第一章 绪论
1、岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论与应用科学；它是力学的一个分支；它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
2、岩石力学研究的目的：科学、合理、安全地维护井巷的稳定性，降低维护成本，减少支护事故。
3、岩石力学的发展历史与概况：
（1）初始阶段（19世纪末—20世纪初）
1912年，海姆（A.Hmeim）提出了静水压力理论：
金尼克（A.H.ΠHHHHK）的侧压理论：
朗金（W.J.M.Rankine）的侧压理论：
（2）经验理论阶段（ 20世纪初—20世纪30年代）
普罗托吉雅克诺夫—普氏理论：顶板围岩冒落的自然平衡拱理论；
太沙基：塌落拱理论。
4、地下工程的特点：
（1）岩石在组构和力学性质上与其他材料不同，如岩石具有节理和塑性段的扩容（剪胀）现象等；
（2）地下工程是先受力（原岩应力），后挖洞（开巷）；
（3）深埋巷道属于无限域问题，影响圈内自重可以忽略；
（4）大部分较长巷道可作为平面应变问题处理；
（5）围岩与支护相互作用，共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移；
（6）地下工程结构容许超负荷时具有可缩性；
（7）地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力；
（8）几何不稳定结构在地下可以是稳定的；
5、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素
矿物：地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物；
结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况；
构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系；
第二章 岩石力学的地质学基础
1、岩石硬度
通常采用摩氏硬度，选十种矿物为标准，最软是一度，最硬十度。这十种矿物由软到硬依次为：l-滑石； 2-石膏；3-方解石；H1HH4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉； 9-刚玉；10-金刚石；
扩容岩石力学知识点总结
一、岩石的力学性质
1. 岩石的本构关系
岩石的本构关系描述了岩石受力后的应力-应变关系，是岩石力学研究的核心内容之一。根据岩石的本构关系，可以推导得到岩石的弹性模量、剪切模量等力学参数，这些参数对于岩石的工程应用至关重要。
2. 岩石的强度特性
岩石的强度特性是指岩石在受到外力作用时的抗压、抗拉、抗剪等力学性能。岩石的强度特性直接影响着岩石的工程应用能力，因此对于岩石的强度特性的研究至关重要。
3. 岩石的弹性模量
岩石的弹性模量是描述岩石在受力作用下的弹性变形特性的重要参数，它是岩石的抗压、抗拉等性能的基础。岩石的弹性模量是岩石力学研究的重要内容之一。
二、岩石的变形和破坏规律
1. 岩石的变形规律
岩石在受到外力作用时会发生变形，其变形规律主要表现为岩石的弹性变形和塑性变形。岩石的变形规律是岩石力学研究的重要内容之一。
2. 岩石的破坏规律
岩石在受到外力作用时会发生破坏，其破坏规律主要表现为岩石的压缩破坏、拉伸破坏、剪切破坏等。岩石的破坏规律是岩石力学研究的重要内容之一。
三、岩石力学的实际应用
1. 岩石工程设计
岩石力学的研究成果可以应用于岩石工程设计中，包括隧道工程、坝基工程、矿山工程等。岩石工程设计是岩石力学的重要应用领域之一。
2. 地质灾害防治
岩石力学的研究成果可以应用于地质灾害防治工程中，包括滑坡治理、岩体稳定性评价等。地质灾害防治是岩石力学的重要应用领域之一。
3. 岩石勘查 岩石力学的研究成果可以应用于岩石勘查工作中，包括岩石性质测试、岩体稳定性评价等。岩石勘查是岩石力学的重要应用领域之一。
总之，岩石力学是一门重要的土木工程岩土力学的分支学科，对于地下工程、矿山开采、地质灾害防治等方面具有重要的理论和实际意义。希望本文的内容能够为岩石力学的学习和研究提供一定的参考和帮助。
第五章结构面的变形与强度性质
第五章结构面的变形与强度性质
1、岩体稳定性分析和地下水渗流分析通常把岩体视为由岩块（结构体）与结构面组成的地质体。
2、岩体工程中的软弱夹层问题：
如黄河小浪底水库工程左坝肩的泥化夹层；
葛洲坝水利工程坝基的泥化夹层；
黑河水库左坝肩单薄山梁的断层引发的渗漏问题；
长江三峡自然坡中的软弱夹层等。
这些软弱结构面在不同程度上影响和控制着工程岩体的稳定性。因此，结构面变形与强度性质的研究，在工程实践中具十分重要的实际意义：
1）大量工程实践表明：在工程荷载（小于10Mpa）范围内，工程岩体的失稳破坏有相当一部分是沿软弱结构面破坏的。因此，结构面的强度性质的研究是评价岩体稳定性的关键。
2）在工程荷载作用，结构面及其充填物的变形是岩体变形的主要组成部分，控制着工程岩体的变形特性。
3）结构面是岩体中渗透水流的主要通道。
4）工程荷载作用下，岩体中的应力分布受结构面及其力学性质的影响。
第一节结构面的变形性质（特性）
结构面的变形包括法向变形和剪切变形两个方面。
一、结构面的法向变形
1．法向变形特征（Normal deformation）
设不含结构面岩块的变形为ΔV r，含结构面岩块的变形为ΔV t，那么结构面的法向闭合变形ΔV j为：
ΔV j=ΔV t－ΔV r
由结构面法向应力σn与变形的关系曲线可得如下特征：
1）σn↑，ΔV j↑↑，曲线呈上凹型； σn→σ0，σn－ΔV t变陡，与σn－ΔV r大致变形；
2）初始压缩阶段，ΔV t 主要由结构面闭合造成的；
3）试验研究表明，当c n σσ3
1=开始，含结构面岩块的变形由以结构面的闭合→岩块的弹性变
形；
4）σn －ΔV j 曲线的渐近线大致为：
ΔV j =V m
5）结构面的最大闭合量小于结构面的张开度（e ）。
含结构面的岩块和不含结构面的岩块在法向上加荷、卸荷后的应力—变形曲线，见教材P 76-77
岩石的强度理论与本构关系
朱浮声
(东北大学土木系,沈阳110006)
朱浮声,1948年6月生于黑龙江齐齐哈尔11976年毕业于东北大学,1983年获中国矿业大学工学硕士学位,1991年获东北大学博士学位11988年曾在
美国南伊利诺大学作访问学者,1993年在瑞典皇家工学院任客座教授1现
任东北大学土木工程系教授,辽宁省力学学会理事1主要研究方向为计算岩
土力学和岩土加固技术1在国内外学术刊物上发表论文50余篇,出版5锚喷加固设计方法6等学术专著2部,译著1部1
摘要 本文简要介绍了岩石强度理论和本构关系的发展和现状,讨论了它们不同的特点与适用条件1关键词 岩石,岩体,强度理论,本构关系
1 前 言
随着电子计算机的飞速发展和计算技术的逐步完善,对岩石强度理论和本构关系提出了更高
要求,以便更真实描述岩石和岩体力学特征,求解复杂的工程岩石力学问题1
由于岩石材料力学性质的某些相似性和其它历史原因,岩石强度理论和本构关系的早期研究曾大量引用了土力学成果,并提出了一些适用于岩土介质的强度理论和本构关系1随着岩石力学
的发展,人们认识到,岩石和岩体的物理力学性质不仅有别于其它非摩擦工程材料,而且,与土
或混凝土等摩擦材料也存在较明显差异1例如,岩石破坏包括脆性、延性及由脆性向延性转化等复杂类型;岩体的力学特性受控于岩块和不连续面的力学特性;岩石工程的稳定性通常受主要不
连续面控制等1因此,近年来又提出了适用于岩石、不连续面和岩体的强度理论或本构方程式1
本文旨在介绍这些理论研究的最新进展,并对已有岩土强度理论和本构关系的适用条件和局限性
加以简要评价1限于篇幅,本文仅涉及与时间无关的各向同性和等向强化模型1
2 岩土共用的强度理论和本构关系
211 弹 性
均质、各向同性或横观各向同性模型曾被广泛用于描述岩土力学特征,特别是峰值强度前的应力-应变关系,并得到了大量解析解和实用近似解1考虑到应力-应变曲线的明显非线性特性,
曾将非线性弹性理论与计算机技术相结合,提出了一批数值算法,并在60~70年代的岩土力学分
