下载文档原格式
连结作用水楔作用
润滑作用溶蚀及潜蚀作用
孔隙压力作用
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
结合水
连结作用
润滑作作用
水楔作用
连结作用
岩石矿物颗粒间的连接强度远远高于这种连结作用。
对被土充填的结构面的力学性质的影响也是比较明显。
润滑作用
水楔作用
◆压应力大于吸着力，水分子挤出；
◆压应力低于吸着力，水分子进入。
溶蚀-潜蚀作用
溶蚀作用
潜蚀作用
岩石强度大大降低变形加大。
孔隙水压力作用
◆有效应力减小，降低岩体的抗剪强度；
◆岩石的微裂纹端部处于受拉的状态，破坏岩石的连结。
w
p σσ'=-
饱和多孔岩石的抗剪强度公式随着孔隙水压力的增大，岩石强度降低。
孔隙水压力作用()f w c tg c p tg τσϕσϕ'=+=+-主应力表达式恒为负值
孔隙水压力作用τσσ1σ3σ'3σ'1p w p w 考虑孔隙水压的格里菲斯破坏准则
当σ1+2σ3>4p w 时，
(σ1-σ3)2-8R t (σ1+σ3-2p w )2=0
裂隙方位角β=—arccos ——————12 2 (σ1+σ3-2p w )
σ1-σ3当σ1+2σ3<4p w 时，σ3= -R t +p w
裂隙方位角β=0
◆水对岩石的物理化学作用◆水与岩石相互耦合力学效应。
知识归纳整理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想法有哪些？（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？是怎么影响的？（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 页求知若饥，虚心若愚。
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、、。
研究想法主要有 、、 、。
2、岩石的破坏形式：、、。
3、影响岩石抗压强度的主要因素普通有：、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以为岩石破坏除拉第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=ok 的周围等压地应力场rH vh==σσ作用下，围岩中的径向应力rσ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。
第一二章绪论与地球中的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
第一章【1】常见岩石的结构连结类型有那几种？答：岩石中结构连结的类型主要有两种：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。
【2】何谓岩石中的微结构面，主要指那些，各有什么特点？【3】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。
【4】岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作解释。
答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，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，破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度，导致岩石受拉伸破坏。
【6】什么是全应力-应变曲线？为什么普通材料实验机得不出全应力-应变曲线？答：全应力-应变曲线：能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性，特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。
由于材料试验机的刚度小，在试件压缩时，其支柱上存在很大的变形和变形能，在试件快要破坏时，该变形能突然释放，加速试件破坏，从而得不出极限压力后的应力-应变关系曲线。
【7】如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆、蠕变和在反复加载、卸载作用下的破坏？答：(a)预测岩爆：左半部分OEC 代表达到峰值强度时,积累在岩石试件中的应变能，右边CED 代表试件从破坏到破坏整个过程所消耗的能量。
如果A>B,可能产生岩爆，如果A<B，则不会产生岩爆。
(b)预测蠕变破坏：如图1-24 。
当岩石应力小于H 点的应力值,岩石不会发生蠕变,当岩石应力大于H 点而小于I 点,岩石会发生蠕变,但蠕变为稳定蠕变,岩石不会破坏,当岩石应力大于I 点,则岩石会发生不稳定蠕变,岩石最终会破坏. (c)预测循环加载条件下岩石的破坏。
名词解释：红色，加粗，楷体。
简答的题：蓝色，宋体，加粗。
填空的题：粉色，黑体，加粗。
选择的题：绿色，行楷，加粗。
第 0 章绪论一、地质体： 是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、 占据地球 上一定空间的实体，称为地质体。
（名-1） 二、勘察专业所研究的岩体力学问题为： 与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：岩石边坡、岩石地 基及硐室围岩等。
第 1 章 岩体地质与结构特征1.1 概述一、岩体 1、概念： 岩体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。
是岩体力 学研究的对象。
（名-2） 2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。
3、岩体的物理力学性质特征：非均匀、非连续、各向异性和多相性。
1.2 岩块及其特征一、概念：岩块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。
（名-3） 二、物质组成： 岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成， 因此岩块的力学性质主要取 决于岩块的矿物成分及其相对含量。
三、岩块的结构与构造： 岩块的结构是指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。
四、风化程度： 1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。
2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度 及开挖锤击技术特征等。
3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
4、风化空隙率指标(Iw)是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质 量之比。
5、波速指标： （1）风化岩块纵波速度 （2）波速比：风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值； （3）风化系数：风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。
1.3结构面特征一、概念：结构面（Structural Plane） 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。
前已述汲水对岩石强度影响：膨胀、崩解、溶解水→岩软化渗透→水压水对岩石强度有影响的是孔隙和裂隙中的水压力，统称为孔隙水压力，用p w表示。
如果饱和岩石在荷载作用下不易排水或不能排水，那么，孔隙或裂隙中的水就有孔隙压力，岩石固体颗粒承受的压力将相应的减少，强度则降低。
对岩石中有连接的孔隙（包括细微裂隙）系统，施加应力σ，当有孔隙水压力p w时，岩石的有效应力为σ—岩石总应力（MPa）；σ'—有效应力（MPa）；p w——孔隙水压力（MPa）在有孔隙水压力作用时，可利用《岩石破坏准则》来分析岩石的稳定性。
1．莫尔摩伦准则根据莫尔库伦强度理论，考虑有孔隙水压力p w 的作用，其岩石的抗剪强度为：①ϕστtg c f ⋅'+= 或可见，由于p w 的存在，岩石的抗剪强度降低。
②对于用主应力表示的莫尔库伦破坏准则，考虑p w 作用，则有c R N +'='ϕσσ31，式中w p -='11σσ，w p -='33σσ 推出由上式可解得p w ，即岩石从初始作用应力σ1和σ3达到岩石破坏时所需施加的孔隙水压力：亭定（Handin）砂岩实验结果，在p w为零时作一系列的实验，绘莫尔应力圆，得到p w=0时的包络线，即岩石强度曲线。
当施加主应力σ1、σ3时，（p w=0）岩石稳定（莫尔圆II），在此主应力下，增加p w直至破坏（莫尔圆I与包线相切）。
从上面分析可见，p w对岩体强度影响很大。
在实际工程中，特别是坝址区，对某种岩石，当主应力σ1、σ3一定时，水库蓄水后，如果有渗流，则p w 从0增加p w ′，当 w p '-1σ 和w p '-3σ的应力圆与包线相切或相交时，岩体将失稳。
2．格里菲思准则如果把有效应力引入格里菲思破坏准则，用1σ'和3σ'代替原式中的1σ 和3σ ,即 w p -='11σσ，w p -='33σσw p 4331>+σσ时，﹥0，破坏； ﹤0时，稳定工程上应用的《水力劈裂》方法就是以这一理论为基础的。
浅析水对岩石的影响浅析水对岩石的影响摘要：本文首次运用摄伤力学理论分析水对岩石强度和交形的影响，并把岩石扩容导致的体积变化引人损伤变量，建立了与应力状态密切相关的岩石遇水损伤变量的演变过程，它能较好的描述岩石遇水损伤特征。
关键词：水岩石报伤中图分类号：TV文献标识码：A岩石遇水强度降低一直是困扰地下工程围岩稳定性的一大难题。
近年来，虽有一些学者试图通过实脸室试验弄清水与岩石强度之间的关系氏。
，但结果不甚令人满意。
其中很重要的一个原因就是没有充分考虑岩石应力状态的变化对其含水率、容重等参救的影响，而正是这些因素制约着岩石的软化程度。
本文着重运用损伤力学方法，研究由于应力状态变化引起的岩石软化程度的变化，以期能更好地阅明岩石遇水软化特征。
一．岩石1. 岩石：是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的根本物质。
2. 岩体：是相对于岩块而言的，是指地面或地下工程中范围较大的、由岩块和结构面组成的地质体。
3.岩石结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、外表特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。
4. 岩石构造：是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成局部之间在空间排列方式及充填形式。
5. 岩石的密度：是指单位体积岩石的质量，单位为kg/m3 块体密度：是指单位体积岩石的质量。
6.颗粒密度：是岩石固相物质的质量与其体积的比值。
孔隙性：把岩石所具有的孔隙和裂隙特性，统称为岩石的孔隙性。
7. 孔隙率：岩石试件中孔隙体积与岩石试件体积之比渗透系数：岩石渗透系数是表征岩石透水性的重要指标8.扩容：是指岩石在外力作用下，形变过程中发生的非弹性的体积增长。
9. 岩石三轴压缩强度：是指岩石在三轴压缩荷载作用下，试件破坏时所承受的最大轴向压应力。
流变性：是指介质在外力不变条件下，应力或应变随时间而变化的性质。
10. 蠕变：是指介质随在大小和方向均不改变的外力作用下，介质的变形随时间的变化而增大的现象。
第一部分填空题1、岩石力学定义①岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应的科学。
识记（1分/空）②岩石力学是研究岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题。
识记（1分/空）2、岩石力学研究内容①岩石力学研究的主要领域可概括为基本原理、实验室和现场试验、实际应用。
识记（1分/空）3、岩石力学研究方法①岩石力学研究方法主要有工程地质研究法、试验法、数学力学、分析法、综合分析法。
理解（1分/空）4、岩石的常用物理指标①在工程上常用到的物理指标有：容量、比重、孔隙率、吸水率、膨胀性、崩解性等。
识记（1分/空）②岩石的容量是指岩石的单位体积（包括岩石孔隙体积）的重力，单位是KN /m3与岩石密度的关系为：9.8。
识记（1分/空）③岩石的密度是指岩石的单位体积的质量（包括孔隙体积）单位是kg / m3与岩石容重的关系为：9.8。
识记（1分/空）④岩石的比重就是岩石的干的重力除以岩石的实际体积，再与4_C 时水的容重相比。
计算公式是：G s 也。
识记（1分/空）⑤孔隙率是指岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比，工程设计上所用的孔隙率常是利用 1 J计算出来。
识G S G记（1分/空）⑥孔隙率是反映岩石的密度和岩石质量的重要参数。
孔隙率愈大表示岩石中的空隙和细微裂隙愈多，岩石的抗压强度随之是降低。
理解（1分/空）⑦表示岩石吸水能力的物理指标有吸水率和饱和吸水率，两者的比值被称为饱水系数,它对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。
理解应用（1分/空）⑧岩石的吸水能力大小，一般取决于岩石所含孔隙的多少以及孔隙和细裂隙的连通情况。
岩石中包含的孔隙和细微裂隙愈多, 连通情况愈好，则岩石吸入的水量就愈多。
理解（1分/空）⑨岩石的抗冻性就是岩石抵抗冻融破坏的性能，一般用抗冻系数和重力损失率两个物理指标来表示。
识记（3分/空）5、岩石的渗透性及水对岩石的性状影响①岩石的渗透性是指在水压力的作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。
岩石的1岩石的力学性质－岩石的变形岩石的强度：岩石抵抗外力作用的能力，岩石破坏时能够承受的最大应力。
岩石的变形：岩石在外力作用下发生形态（形状、体积）变化。
岩石在荷载作用下，首先发生的物理力学现象是变形。
随着荷载的不断增加，或在恒定载荷作用下，随时间的增长，岩石变形逐渐增大，最终导致岩石破坏。
岩石变形过程中表现出弹性、塑性、粘性、脆性和延性等性质。
-1・5岩石变形性质的几个基本概念・1）弹性（elasticity）：物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形，而去除外力（卸载）后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质称为弹性。
・弹性体按其应力－应变关系又可分为两种类型：・线弹性体：应力－应变呈直线关系。
・非线性弹性体：应力—应变呈非直线的关系。
・2）塑性（plasticity）：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，称为塑性。
・不能恢复的那部分变形称为塑性变形，或称永久变形，残余变形。
・在外力作用下只发生塑性变形的物体，称为理想塑性体。
・理想塑性体，当应力低于屈服极限时，材料没有变形，应力达到后，变形不断增大而应力不变，应力－应变曲线呈水平直线.・3）黏性（viscosity）:物体受力后变形不能在瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质，称为粘性。
・应变速率与时间有关，－>黏性与时间有关・其应力－应变速率关系为过坐标原点的直线的物质称为理想粘性体（如牛顿流体），・4）脆性（brittle）:物体受力后，变形很小时就发生破裂的性质。
・5）延性（ductile）:物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质，称为延性。
・1・7岩石变形指标及其确定・岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊松比等指标表示。
3）全应力－应变曲线的工程意义・①揭示岩石试件破裂后，仍具有一定的承载能力。
・②预测岩爆。
・若A>B,会产生岩爆・若B>A，不会产生岩爆③预测蠕变破坏。
・当应力水平在H 点以下时保持应力恒定，岩石试件不会发生蠕变。
20～20学年第学期级专业试题学号：姓名：……………………………………密…………封……………线…………………………………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。
五、水对岩石强度的影响前已述汲水对岩石强度影响：膨胀、崩解、溶解水→岩软化渗透→水压水对岩石强度有影响的是孔隙和裂隙中的水压力，统称为孔隙水压力，用p w表示。
如果饱和岩石在荷载作用下不易排水或不能排水，那么，孔隙或裂隙中的水就有孔隙压力，岩石固体颗粒承受的压力将相应的减少，强度则降低。
对岩石中有连接的孔隙（包括细微裂隙）系统，施加应力σ，当有孔隙水压力p w时，岩石的有效应力为σ—岩石总应力（MPa）；σ'—有效应力（MPa）；p w——孔隙水压力（MPa）在有孔隙水压力作用时，可利用《岩石破坏准则》来分析岩石的稳定性。
1．莫尔摩伦准则根据莫尔库伦强度理论，考虑有孔隙水压力p w 的作用，其岩石的抗剪强度为：①ϕστtg c f ⋅'+= 或可见，由于p w 的存在，岩石的抗剪强度降低。
②对于用主应力表示的莫尔库伦破坏准则，考虑p w 作用，则有c R N +'='ϕσσ31，式中w p -='11σσ，w p -='33σσ 推出由上式可解得p w，即岩石从初始作用应力σ1和σ3达到岩石破坏时所需施加的孔隙水压力：亭定（Handin结果，在p wp w=0时的包络线，曲线。
当施加主应力σ1、σ3时，（p w =0）岩石稳定（莫尔圆II ），在此主应力下，增加p w 直至破坏（莫尔圆I 与包线相切）。
从上面分析可见，p w 对岩体强度影响很大。
在实际工程中，特别是坝址区，对某种岩石，当主应力σ1、σ3一定时，水库蓄水后，如果有渗流，则p w 从0增加p w ′，当 w p '-1σ 和w p '-3σ的应力圆与包线相切或相交时，岩体将失稳。
2．格里菲思准则如果把有效应力引入格里菲思破坏准则，用1σ'和3σ'代替原式中的1σ 和3σ ,即 w p -='11σσ，w p -='33σσw p 4331>+σσ时， ﹥0，破坏； ﹤0时，稳定工程上应用的《水力劈裂》方法就是以这一理论为基础的。
w t p R +-=3σ增大w p 使w t p R +-≤3σ，就会产生水力壁裂。
如原始主应力03=σ,t R ＝10MPa 。
则当10≥w p MPa 时，w t p R +-≤3σ 当3σ六、岩体强度分析1、均质岩体强度分析均质岩体主要是：①完整岩体：岩块坚硬，且结构面不发育。
②软岩，结构不起主导作用这种岩体可用：①莫尔库伦准则②霍克和布朗经验破坏准则进行稳定分析。
莫尔库仑准则：⎪⎩⎪⎨⎧>=<⋅++-不稳定极限稳定ϕϕϕϕσσσσsin sin sin 23131ctg c有孔隙水压力时：⎪⎩⎪⎨⎧>=<⋅+-+-ϕϕϕϕσσσσsin sin sin 223131ctg c p w主应力为负时，⎪⎩⎪⎨⎧+-<+-=+->破坏极限平衡稳定,,,3w t w t w t p R p R p R σ霍克和布朗经验破坏准则2/1331⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=s R m R R c c c σσσ，极限状态；左项 > 右项， 破坏； 左项 < 右项 , 稳定。
m= 0 ~ 25， s=0 ~ 1。
结构面所决定。
大主应力面成245ϕα+= 角，裂面与主应力面平行。
对于有结构面存在时，多数情况下，沿结构面破裂，这时仍可用莫尔库伦强度准则来判定节理面上的稳定情况。
c，jϕ为节理面上的凝聚力和内摩擦角，jσ为节理面上的正应力。
τ为节理面的抗剪强度。
f当节理面上的剪应力τ小于等于τ时，节理面处于稳定和极限f状态：判断节理岩体稳定与否可用图解法和解析法：1)图解法（见图）根据σ1、σ3做应力圆，如果节理面线与节理强度线相交则破坏，反之，即使应力圆已与强度线相交，但节理面的线却不与节理强度线相交，则节理面仍处于稳定状态。
σ12) 解析法根据应力关系式：βσβσβσσσσσ23213131sin cos 2cos 22+=-++=ββσσβσστcos sin )(2sin 23131-=-=代入j j f tg c ϕσττ⋅+=≤中，得到满足此式，表明节理处于稳定或极限平衡状态。
利用上式可对节理岩体的稳定性进行简单的判断。
如，地下洞室、陡立边坡等的节理岩体稳定。
如图所示为高边坡，岩体中节理的倾角为β。
讨论：①j ϕβ<时，0)sin(>-βϕj ， 上式左边为正，稳定②j ϕβ=时，0)sin(=-βϕj ，0cos ≥j j ϕσ，稳定③j ϕβ>时，0)sin(<-βϕj 。
当j j j y c ϕβϕϕσcos )sin(cos ≤-时，满足稳定要求，反之不稳定④245ϕβ+= 时，即节理面与均质岩体的破裂面一致即在245ϕβ+= 时，节理岩体稳定的条件。
当岩体不稳定时，需要采取有效措施，如锚固、灌浆，对于边坡还可以减少y σ，即减载（减轻上部岩不重量）。
锚杆加固，需设计锚固力的大小，其原理如下：由0cos )cos(sin )sin(cos 31≥+-+-j j j j c ϕβϕϕσβϕϕσ 知： 因为x σ＝０，j ϕβ>,不稳定时有0cos )sin(cos <+-j j j y c ϕβϕϕσ 为使其大于零，则需加水平应力x σ ，即使得j j j y j x c ϕβϕϕσβϕϕσcos )cos(sin )cos(sin +->-)cos(sin cos )(βϕϕϕββϕσσ-+->j j j j yx c tg tg如果锚杆与水平夹角为α 则ασσcos x=' ασππσσcos 4422xd d A p ⋅=⋅'=⋅'='σ′在y 向已有分量，应为（ασσsin '+y ）则一般求出x σ后，再增加一个百分数，即不用求解此式也可。
减载对于边坡，通过减轻上部荷载，即减少y σ来增加稳定性。
因为βϕσsin 1cos 2-≥j j y c ，为了使得 左式 < 右式则需减小y σ ，方法是减少上部岩体的重量，使βϕσσsin 1cos 2'-<-j j y y c 则有 βϕσσsin 1cos 2-->'j j y y c根据 y σ' 就可确定挖除多大范围的上部岩体。
孔隙水压力当有孔隙水压力p w 时，有：0sin cos )cos(sin )sin(cos 31≥-+-+-j w j j j j p c ϕϕβϕβσβϕβσ当左边项 < 0时，不稳定，处理措施：排水，灌浆防渗,降低p w 固结固结灌浆可以增加节理面的抗剪强度，增大c j 和j ϕ因此，在边坡工程中，增加岩体稳定的常用措施有： 锚固、减载、排水、防渗灌浆和固结灌浆。
七、结构面方位对强度的影响结构面方位对岩体强度有很大影响，于某种方位时，在某些应力条件下，发生，而是仍在岩石材料内发生。
如图所示：仍由0cos )cos(sin )sin(cos 31≥+-+-j j j j c ϕβϕβσβϕβσ当3σ固定时，上式为β注意，上式为结构面破坏条件。
还是沿岩石材料内破坏呢，即β为何值时，是沿结构面破坏，还是在岩石内破坏。
从上式看，当0→β， 90→β时，或 j ϕβ→ 时，∞→-31σσ 这说明，当结构面与σ1平行或垂直以及等于j ϕ时，σ1可以很大，而不会沿结构而破坏。
① 当j ϕβ≤≤0时，不沿节理面破坏，而是沿岩石材料内部发生从图看出，β对岩石强度的影响以及裂隙岩体强度的各向异性。
②当 90<<βϕj 时，沿结构面发生破坏，将式对β求，坏的最小应力值的β角。
0)(31=-βσσd d 可推出即245jϕβ+=时，31σσ-为最小，可知1σ为最小。
将245jϕβ+= 代入βϕβϕσσσ2sin )1(22)(3min 31j j j tg ctg tg c ⋅-⋅+=-，并令)245(2jtg N j ϕϕ+=可推出：jjjjN c N N c N j j ϕϕϕϕσσσσ22)1(333min 1+=+-+=八、结构面粗糙度对强度的影响天然的结构面多为凹凸不平的面，在剪应力作用下滑动时，并不到处都平行于剪应力的方向。
因此，结构面的粗糙度必然影响到结构面强度。
1) 粗糙角i对于剪应力与结构面平行时tg PTϕ=当结构面与剪应力夹角为i时，iPiTT sincos-=*iTiPP sincos+=*则在结构面上iT i P i P i T P T tg j sin cos sin cos +-==**ϕ)sin cos (sin cos i T i P tg i P i T j +=-ϕ )cos (sin )sin (cos j j tg i i P tg i i T ϕϕ⋅+=⋅-帕顿（patton ）把这个模型推广到锯齿状的结构面，当P 较小时，结构面沿锯齿面滑动，遵循上式，当P 较大时，滑动面沿锯齿面底破坏滑动。
因此，结构面抗剪强度为剪胀角 uVtg n ∆∆=α 。
低正应力时)(i tg j f +⋅=ϕστ△V△uστφC jφ+i j高正应力时ϕστtg c j f ⋅+=式中j ϕ与ϕ不同，j ϕ为平面型的结构面内摩擦角， 为锯齿面内摩擦角。
各种岩石结构面的基本摩擦角j ϕ大多数为30左右。
当有水压力时w p -='11σσ，w p -='33σσ 则由式0sin cos )cos(sin )sin(cos 31≥-+-+-j w j j j j p c ϕϕβϕβσβϕβσ有：计算时，可先用0=j c ,i j +=ϕϕ代入上式求得一个p w ，再用0≠j c ，ϕϕ=j上式再求一个p w关于粗糙角i 巴顿给出一经验公式。
σcjR JRC i lg⋅=即 )lg(σϕστcjj f R JRC tg ⋅+⋅=式中JRC ——节理粗糙度系数R cj ——靠近结构面的岩石单轴抗压强度，由于表面，此强度一般都低于完整岩石的单轴抗压强度。
作业1：1． 全面推导More-Coulomb 理论推导（详细步骤）：（1）.用大、小主应力1，3来表示More-Coulomb 方程式（2）.推导公式3－37，1sin 1sin tg ϕψϕ+=- （3）.如何推导More-Coulomb 的单轴抗压、抗拉强度公式（4）.推导用tg(45o -/2)表示1， 3 （5）.如何证明＝45o ＋/2。
