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1、 岩石力学第一章1.岩石：是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体。2.岩体：是指在一定地质条件下，含有诸如利息，结里，断层，层理等不连续的结构面组成的现场岩石第二章1.岩石的物理性质指标：容重和密度，比重，孔隙率，吸水率和饱水率，抗冻性2.岩石的热学和电学性质：容热性，导热性，热膨胀性，导电性3.岩石的抗风化指标：抗冻性4.岩石与水有关的性质：渗透性，崩解性，膨胀性，软化性5.岩石结构面的类型：原生结构面，构造结构面，次生结构面原生结构面：就是指在成岩过程中形成的结构面构造结构面：指岩体受构造应力作用所产生的破裂面和破碎带。包括构造节理，层理，劈里以及层间错动面等次生结构面：指岩体
2、受卸荷作用，风化作用和地下水活动所参数的结构面，如卸荷裂隙，风化裂隙及次生夹泥，泥化夹层等结构面的自然特征：结构面的规模（.级），结构面的物质组成，结构面的结合状态和空间分布以及密集程度（结构面的困数单位体积的结构面数目）等6.岩石质量指标RQD：是根据修正的岩心采取率来决定的。 修正的岩心采取率：指将钻孔中直接获取的岩心总长度，在扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，在与钻孔总进尺之比。 引去规定计算岩心长度时，只计算大于100m坚硬和完整的岩心。 RQD是一种比岩心采取率更灵敏，更适合的指标。RQD只是一项分类的重要因素，而不是决定性因素。 岩石工程分类：按岩石强度分类：硬质岩，中等坚硬岩，软质岩
3、。 按完整岩块的强度等级分类：A B C D E 按完整岩块的模量比等级分类：H、ML 完整岩块的工程分类：AH、BH、CH等15第三章1.岩石的破坏形式及其特点脆性破坏：岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏；可能是由于岩石中裂隙的发生和发展的结果。延性破坏：岩石在破坏之前的变形很大，且没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形，流动或挤出。弱面剪切破坏：由于岩层中存在节理，裂隙，层理，软弱夹层等软弱结构面，岩层的整体性受到破坏。在荷载作用下，这些软弱结构面的剪应力大于该面上的强度时，岩体就发生沿着软弱面的剪切破坏。2.岩石的抗压强度：岩石试件在单轴压力下（无围压儿轴向加压力）抵抗破坏的
4、极限能力，或极限强度，它在数值上等于破坏时的最大压应力。试件及试件断面尺寸高度： 圆柱形试件：D=5cm或D=7cm，h=（2-2.5）D 立方柱状试件：采用5cm X 5cm 或7cm X 7cm，h=（2-2.5）A规定：对于圆柱形试件，沿试件各截面的直径误差应不大于0.3mm，两端面的不平行度最大不超过0.05mm。试验时以每秒0.5-0.8mPa的加荷，直至试件破坏。影响岩石的抗压强度的因素：（论述题） 岩石本身方面的因素：如矿物成分，结晶程度，颗粒大小，颗粒联结和胶结情况，密度，层理和裂隙的特性和方向，刚化程度和含水情况等等。 A.矿物成分：即使相同矿物组成的岩石，也受到颗粒大小，连
5、接胶结情况，生产条件的影响，他们的抗压强度也可相差很大。 B晶体程度和颗粒大小：一般而言，晶体岩石比非结晶岩石的强度高，细沙结晶的 岩石比粗粒结晶的岩石强度高。 C条件：在岩浆岩结构中，若其形成具有非结晶物质，则就要大大地降低岩石的强度。另 外埋藏在深部的岩石的强度比接近地表的岩石强度要高。（埋藏越深，岩石受压越大，孔隙率越小，岩石强度越高） D胶结情况：对沉积岩来说，胶结情况和胶结物对强度的影响大。 E风化作用：风化作用破坏了岩石的粒间连接和晶粒本身，使强度降低。 F密度：岩石的密度增加，抗压强度也随之增加。 G水的作用：水渗入岩石时，由于水分子的侵入从而削弱了颗粒间联系，使强度降低。实验方
6、法上的因素，如试件尺寸，尺寸相对比例，形状，试件加工情况和加荷速率等。a 试件形状和尺寸：一般而言，圆柱形试件的强度高于棱柱试件的强度，这是因为后者应力集中之故，根据研究，强度随着试件横断面增大而减小。b 加荷速率：加荷速率愈快，岩石的强度就愈大，这是因为快速加荷具有动力的特性之故。4RL=PT/A巴西劈裂法：测定抗拉强度。试件的形状用得最多的是圆柱体和立方体。试验时沿着圆柱体的直径方向施加集中荷载，试件受力后可能沿着受力方向的直径裂开。垂直向产生几何均匀的水平方向的拉应力：公式水平向直径平面内产生最大的压应力：公式圆柱体抗拉强度：立方体抗拉强度：5莫尔-库伦准则： （1）理论假设：材料内某一
7、点的破坏主要决定于于它的大应力和小主应力，即瑟给马1和瑟给马2，而与中间应力无关。 （2）每一莫尔应力圆都反映一种达到破坏极限的应力状态。这种应力圆称为极限应力圆。然后作出这一系列应力圆的包络线；叫做莫尔包络线。这根包络线代表材料的破坏条件或强度条件。(3)材料的破坏与否一方面与财力哦啊内的剪应力有关，同时与正应力也有很大的关系，因为正应力直接影响抗剪强度的大小。(4)根据莫尔强度理论，在判断材料内某点处于复杂盈利状态下是否破坏时，只要在 平面上作出该店的莫尔应力圆。如果所作应力圆在莫尔包络线以内，则通过该点任何面上的剪应力都是小于相应面上帝的抗剪强度 ，说明该点没有破坏，处于弹性状态如果所绘
8、应力圆刚好与包络线相切，则通过 点有一对平面上的剪应力刚好达到相应面上的抗剪强度，该点开始破坏，或称之为处于极限平衡状态或塑性平衡状态。如果所绘应力圆与包络线相割，则实质上它是不纯在的，因为当应力达到这一状态之前，该点就沿着一对平面破坏了。 库伦方程 由 令 则单轴抗压强度的公式：又令 则(5)岩石中水对强度的影响：岩石中由于孔隙水压力存在而使其强度降低第四章 岩石的变形：指岩石在向物理因素作用下形状和大小的变化。1.表示岩石变形特性的常数：泊松比 弹性模量E体积弹性模量K为了表征岩的总的变形（弹性变形和永久变形）有时还用变形模量E.和侧膨胀系数 。2.轴向应变： ；轴向应变： ;应力： 压缩
9、时弹性模量 ；泊松比 弹性模量的分类：A初始弹性模量 曲线在零荷载时的切线斜率B切线弹性模量 曲线在某点处的（一般抗压强度的50%）切线斜率C平向弹性模量 曲线中的近乎直线段的平均斜率D割线弹性模量 原点与 曲线上某点的连接直线的斜率（2）三轴压缩试验：侧压力为 ，轴向应力为 ，侧向应力 ，令 弹性模量 3（1）岩石应力-应变的一般关系 （a）对于较多岩石来说， 曲线具有近似直线的形式，并在直线的末端F点处发生突然破坏。 关系式为 （b）如果 关系不是直线，而是曲线，但 与 之间有着唯一的关系，即：由于 是曲线关系，因此这是没有唯一的模量，但对于相应于P点的任何的 值，都有一个切线模量和割线模
10、量 切线模量 割性模量 （c）加卸荷形成滞回环的弹性材料。卸载曲线上P点的切线PQ 的斜率就是相应于该应力的卸载模量（d） 弹性变形（能恢复）， 塑性变形（不能恢复） 加载曲线与卸载曲线形成的环，叫做塑性滞回环。 弹性模量E就是加载曲线直线段的斜率；而加载曲线直线段大致与卸载曲线的割线平行。因此，一般可将卸载曲线的割线的斜率作为弹性模量 C点以前称为峰前加载，C点以后称为峰后加载。1,2弹性阶段曲线，3弹塑性阶段曲线。四个区段研究表明：第一区段属于压密阶段，是由于细微裂缝受压闭合造成的，第二区段AB相应于弹性工作阶段，关系曲线为直线，第三区段BC为材料的塑性性状阶段，主要是由于平行于荷载轴的方
11、向内开始强烈的形成新的细微裂隙，B点事岩石以弹性转变为塑性的转折点，也就是所谓的屈服点，相应于该点的应力0称为屈服应力，第四个区段CD为材料的破坏阶段，C点的纵坐标表示单轴抗压强度Rc0（2）应力应变曲线的变型类型1弹性，类型2弹塑性，类型3塑弹性，类型4塑弹塑性 类型5弹塑弹性，类型6弹塑蠕变 4 岩石曲线的影响因素（论述题）（1）荷载速率：加荷速率越快，则测得的弹性模量越大，加荷速率越慢，弹性模量越小，峰值应力不显著，并且冲击荷载测得的弹性模量比用静荷载测得的腰高得多。（2）温度：在室温时表现为脆性的岩石，在较高的温度时间以产生大量永久变形，工程建筑中遇到的岩石温度变化甚小，一般可以不考虑
12、。（3）侧向压力：侧向压力_对于岩石的强度和变形都有很大的影响。a由于侧向压力_的存在，岩石在破坏时总的变形增加了，并且随着_的增大而增加，这也说明了岩石的塑性变形随着_的增加而表现得更加明显了。b当_增大到一定的范围时，岩石开始几乎符合理想塑性变形，若_再增大，岩石的变形特性变化不大。c在有_的情况下，岩石的变形与_的数值都有关，不论_或很大时，岩石的曲线起初都有一段近似的直线阶段，说明当_的数值在一定范围内岩石的变形总是符合线性弹性的，而当_的数值超出一定范围时，岩石的变形符合塑性变形的性质。（3）各向异性：由于岩石内有层理或者在某一方向内的节理特别发育，所以即使对于同一种岩石，他们的弹性
13、模量和泊松比也随着其方向的不同而异的。5现场变形试验方法：（1）静力法：1承压板法，通过刚性或者柔性承压板将荷载加加在岩面上，测定变形，2狭缝法，该法是根据椭圆孔受内水压力作用，产生应力与变形关系的原理建立起来的，试验时通过埋置在狭缝中的钢枕，对狭缝两侧的岩体施加压力，同时测量岩体的变形，从而算出岩体的变形特性。3环形加荷法，水压法，径向千斤顶法（奥地利法），钻孔膨胀计法。（2）动力法，动力法现场调试工作：1激发，2接收弹性波，3记测弹性波的传播时间，振幅和波形。6岩石的蠕变：指在应力_不变的情况下岩石的变形（或应变_）随着时间而增长阶段1：应变时间曲线向下弯曲，此阶段的蠕变称为初期蠕变或者暂时蠕变。阶段2：该阶段内，曲线斜率近似不变，此阶段内蠕变称为二次蠕变或者稳定蠕变。阶段3：称为加速蠕变或第三期蠕变。这种蠕变倒是迅速破坏。影响：蠕变与所加应力的大小有很大的关系，在低应力时，蠕变可以逐渐趋于稳定，材料部被破坏，在高应力时，蠕变加速，引起破坏。2蠕变模型（1）弹性模型：也称弹性单元，这种模型是线性弹性的，完全服从虎克定律，因此也称为虎克物质。此模型应力作用应变下应变瞬时发生且应变成正比例关系，_2粘性模型：也称 单元或牛顿物质，
