岩体课后复习资料
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岩体力学复习资料
岩体力学复习资料一、名词解释1、结构面：岩体中存在着的各种不同成因（特性）的地质界面，包括物质的分界面、不连续面，如节理、片理、断层、不整合面等。
2、结构面：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界面或带。
3、蠕变：是指岩石在恒定的荷载作用下，其变形随时间而逐渐增大的性质。
4、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。
5、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。
6、剪切刚度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。
7、天然应力：人类工程活动之前存在于岩体中的应力。
8、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。
9、围岩抗力系数：使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力。
10、岩石软化性：是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
11、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坏境中的地质体，是岩体力学研究的对象。
12、单轴抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力。
13、吸水率：是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比。
14、重分布应力：由于人类工程活动改变后的应力。
15、变形模量：是指在儋州压缩条件下，轴向应力与轴向应变之比二、填空题1、围岩的支承压力分为应力降低区、应力升高区、应力不变区这三个区。
其中以应力峰值点为界限，又将支承压力分为弹性区、极限平衡区。
2、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
3、地应力的测量方法分直接法、间接法两大类，分别各举一例：如前者水压致裂（声发射法、扁千斤顶法）、后者应力解除法。
4、按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。
5、岩石的破坏形式包括脆性断裂和塑性流动，其中前者细分为拉伸断裂和剪切破坏。
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。
岩体力学---复习资料
中国地质大学岩体力学复习资料练习与思考1、岩体力学包括哪三种分类，各有何侧重？2、岩体力学的研究对象是什么？你能举出几个岩体变形破坏的事例？3、岩体力学的研究方法有哪些，有什么区别？4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解？练习与思考1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示，量得两组结构面沿测线的间距分别为0.45m和0.8m，且A组结构面的倾角为55°，B组倾角为20°。
1）计算每组结构面的真间距及两组结构面沿测线的混合间距及线密度（Kd）;2）估算岩体沿详测线方向的RQD值。
2、何谓岩石的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？3、自然界中的岩石按地质成因分类，可以分为几大类，各有什么特点？4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征？5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些，各有何特点？6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。
练习与思考1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系，关系如何？3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识？4、区别吸水率、含水率概念的区别。
练习与思考1、与材料力学中所学材料相比，岩块的变形与强度有什么特别的地方？2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：σx =12Mpa，σy=20MPa，τxy=MPa。
1）绘出代表应力状态的摩尔应力圆，并根据图形确定其主应力的大小与方向（σ1与X轴的夹角）；2）用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σn 和剪应力τn，并进行对比。
3、假定岩石中一点的应力为：σ1=61.2Mpa，σ3= -11.4MPa，室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强度参数C=30MPa，tgΦ=1.54，试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。
4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
5、劈裂实验中，岩样承受的是压力，为什么会在破坏面上出现拉应力？6、什么是全应力-应变曲线，为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。
岩体复习资料
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。
岩体力学复习题整理
岩体力学复习题一、判断（含填空）1、结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度。
（V ）*2、.在原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直。
（X）3、岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关。
（V）4、.弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用。
（X）5、岩石限制性剪切强度不是固定值，与剪切面上作用的正压力有关。
（V）6、随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增大。
（V）7、从巷道周边围岩受力情况看，拱型断面巷道要比梯形巷道断面差。
（X）8、塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。
（V）9、平行层理面的波速（或动弹性模量）总是大于垂直于层理面。
（V）10、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为5~15MPa。
（V）11、岩石三向抗压强度不是一个固定值，将随围压变化而改变。
（V）12、结构面组数越多，岩体越接近于各向异性。
（X）13、软弱岩层受力后变形较大，表明构造应力在软弱岩层中表现显著。
（X）14、对无粘聚力的松散体，由地表开始侧压力随深度成线性增长。
（V）（15、我国工程岩体分级标准中是根据①结构面；②地下水；③地应力对岩石基本质量进行修正的。
（V）16、岩石中含有的亲水性和可溶性矿物越多，软化系数越小。
（X）17、适用于拉伸破坏的判据是格里菲斯判据。
（V）18、莫尔判据没有考虑中间主应力对岩石破坏的影响。
（V）19、结构面的剪切刚度，随结构面的规模增大而减小。
（V）20、随深度的增大，铅直天然应力而增大。
（V）二、名词解释（含填空）1、岩石：指地壳中由矿物或岩屑，在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体（或集合体）。
2、岩体：指在自然界中处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征的岩石所组成的集合体（或自然地质体）。
3、结构面：指在地质历史（尤其是地质构造影响）过程所形成的具有一定方向，厚度较小和一定延展长度的地质界面。
如：层理、节理、片理等。
（包括物质分介面和不连续面），统称结构面。
岩体力学-复习资料资料
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。
岩体力学复习知识点
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。
岩体力学课程期末考试复习资料
岩体力学课程期末考试复习资料目录一、名词解释总复习 (1)1、岩体力学 (1)2、天然应力 (1)3、研究方法 (1)4、岩石质量指标（RQD）值 (1)5、地质体 (1)6、岩石 (1)7、岩体 (1)8、岩块 (1)9、结构面 (1)10、造岩矿物 (2)11、粒间连接分类 (2)12、风化程度指标 (2)13、结构面成因分类 (2)14、机构面的影响因素 (2)15、岩石软化性 (2)16、岩体成因分类 (2)17、岩体工程分类 (2)18、岩石的物理性质 (2)19、岩石的水理性质 (2)20、岩石的吸水率 (2)21、饱和吸水率 (3)22、质量损失率 (3)23、剪切强度 (3)24、剪切（法向）刚度 (3)25、单轴抗压（拉）强度 (3)26、弹性 (3)27、塑性 (3)28、粘性 (3)29、脆性 (3)30、延性 (3)31、变形模量 (3)32、岩石的蠕变 (4)33、蠕变 (4)34、蠕变曲线特征 (4)35、蠕变性质的影响因素 (4)36、围岩压力 (4)37、围岩抗力系数 (4)38、影响边坡应力的分布因素 (4)39、岩体边坡破坏的因素 (4)140、工程岩体 (4)41、岩体结构 (4)42、岩体的不连续性 (4)43、岩体的非均质性 (5)44、岩体的各向异性 (5)45、岩石的可溶性 (5)46、岩石的崩解性 (5)47、岩石的软化系数 (5)48、强度损失率 (5)49、残余碎胀系数 (5)50、结构面的产状 (5)51、岩石质量指标 (5)52、起伏角 (5)53、张开度 (6)54、软弱夹层 (6)55、地应力 (6)56、构造应力场 (6)57、岩爆 (6)58、力学性质 (6)59、峰值强度 (6)60、残余强度 (6)61、长期强度 (6)62、弹性滞后 (7)63、回滞环 (7)64、应变强化 (7)65、应变弱化 (7)66、岩石的记忆 (7)67、疲劳强度 (7)68、弹性模量 (7)69、泊松比 (7)70、脆性破坏 (8)71、延性破坏 (8)72、流变性 (8)73、松弛 (8)74、应力-应变全过程曲线 (8)75、弹性变形 (8)76、塑性变形 (8)77、单位法向刚度 (8)78、常刚度变形 (8)79、结构面稳滑 (8)80、结构面粘滑 (9)81、结构面爬坡 (9)82、结构面剪断 (9)83、剪胀 (9)284、峰值剪胀角 (9)85、震源 (9)86、震中 (9)87、震中距 (9)88、震中区 (9)89、震源深度 (9)90、体波 (10)91、纵波 (10)92、横波 (10)93、面波 (10)94、瑞利波 (10)95、勒夫波 (10)96、地震震级 (10)97、地震烈度 (10)98、基本烈度 (11)99、场地烈度 (11)100、设计烈度 (11)101、振动液化 (11)102、地震海啸 (11)103、岩体质量 (11)104、BQ (11)105、RMR (11)二、章节名词解释 (12)（一）岩石的物理力学性质 (12)1、岩体 (12)2、岩石 (12)3、岩（体）石力学 (12)4、结构面 (12)5、岩石质量指标（RQD） (12)6、空隙指数 (12)7、软化性 (12)8、软化系数 (12)9、膨胀性 (12)10、单轴抗压强度 (13)11、抗拉强度 (13)12、抗剪强度 (13)13、形状效应 (13)14、尺寸效应 (13)15、延性度 (13)16、流变性 (13)17、蠕变 (13)18、应力松弛 (13)19、弹性后效 (13)320、峰值强度 (13)21、长期强度 (13)22、扩容 (14)23、应变硬化 (14)24、疲劳破坏 (14)25、疲劳强度 (14)26、速率效应 (14)27、延性流动 (14)28、脆性破坏 (14)29、延性破坏 (14)30、强度准则 (14)31、塑性变形 (14)（二）岩体的力学性质及分类 (15)l、结构面 (15)2、原生结构面 (15)3、构造结构面 (15)4、次生结构面 (15)5、结构面频率 (15)6、结构体 (15)7、结构效应 (15)8、剪胀角（angleofdilatancy） (15)9、节理化岩体 (15)10、结构面产状的强度效应 (16)11、结构面密度的强度效应 (16)12、岩体完整性指标 (16)13、岩体基本质量 (16)14、自稳能力 (16)15、体积节理数 (16)16、岩石质量指标（RQD） (16)（三）岩体中天然应力及其量测 (16)1、地应力 (16)2、原岩应力 (16)3、残余应力 (16)4、初始地应力 (17)5、自重应力 (17)6、构造应力 (17)7、应力重分布 (17)8、二次应力 (17)9、垂直应力 (17)10、切向应力 (17)11、径向应力 (17)12、岩爆 (17)13、构造线 (18)14、现代构造应力 (18)4（四）地下洞室围岩稳定性分析 (18)1、围岩 (18)2、围岩压力 (18)3、静水应力状态 (18)4、形变围岩压力 (18)5、松动围岩压力 (18)6、冲击围岩压力 (19)7、膨胀围岩压力 (19)8、应力集中 (19)9、应力集中系数 (19)10、侧压系数 (19)11、围岩（弹性）抗力系数 (19)12、单位抗力系数 (19)三、复习题 (20)（一）填空题（共34小题） (20)（二）名词解释（共35小题） (21)（三）判断题（共25小题） (24)（四）简答题（共52小题） (25)1、地质体和岩体在概念上有哪些区别？ (25)2、岩体和岩石的各自特征是什么？两者有何区别和联系？ (25)3、岩体力学的一般工作程序（步骤）和主要研究方法？ (25)4、岩体的组成要素是什么？ (26)5、从工程地质研究的角度，简述岩石的主要造岩矿物及其基本性质？ (26)6、岩石颗粒间的联结有哪几种？联结强度如何？ (26)7、岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ (26)8、结构面按其成因通常分为哪几种类型？各自有何特点？ (27)9、简述结构面定量统计的内容？ (27)10、泥化夹层有何特性？ (27)11、试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。
01-岩体力学复习资料
一、填空题1、按照成因，岩石可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。
2、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数表示。
3、在研究岩石的流变性质中，常用的三个基本原件为弹性元件、塑性元件和粘性元件元件。
4、根据岩石的延性度不同，岩石的破坏可分为延性破坏、脆性破坏、和过度型破坏三种类型。
5、岩石的室内剪切试验，常用的仪器有直剪仪、变角剪（压剪仪）和三轴实验机。
6、在相似材料模拟试验中，采用的三个相似定理分别是几何相似、动力相似和运动相似。
7、按围岩压力的形成机理，可将其划分为形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力四种。
8、顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮（冒）落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。
9、结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。
10、岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。
11、常见的岩体工程分类方法包括 RQD 质量指标分类方法、RMR 分类方法、RQD 、Ｑ方法。
12、岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和 5 个阶段。
13、边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。
14、岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护、强调监测和信息反馈。
15、椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，巷道周边不出现切向拉应力，应力分布较合理，布置采场、巷道时，都应该尽量遵循这一原则。
16、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
17、锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。
18、结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。
当主应力与结构面垂直时，岩体强度与结构面无关。
19、岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。
20、根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区 4 个区域。
岩体力学复习参考资料完整版
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。
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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，破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度，导致岩石受拉伸破坏。
9、 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。
11.在三轴压缩试验条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？答：三轴压缩条件下，应力应变曲线如图1-31、1-32所示，围压对岩石变形的影响主要有：(1)随着围压(σ 2= σ 3) 的增大，岩石的抗压强度显著增加；(2)随着围压(σ 2= σ 3) 的增大，岩石破坏时，岩石的变形显著增加；(3)随着围压(σ 2= σ 3) 的增大，岩石的弹性极限显著增加；(4)随着围压(σ 2= σ 3) 的增大，岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变，岩石的性质发生了变化，由弹脆性---弹塑性---应变硬化。
抗压强度显著增加；12.什么是莫尔强度包络线？如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线？答：三轴抗压强度实验得出：对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件（不同的围压时的最大轴向压力值）给出了几乎恒定的强度指标值（直线性强度曲线时为16.线弹性体、完全弹性体、弹性体三者的应力-应变关系有什么区别？答：完全弹性体：循环加载时的σ -ε 关系为曲线。
加载路径与卸载路径完全重合。
线弹性体：循环加载时的σ -ε关系为直线。
加载路径与卸载路径完全重合。
弹性体岩石：加载路径与卸载路径不同，但反复加载与卸载时，应力应变关系总是服从此环路的规律。
19.影响岩石力学性质的主要因素有哪些，如何影响的？ 答：影响岩石力学性质的主要因素有水、温度、加载速度、风化程度及围压。
(1) 水对岩石力学性质的影响 1） 连结作用：束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧，起连接作用。
2） 润滑作用：由可溶盐、胶体矿物连接的岩石，当有水入侵时，可溶盐溶解，胶体水解，导致矿物颗 粒间连接力减弱，摩擦力减低，从而降低岩石的强度。
3） 水楔作用：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸附力将 水分子拉倒自己周围，在两4） 孔隙压力作用：岩石受压时，岩石内孔隙水来不及排出，在孔隙内产生很高的孔隙压力，降低了岩 石的内聚力和内摩擦角，减小了岩石的抗剪强度。
5） 溶蚀-潜蚀作用：岩石中渗透水在流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走，从而使岩石强度大为减低。
(2)温度对岩石力学性质的影响：随着温度的增高，岩石的延性加大，屈服点降低，强度也降低。
(3) 加载速度对岩石力学性质的影响：加载速率越快，测得的弹性模量越大，获得的强度指标越高。
国际岩石力学学会建议的加载速率为 0.5~1Mpa/s 。
(4) 围压对岩石力学性质的影响：岩石在三轴压缩条件下，岩石的强度和弹性极限都有显著增加。
(5) 风化对岩石力学性质的影响a) 降低岩体结构面的粗糙程度并产生新的裂隙，b) 岩石在化学风化过程中，矿物成分发生变化，岩体强度降低。
2.地应力对岩体的影响体现在哪几个方面？答：地应力对岩体力学性质的影响主要有： (1)地应力影响岩体的承载能力：围压越大、承载能力越大。
(2)地应力影响岩体的变形和破坏机制。
如在低围压条件下破坏的岩体，在高围压条件下呈现出塑性变 形和塑性破坏。
(3)地应力影响岩体中的应力传播的法则。
非连续介质岩体在高围压条件下，其力学性质具有连续介质岩体的特征。
3．岩体结构划分的主要依据是结构面和结构体4.简述各类岩体结构主要地质特征。
答：(1)完整结构岩体的地质特征多半是碎裂岩体中的结构面被后生作用愈合而成。
后生愈合作用有两种：其一为压力愈合， 其二为胶结愈合。
(2)块裂结构岩体的地质特征： 多组或至少有一组软弱结构面切割及坚硬结构面参与切割成块状结构体的高级序岩体结构。
其软弱结 构面主要为断层、层间错动也是重要的软弱结构面之一，参与切割的坚硬结构面一般延展较长，多数 为错动过的坚硬结构面，(3)板裂结构体的地质特征： 主要发育于经过褶皱作用的层状岩体内，受一组软弱结构面的切割，结构体呈板状。
软弱结构面主要 为层间错动面结构体多数为组合板状结构体。
(4)碎裂结构岩体的地质特征： 岩体的结构面主要为原生结构面及构造结构面。
块状碎裂结构的结构体块度大，大多为1~2米，层状 碎裂结构的块度小，起块度与岩层厚度有关。
如图2.2d 。
(5)断续结构岩体的地质特征结构面不连续，对岩体切割而不断，个别地方也有连续贯通构。
(6)散体结构岩体的地质特征(a)碎屑状散体结构岩体 结构面:无序分布，结构面中有软弱的，也有坚硬的。
结构体主要为角砾(b)糜棱化散体结构岩体：主要指断层泥而言。
5．简述工程岩体的惟一性答：在不同的岩体工程条件下，岩体结构可视为块裂结构，断续结构和碎裂结构。
因此，岩体结构是相对的，而在确定的地质条件和工程尺寸条件下，工程岩体结构才是唯一确定的。
6． 按结构面成因、结构面通常分为几种类型？答：.结构面按成因分：原生结构面、构造结构面、次生结构面原生结构面：成岩阶段所形成的结构面。
岩石成因不同又分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。
构造结构面：岩体在构造运动作用下形成的结构面。
次生结构面：在外力作用下（风化、地下水、卸载、爆破等）形成的各种界面。
7． 结构面的级别及其特征。
答：根据结构面的发育程度、规模大小、组合形式等可以将结构面分为五级. Ⅰ级结构面: 对区域构造起控制作用的断裂带,延伸数十公里,深度可穿一个构造层. Ⅱ级结构面: 延伸性强而宽度有限的地质界面,延伸数百米。
Ⅲ级结构面：局部性的断裂结构，主要指小断层，延伸数十米。
Ⅳ级结构面：一般延展性较差，无明显的宽度的结构面，延伸数米。
Ⅴ级结构面：延伸性甚差的微裂隙、节理。
8．描述结构面状态的指标。
答：结构面状态的指标包括：（1）结构面产状：对岩体是否会沿某一结构面滑动起控制作用。
（2）结构面形态：决定结构面抗滑力的大小。
结构面起伏越大，抗滑力也越大。
（3）结构面的延展尺度：在工程范围内，延展尺度最大的结构面，控制着岩体的强度。
（4）结构面的密集程度：以岩体裂隙度 K 和切割度 X 表示岩体结构面的密集程度。
9． 结构面的剪切变形、法向变形与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关。
10.结构面力学性质的尺寸效应体现在哪几个方面？答：结构面试块长度增加，平均峰值摩擦角降低，试块面积增加，剪切11. 岩体在多次循环荷载作用下岩体变形有什么特征？ 答： 岩体在加载过程中，应力应变曲线呈上凹型，中途卸载回弹变形有滞后现象，并出现不可恢复的残余 变形，不论每一级加载与卸载循环曲线都是开环型。
岩体在循环荷载作用下，而卸载时荷载又不降至零时， 相应的变形过程将出像闭环型式。
15.岩体中水渗流与土体中水渗流有什么区别？ 答：岩体的水力学性质指岩体的渗透性能及在渗流作用下所表现的力学性质。