高等岩石力学11章
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目录第一章岩石力学的研究进展 (3)第二章工程岩石的地质特性 (4)§2.1 基本概念 (4)§2.2 岩石的矿物学特性 (4)§2.3 岩体结构 (5)§2.4 岩体的天然应力 (5)§2.5 风化作用对岩体力学特征的影响 (6)§2.6 水对岩体特性的影响 (6)第三章工程岩体分级 (6)§3.1 概述 (6)§3.2 影响岩体工程性质的主要因素 (7)§3.3 岩体质量描述及其表达式 (8)第四章室内岩块试验分析 (11)§4.1 岩块的空隙性和水理性 (11)§4.2 岩块的单轴抗压试验 (12)§4.3 岩块三轴压缩试验 (13)第五章岩体天然应力及其测试原理与技术 (15)§5.1 概述 (15)§5.2 岩体天然地应力状态及高地应力现象 (15)§5.3 岩体天然地应力测试原理和方法 (16)第六章岩石的变形及其影响因素 (18)§6.1岩石的变形和强度特征及影响因素 (18)§6.2岩石的流变特性 (23)第七章岩体变形及强度.............................................................................. 错误!未定义书签。
§7.1 岩体变形测试................................................................................ 错误!未定义书签。
§7.2 岩体的强度.................................................................................... 错误!未定义书签。
1..简述岩石的强度特性和强度理论,并就岩石的强度理论进行简要评述。
答:岩石作为一种天然工程材料的时候,它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点,并且受水力学作用显著。
在地表部分,岩石的破坏为脆性破坏,随着赋存深度的增加,其破坏向延性发展。
岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。
当然岩石的破坏与诸多因素有关,如温度、应变率、湿度、应变梯度等。
但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响,其他因素影响研究并不深入,故未予考虑。
(1). 剪切强度准则a.Coulomb-Navier准则Coulomb-Navier准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏,它不仅与该剪切面上剪应力有关,而且与该面上的正应力有关。
岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏,而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。
即:ϕτtanσ=C+式中ϕ为岩石材料的内摩擦角,σ为正应力,C为岩石粘聚力。
b. Mohr破坏准则根据实验证明:在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。
但随着围压的增大,与关系明显呈现非线性。
为了体现这一特点,莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程,即:()στf=此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式,具体视实验结果而定。
虽然从形式上看,库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线,但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。
c. 双剪的强度准则Mohr强度准则是典型的单剪强度准则,没有考虑第二主应力的作用。
我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发,提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论,并得到了双剪统一强度理论:()3211t b b σσσασ=+--αασσσ++≤1312()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312式中α和b 为两个材料常数,是岩石单轴抗拉强度。
在主应力空间里,上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。
《高等岩体力学》全面阐述岩石静力学、动力学、流变学及水力学基本内容和研究前景,并把损伤力学,断裂力学、块体力学的基本原理和研究方法引入到岩石力学中,构建了岩石力学的基本理论框架。
分形理论、块体理论和流形单元法等典型新理论和新方法在岩石力学中的应用。
1.预修课程工程地质学,材料力学,弹性力学,塑性力学,有限元方法等2.课程性质岩体力学是介于地学与力学之间的一门新兴的边缘学科,是一门认识和控制岩石工程系统的力学行为和功能的科学。
在地质、采矿工程、土木建筑、水利水电、铁路、公路、地震、石油、地下工程、海洋工程,以及国防工程等部门都广泛地应用这门学科的理论和知识,岩石力学在这些工程领域中起着重要的作用。
本课程开设于水利工程、岩土工程专业的硕士研究生。
3.课程的主要内容第一章绪论(岩石力学的简单回顾,岩石力学与工程发展展望)第二章岩石的基本物理力学特性及其实验岩石力学性质的室内常规测试单轴压缩试验(单轴抗压强度,弹性模量,泊松比)三轴压缩试验抗拉试验(直接拉伸,间接拉伸)剪切试验点荷载试验岩体力学性质试验研究(现场岩体变形试验,现场岩体强度试验-混凝土与岩体接触面直剪,结构面直剪,软弱结构面剪切流变,岩体抗剪强度,岩体压缩强度试验等)测试新技术,如电液伺服试验机和刚性试验机,声发射测试,红外辐射测试等。
第三章岩石的本构关系与强度理论本构关系指岩石在受载过程中的应力应变关系。
强度理论是考察岩石在极限破坏时的应力或应变满足的条件。
第四章岩石流变力学岩石流变理论及长期强度,岩石流变问题的解析解方法等第五章岩体天然应力状态及其测试技术应力解除法及恢复法原理,表面应力测试,孔内应力测试,水压致裂法(地壳深部应力测量),Kaisai效应等第六章岩石的动力学行为岩石与岩体的基本动力学特性,岩石动力试验技术与方法,应力波在岩石地层中的传播,岩体声发射观测原理及工程应用第七章岩石水力学(岩体裂隙渗流特点,裂隙岩体渗流理论,岩体渗流参数的确定等)第八章岩石力学的数值模拟(几种流行的方法,有限元,有限差分FLAC,边界元,离散元,流行元,无单元等)有限元方法的基本方程,非线性问题的基本解法,非线性弹性问题的有限元解法,弹塑性问题的有限元解法,流变问题的有限元分析。
《高等岩石力学》2013年复习提纲
1.何谓岩石,何谓岩体,岩石与岩体有何不同之处?
2.简述比重瓶法测量岩石颗粒的步骤及计算公式。
3.简述岩石耐崩解性指数的试验步骤及计算公式。
4.何谓岩石的应力应变全过程曲线?
5.典型的岩石蠕变曲线有哪些特征?
6.有哪三种基本的力学介质模型?
7.试推导马克斯韦尔模型。
8.试推导凯尔文模型。
9.简述莫尔强度理论的基本思想及包络线的特性。
10.简述莫尔-库伦强度理论的基本思想及其优缺点。
11.格里菲斯准则的基本思想是什么?
12.结构面有哪些特征参数?简述其对岩体强度的影响。
13.何谓结构面的弹性变形?结构面法向弹性变形的假设条件是什么?写出结构面法向弹性变形计算公式。
14.结构面剪切位移曲线典型的四种类型是什么?画图并简要的描述其特征。
15.分析结构面的面摩擦效应。
16.除现场岩体力学测试外岩体的变形模量可通过哪些方法获得,简述之。
17.何谓岩体RQD、RMR分类方法?各参数的物理意义是什么?
18.描述我国的岩体分类方法。
19.岩体初始应力状态分布的主要规律有哪些?
20.分析岩石力学与土力学的区别与联系。