岩体力学考试专用复习资料.doc

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环境中的地质体。 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。 结构面的成因类型：（一）地质成因类型：1、原生结构面 2、构造结构面 3、次生结构面；（二）力学成因类型：1、张性结构面 2、剪性结构面 岩石的吸水性指标： 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mw1与岩样干质量ms之比。 饱和吸水率：是指岩石试件在高压（一般压力为15MP）或真空条件下吸入水的质量mw2与岩样干质量ms之比。 饱水系数：岩石的吸水率Wa与饱和吸水率Wp之比。 岩石的软化性指标： 软化系数（KR）：岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。 软化系数是评价岩石力学性质的重要指标。 当软化系数KR＞0.75时，软化性弱，抗冻性和抗风化能力强；当软化系数KR＜0.75时，软化性较强，工程地质性质差。 岩石的抗冻性指标： 抗冻系数（Rd）：是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度与冻融前干抗压强度之比。 质量损失率（Km）：是指冻融试验前、后干质量只差（ms2-ms1）与试验前干质量ms1之比。 岩石单轴抗压强度，实验方法：（1）抗压实验——完整 （2）点荷载实验——分散 岩石的三轴压缩强度 单轴抗拉强度：岩块试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。 岩石单轴抗拉强度的确定：岩块的抗拉强度是通过室内试验测定的，其方法包括直接拉伸法和间接法两种。在间接法中，又有劈裂法、抗弯法及点载荷法等。其中以劈裂法和点载荷法最常用。 剪切强度： 抗剪断强度：是指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。 抗切强度：是指试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。 摩擦强度：是指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏是的最大剪应力。 结构面的变形与强度性质： 法向刚度：在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力，数值上等于σn-Vｊ(u曲线上任一点的切线斜率。 ① ② ③（剪断凸起条件） 图：1、 2、 3、 测算岩体的变形试验：1、承压板法 2、钻孔变形法 3、狭缝法 岩体的剪切强度：1、抗剪断强度 2、抗剪强度 3、抗切强度 RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。 RMR分类：1、根据各类参数的实测资料，按岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水条件评分。2、将给类参数的评分值相加得岩体质量总分RMR值，并依节理方位对岩体稳定是否有利作适当的修正。3、用修正后的岩体质量总分RMR值，查得岩体类别及相应的不支护地下开挖的自稳时间和岩体强度指标（C、Ф）。 BQ法分类： 1、按岩体的基本质量指标BQ=90+3σcw +250 Kv 进行初步分级。 当σcw＞90 Kv30时，以σcw＝90Kv＋30和KvBQ值； 当Kv＞0.04σcw＋0.4Kv＝0.04σcw＋0.4和σcwBQ值。 σcw为岩块饱和单轴抗压强度 Kv为岩体的完整性系数 针对各类工程岩体的特点，考虑其他影响因素对BQ进行修正 ［BQ］＝BQ－100(K1＋K2＋K3) K1-地下水影响修正系数； K2-主要软弱面产状影响修正系数； K3-天然应力影响修正系数。 按修正后的［BQ］进行详细分级 天然应力：人类工程活动之前存在于岩体中的应力 重分布应力：人类在岩体表面或岩体中进行工程活动的结果，必将引起一定范围内岩体中天然应力的改变。岩体中这种由于工程活动改变后的应力。 岩体中天然应力分布的规律： 地壳中主应力一压应力为主，方向基本上是垂直和水平的 天然应力场是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，是时间和空间的函数 垂直天然应力随深度呈线性增长 水平天然应力分布比较复杂 天然水平应力与垂直应力的比值——天然应力比值系数 一个相当大的区域内，最大主应力方向是相对稳定的 区域构造场常常决定局部点的主应力 天然应力状态——三维应力状态 岩体天然应力测量：1、应力恢复法 2、套心法 3、水压致裂法 岩石的强度理论： 1、库伦强度准则： （1）式子：剪切式 三向应力式 单向应力式 （2）应用：①判断岩石在某一应力状态下是否破坏（用应力圆）②预测破坏面的方向 ③进行岩石强度计算