岩体质量指标RQD:长度大于10cm的岩心长度之和与钻孔总进尺的百分比。
9. 岩石的吸水性:岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力,称为岩石的吸水性。
10.岩石的软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性11.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。
12.影响单轴抗压强度的因素:岩块的抗压强度受一系列因素影响和控制,主要包括两个方面:一是岩石本身性质方面的因素,如矿物组成、结构构造(颗粒大小、连结及微结构发育特征等)、密度及风化程度等等;二是试验条件方面的因素(试件的几何形状及加工精度、加载速率、端面条件、湿度和温度、层理结构)13.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,称为剪切强度14.岩石的破坏判据:一、库仑--纳维尔判据适用条件:低应力或坚硬、较坚硬的岩石的剪切破坏.二、莫尔判据1. 斜直线型:同库仑--纳维尔判据2. 二次抛物线型:适用条件:高应力或软弱、较软弱岩石的剪切破坏3. 双曲线型:适用条件:中等应力或较坚硬岩的剪切破坏。
三、格里菲斯判据适用条件:非常适用于脆性岩石的拉破坏。
岩石力学知识点总结归纳
岩石力学是研究岩石在不同应力下的力学性质和变形行为的科学。
以下是岩石力学的一些重要知识点总结归纳:
1. 岩石的力学性质:
- 抗压强度:指岩石抵抗压缩破坏的能力。
- 抗拉强度:指岩石抵抗拉伸破坏的能力。
- 剪切强度:指岩石抵抗剪切破坏的能力。
2. 岩石的应力和应变:
- 应力:指岩石内部受到的力的分布状态。
- 压缩应变:指岩石在受到压力作用下发生的变形。
- 拉伸应变:指岩石在受到拉力作用下发生的变形。
- 剪切应变:指岩石在受到剪切力作用下发生的变形。
3. 岩石的变形特征:
- 弹性变形:指岩石受到外力作用后发生弹性恢复的变形。
- 塑性变形:指岩石受到外力作用后发生不可逆的变形。
- 蠕变变形:指岩石在长时间作用下由于内部结构的改变而发生的变形。
4. 岩石的断裂:
- 抗拉断裂:指岩石受到拉伸力作用下发生的断裂。
- 抗剪断裂:指岩石受到剪切力作用下发生的断裂。
5. 岩石的变形机制:
- 塑性变形机制:指岩石在受到足够大的应力作用下,其晶体结构发生可塑性变形。
- 蠕变变形机制:指岩石在长时间作用下,其内部结构发生改变导致变形。
以上是关于岩石力学的一些重要知识点的总结归纳。
希望对您有所帮助!。
第0章1.岩体力学的研究内容(1)岩块、岩体地质特征的研究(2)岩石的物理、水理与热学性质的研究(3)岩块的基本力学性质的研究(4)结构面力学性质的研究(5)岩体力学性质的研究(6)岩体中天然应力分布规律及其量测的理论与方法的研究(7)工程岩体分类及分类方法的研究(8)岩体变形破坏机理及其本构关系与破坏依据的研究(9)边坡岩体、地基岩体及地下洞室围岩等工程岩体的稳定性研究(10)岩体性质的改善与加固技术的研究,包括岩体性质、结构的改善与加固,地质环境〔地下水、地应力等〕的改进等(11)各种新技术、新方法与新理论在岩体力学中的应用研究(12)工程岩体的模型、模拟试验及原位检测技术的研究2.岩体力学的研究方法有哪些?〔1〕工程地质研究法〔2〕试验法〔3〕数学力学分析法〔4〕综合分析法第1章1.结构面、岩体的定义(1)结构面〔Discontinuous〕:是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(2)结构面〔Discontinuous〕:是地质历史发展过程中,在岩体内部形成的具有一定方向、一定规模、一定形态和特征的面、缝、层、带状的地质界面。
(3)岩体〔Rockmass〕:是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。
2.结构面的分类〔1〕地质成因类型1〕原生结构面岩体在成岩过程中形成的结构面。
沉积结构面:沉积岩在沉积和成岩过程中形成的。
岩浆结构面:岩浆侵入及冷凝过程中形成的结构面。
变质结构面:在变质过程中形成的结构面。
2〕构造结构面是岩体形成后在构造应力作用下形成的各种破裂面。
3〕次生结构面是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面。
〔2〕力学成因类型张性结构面〔Extension Discontinuous〕剪性结构面〔Shear Discontinuous〕〔3〕结构面的5个等级〔Scale〕I级结构面:是大断层或区域性断层,一般延伸约数公里至数十公里以上。
1、岩石力学:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论和应用科学,是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。
2、流变现象:材料应力-应变关系与时间因素有关的性质,称为流变性。
材料变形过程中具有时间效应的现象,称为流变现象。
3、流变的种类:蠕变应力不变,应变随时间增加而增长松弛应变不变,应力随时间增加而减小弹性后效加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象4、声发射材料在受到外载荷作用时,其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波,发生声响,称为声发射。
5、岩石密度:是指单位体积的岩石(包括空隙)的质量。
视密度与岩石的空隙和吸水多少有关。
6、岩石的碎胀性和压实性:岩石破碎后,在其自重和外加载荷的作用下会逐渐压实,体积随之减少,碎胀系数比初始破碎时相应地变小。
矸石压实度与压应力关系曲线(张吉雄,2008)(a)洗选矸石(b)掘进矸石7、岩石的吸水性: 岩石的吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验条件下(规定的试样尺寸和试验压力)吸入水分的能力。
自然吸水性是指试件在大气压力作用下吸入水分的质量与试件的干质量之比。
单位:%。
强制吸水性是指试件在真空或加压(一般为15MPa)条件下吸入水分的质量与试件的干质量之比,它也称饱和吸水率。
,单位:%。
8、岩石的透水性:岩石的透水性是岩石能被水透过的性能。
岩石的透水性通常用渗透系数K表示。
9、掩饰的软化性:岩石的软化性是岩石浸水后其强度明显降低的现象。
岩石的软化系数是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。
掩饰的膨胀性:岩石的膨胀性是岩石遇水后产生体积增大的现象。
岩石的膨胀性可以用膨胀力和膨胀率表示。
10、岩石的单轴抗压强度: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称为岩石的单轴抗压强度或称为非限制性抗压强度.11、端部效应: 圆柱形破坏柱状劈裂破坏消除方法: ①润滑试件端部(如垫云母片;涂黄油在端部)②加长试件12、岩石单轴抗拉强度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称为岩石的单轴抗拉强度(Tensile strength) ,。
岩体⼒学复习资料1.孔隙⽐:空隙的体积与固体的体积的⽐值2.孔隙率:岩⽯试样中孔隙体积与岩⽯试样总体积的百分⽐3.吸⽔率:⼲燥岩⽯试样在⼀个⼤⽓压和室温条件下吸⼊⽔的重量与岩⽯⼲重量之⽐的百分率4.渗透性:指在⽔压⼒作⽤下,岩⽯的孔隙和裂隙透过⽔的能⼒5.抗冻性:岩⽯抵抗冻融破坏的性能6.扩容: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化7.流变:岩⽯在⼒的作⽤下发⽣与时间相关的变形的性质8.蠕变:在应⼒为恒定的情况下,岩⽯变形随时间发展的现象9.松弛:在应变保持恒定的情况下,岩⽯的应⼒随时间⽽减少的现象10. 弹性后效:在卸载过程中弹性应变滞后与应⼒的现象11. 长期强度:岩⽯的强度随外荷载作⽤时间的延长⽽降低,通常把作⽤时间t→∞的强12.度称为岩⽯的长期强度.13. 岩⽯的三向抗压强度:岩⽯在三向压缩荷载作⽤下达到破坏时所能承受的最⼤压应⼒14. 影响岩⽯强度的主要试验因素:端部效应,试件的形状尺⼨,加载速度15. 什么是岩⽯的全应⼒—应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普通材料试验机不能得出岩⽯的全应⼒—应变曲线?全应⼒—应变曲线分为四个阶段即Ⅰ曲线稍微向上弯曲,属于压密阶段,这期间岩⽯中初始的微裂隙受压闭合;Ⅱ接近于直线,近似于线弹性⼯作阶段;Ⅲ曲线向下弯曲,属于⾮弹性阶段,主要是在平⾏于荷载⽅向开始逐渐⽣成新的微裂隙以及裂隙的不稳定;Ⅳ应变软化阶段5默察阶段符合压⼒机刚度⼤于试件刚度的压⼒试验机称为刚性压⼒机试验。
压⼒机的特性对岩⽯破坏过程有很⼤影响,压⼒机在对试件加压的同时本⾝变形也相当⼤,⽽当试件破坏来临时,积蓄在压⼒机内的能量突然释放出来,从⽽引起试验系统集聚变形,试件碎⽚猛烈飞溅。
16. 简要叙述库伦、莫尔和格⾥菲斯岩⽯强度准则的基本原理及其之间的关系?库伦:若⽤σ和τ代表受⼒单元体某⼀平⾯上的正应⼒和剪应⼒,则这条准则规定:当τ达到如下⼤⼩时,该单元就会沿此平⾯发⽣剪切破坏,即▏τ▕=fσ+c莫尔:在极限时滑动⾯上的剪应⼒达到最⼤值τf ,并取决于法向压⼒和材料的特性τf =f(σ)格⾥菲斯:假定材料中存在许多随机分布的微⼩裂隙,材料在荷载作⽤下,裂隙尖端产⽣⾼度的集中应⼒。
2020年矿山岩石力学知识要点1 Rock mechanics and mining engineering(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics :(P1)(2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics :(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面,size effect ,tensile strength ,effect of groundwater ,weathering(3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program :(P7-9)(Fig .1.3)通常按照下列五个方面依次进行,即Site characterization/,mine model formulation ,design analysis ,rock performance monitoring ,retrospective analysis ,而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ,mine model formulation 和designanalysis ,改善实施效果。
2 Stress and infinitesimal strain(1)应力/stress :(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces .(2)正应力/normal stress component :(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。
(3)剪应力/shear stress component :(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。
(4)体力:分布在物体体积内的力。
(5)面力:分布在物体表面上的力。
(6)内力:物体本身不同部分之间相互作用的力。
(7)正面:外法线沿着坐标轴的正方向的截面。
正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正,反之为负。
(8)负面:外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。
负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正,反之为负。
(9)应力变换公式/stress transformation equation :(P 15)222ll lm 2()()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zxl l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++(9)主平面/principle plane :(P15)单元体剪应力等于零的截面。
(1 0)主应力/principle stress :(P15)主平面上的正应力。
(11)三维主应力方程与应力不变量:(P16)321231222222230()2()P P P xx yy zzxx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=⎧=++⎪⎪=+++++⎨⎪=+-++⎪⎩σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ,intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力.(12)主应力之间相互正交条件:1212120x x y y z z λλλλλλ++=(13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress :(P17-18) 1112233,,,3m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=-(14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium :(P19);000xy xx xzyx yy yzzy zx zzX x y z Y x y z Z xy z σσσσσσσσσ∂⎧∂∂+++=⎪∂∂∂⎪⎪∂∂∂⎪+++=⎨∂∂∂⎪⎪∂∂∂+++=⎪∂∂∂⎪⎩ (15)平面问题的主应力及其方向计算:(P21) 1,21()tan 12xx xx yy xyp σσσσσασ-=+=- (16)应变.位移关系方程:(P27),,1,()21,()21,()2y x z x y z y y x x xy z y y z z yz z x x z z zx z u u ux y z u u u u y x x y u u u u z y y z u u u u x z z x εεεγγγ∂⎧∂∂===⎪∂∂∂⎪⎪∂∂∂∂=+Ω=-⎪⎪∂∂∂∂⎨∂∂∂∂⎪=+Ω=-⎪∂∂∂∂⎪∂∂∂∂⎪=+Ω=-⎪∂∂∂∂⎩(17)体积应变/volumetric strain :(P27) xx yy zz εεε∆=++(18)变形协调方程/strain compatibility equations :(P28) 22222yy xy xx y x x yεγε∂∂∂+=∂∂∂∂(19)虎克定律/Hook ’S law :(P29)()()()111111,,,x x y z y yz x z zx y xy xy yz yz xz xz E E E G G G εσμσσεσμσσεσμσσγτγτγτ⎧⎡⎤=-+⎪⎣⎦⎪⎪⎡⎤=-+⎣⎦⎪⎨⎪⎡⎤=-+⎣⎦⎪⎪⎪===⎩(20)岩土力学关于位移、应力、应变正负的规定(i)沿坐标轴正向作用的力和位移分量为正;(ii)收缩正应变为正;(iii)压缩正应力为正; (iV)若截面内法线相对于坐标的原点向内指,则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正,反之亦然。
3 Rock strength and deformability(1)强度(峰值强度)/strength or peak strength :(P42) (2)残余强度/residual strength :(P42)(3)应变软化/strain-softening or strain-weakening behavior :(P42)指岩石达到峰值强度以后继续变形,其强度随变形量增加而降低/减少的特性。
(4)塑性变形/ductile deformation :(P42) (5)屈服/yield :(P42)(6)有效应力/effective stress :(P42)'ij ij ij u σσδ=-(7)Tangent Yong ’s modulus E t ,average Yong ’s modulus E av ,secant Yong ’s modulus E s :(P43-44)(8)岩石单轴压缩与三轴压缩典型特性:(P42)(P50-51)(Fig 3.2)(Fig 3.11)(Fig 3.12)岩石单轴压缩特性:从变形的四个阶段理解:弹性变形、塑性变形、(峰值强度以后)应变软化、残余变形。
岩石三轴压缩特性:与单轴压缩特性,比较不同围压下的强度、变形性能,脆、塑性转变等。
(9)扩容/dilation :(P51)(10)Coulomb ’s shear strength criterion :(P54-55)312cos (1sin )2cos ,,1sin 421sin c C C φσφπφφσβσφφ++==+=-- (11)Griffith crack theory :(P5 7) (12)岩石结构面强度:(P64) 132(3tan )(1tan )sin 2W W W C ctg σϕσσϕββ+⋅=+-⋅4 Rock mass structure(1)岩石/rock :(P75)(2)岩体/rock mass :(P75)(3)岩石结构的主要类型/maj or types of structural feature :(P75-78)bedding planes, folds, faults, shear zones, dykes, jionts .(4)岩石结构面的产状/orientation :(P78)dip direction/azimuth ,dip (5)结构面的间距/spacing :(P78) 补充:(i)结构面的线密度Kd :指结构面法线方向单位长度上交切结构面的条数(条/m)。
(ii)岩体结构面的平均间距j d 与线密度K d 关系:1jdd K =(iii)取样线上的结构面线密度即为各组节理面线密度之和。
(iV)Priest and Hudson(1976)found that an estimate of RQD could be obtained from disconti- nuity spacing measurements made on core or an exposure using the equation0.1100(0.11)RQD e λλ-=+For values of (the mean discontinuity frequency)in the range 6 to 16/m,a good approximation to measured RQD values was found to be given by the linear relation. 3.68110.4RQD =-+(6)RQD quality designation :(P79) 100i x RQD L=∑(7)结构面的连通性/persistence :(P80)(8)结构面的粗糙度/roughness :(补充)Roughness is a measure of the inherent surface unevenness and waviness of the discontinuity relative to its mean planes .(9)结构面的开度/aperture :(P82) (1 0)结构面的填充性/filling :(P83)(11)Bieniawski ’s geomechanics classification :(P83-84)(补充)(1 2)岩石与岩体的区别/differences between rock mass and rock element :(P8 7) In the fabric :岩石存在微观节理;岩体由岩块与宏观结构面组成。