[岩体力学考试.docxVIP

绪论岩体力学的研究方法工程地质研究方法：目的是研究岩块和岩体的地质与结构特征，为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。试验法：科学试验是岩体力学研究中一种非常重要的方法，是岩体力学发展的基础。数学力学分析法：数学力学分析是岩体力学研究中的一个重要环节。它是通过建立岩体力学模型和利用适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下的变形与稳定性，为工程设计和施工提供定量依据。综合分析法:这是岩体力学研究中极其重要的一套工作方法，采用多种方法，考虑各种因素（包括工程的、地质的及施工的等）进行综合分析和综合评价。第一章岩石：具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。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。岩体：位于一定地质环境中，在各种宏观地质界面（断层、节理、破坏带等）分割下形成的有一定结构的地质体岩体与岩块的本质区别：（1）岩体中存在有各种各样的结构面。（2）不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。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、厚度相对较小的宏观地质界面或带。“不连续面（discontinuities）或节理（joint）”结构面的成因类型：（1）地质成因类型原生结构面: 岩体在成岩过程中形成的。（包括沉积结构面如层理面、软弱夹层、沉积间断面和不整合面；岩浆结构面；变质结构面）构造结构面：这类结构面试岩体形成之后再构造应力作用下形成的各种破裂面。（断层、节理、劈理和层间错动面等。）次生结构面：这类结构面是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面。（如卸荷、风化裂隙和次生夹泥和泥化夹层等。）（2）力学成因类型剪性结构面：剪应力引起，如逆断层、平移断层以及多数正断层。（特征：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。）张性结构面：拉应力引起。如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面、岩浆岩中的冷凝节理等。（特征：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起伏度大及破碎带较宽等特征。其构造岩多为角砾岩，易被充填。含水丰富，导水性强。）结构面的规模及分级：P14 结构面的特征（产状、连续性、密度、张开度、形态、结构面的组合关系）：P15-P19岩体结构控制论：大量实践与试验研究表明，岩体的应力传播、变形破坏以及岩体力学介质属性无不受控于岩体结构。岩体结构对于工程岩体的控制作用主要表现在三方面，即岩体的应力传播特征、岩体的变形与破坏特征及工程岩体的稳定性。详细见P22-P24结构面采样：按照一定规则对结构面进行系统测量结构面的采样方法：结构面采样方法较多，目前以测线法应用最为广泛半迹长：结构面迹线与测线的交点到迹线端点的距离。删节半迹长：在测线适当距离布置一条与测线平行的删节线，测线到删节线之间的距离称为删节长度，结构面迹线处于测线与删节线之间的长度第二章岩石的水理性质：指的是岩石在水溶液作用下表现出来的性质，主要有吸水性、软化性、抗冻性、透水性、膨胀性和崩解性等。（1）岩石的吸水性：指的是岩石在一定条件下吸收水分的能力，常用吸水率、饱和吸水率与饱水系数等指标表示。（2）岩石的软化性：指的是岩石浸水饱和后强度降低的性质，用软化系数Kr表示。软化系数（KR）：是岩石饱水状态的抗压强度σcw与岩石干燥状态的抗压强度之σc比值。岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性。（3）岩石的透水性：指的是在一定水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质。（4）岩石的膨胀性：指的是岩石浸水后体积增大的性质。（5）岩石的抗冻性：指的是岩石抵抗冻融破坏的能力。常用抗冻系数和质量损失率来表示。（6）岩石的崩解性：是指岩石与水相互作用时失去粘结性，并变成完全丧失强度的松散物质的性质。岩体的变形性质：扩容：在岩石的单轴压缩试验中，当压力达到一定程度以后，岩石中的破裂（裂纹）继续发生和扩展，岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程。变形阶段与特征应力值：o-a段：上凹，体积压缩，孔隙裂隙压密阶段；a-b段：直线，σb比例极限，弹性变形阶段；b-c段：膨胀，σc屈服极限，微破裂稳定发展阶段；c-d段：σd峰值强度（单轴抗压强度），非稳定破裂阶段或累进行性破裂阶段；d点以后阶段：残余强度，破坏后阶段。峰值前区六种类型岩块的应力应变曲线Ⅰ：近似直线型（坚硬、极坚硬岩石）：如玄武岩、石英岩等；Ⅱ：下凹型（较坚硬、少裂隙岩石）：如石灰岩、砂砾岩；Ⅲ：上凹型（坚硬有裂隙发育）：如花岗岩、砂岩；Ⅳ：陡“S”型（坚硬变质岩）：如大理岩、片麻岩；Ⅴ：缓“S”型（压缩性较高的岩石）：如片岩；Ⅵ：下凹型（极软岩）。变形模量（modulus of deformation）：指单轴压缩条件下，轴向压力与轴向应变之比。弹性模量：E =σ /εe变形模量：E p =σ /（εp +εe）初始模量