岩石力学复习材料.doc

[地下方向复习材料 绪论 岩石，岩块，岩体的概念 岩石：是构成地壳表层岩石圈的主体，是经历了漫长地质史的大自然产物，是天然矿物质晶体以及其它物质（如有机质等）集合体 岩块：自然地质体的小块岩石称为岩块。 岩体：岩体是指在一定地质条件下，含有诸如节理、层理、劈理、裂隙、断层等不连续结构面的复杂地质体。 2.了解岩石力学的形成史 3.岩石力学的定义，岩石力学学科的发展阶段 岩石力学：岩石力学是研究岩石的力学性状（behavior）的一门理论和应用的科学，它是固体力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科。 发展阶段：1）阶段(19世纪末~20世纪初) 2）经验理论阶段(20世纪初~20世纪30年代) 3）经典理论阶段(20世纪30年代~20世纪60年代) 4）现代发展阶段(20世纪60年代－现在) 4.理解岩石力学研究内容，掌握力学研究方法 岩石力学研究内容 (1) 岩石、岩体的地质特征 (2) 岩石的物理、水理与热力学性质 (3) 岩石的基本力学性质 ?(4) 结构面力学性质 (5) 岩体力学性质 (6) 原岩应力分布规律及其测量理论与方法 (7) 工程岩体的稳定性 (8) 岩石工程稳定性维护技术 (9) 新技术、新方法和新理论在岩石力学中的应用 (10) 工程岩体的模型、模拟试验及原位监测技术 岩石力学的研究方法 (1) 工程地质研究方法 (2) 科学实验方法（科学实验是岩石力学发展的基础法 （3）数学力学分析方法 (4) 整体综合分析方法 第一章 岩石组构及其物理性质 1.岩石分类： 岩浆岩：壳深处的岩浆在地下或喷出地表后结晶、固化而形成的岩石。 沉积岩：地表物质或者岩石风化或溶解的产物，经过搬运、沉积并在不同固结作用下形成的岩石。 变质岩：原有的岩石受到高温或高压作用，重新结晶或结合形成的新矿物结合体。 理解岩石的本质特性 非均质性：指岩石力学性质随空间位置不同而异的特性 非连续性 各向异性：指岩石力学性质随空间方位不同而异的特性 3.岩石的物理性质 1）质量性质：密度，容重 密度：单位体积岩石的质量 容重：单位体积的掩饰的重力 2）孔隙性质：孔隙率，孔隙比 孔隙率：岩石试件内空隙的体积占试件总体积的百分比 孔隙比：岩石试件空隙内的体积与岩石试件固体矿物颗粒的体积之比 3）水理性质：含水量，吸水率，饱水率，渗透性，软化性，膨胀性 含水量：岩石孔隙中含水量(WW)与岩石烘干重量(Ws)比值的百分率 吸水率：干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石烘干重量之比 饱水率：指在高压（150个大气压）或真空条件下，岩石吸水的重量WＷ2与岩石干重量Ws之比 吸水率：干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下自由吸入水的重量与岩石烘干重量之比 渗透性：有压水可以透过岩石的空隙，裂隙而流动，岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性 软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质 膨胀性：岩石浸水后体积增大的性质 4）抗冻性质：抗冻系数 抗冻系数：岩样在+25C。的温度区间内，反复降温，冻结，升温，融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度之比 4.理解概念，并掌握每种物理性质指标的计算方法 1）质量性质：密度，重度 2）孔隙性质：孔隙率，孔隙比 3）水理性质：含水量，吸水率，饱水率，渗透性，软化性，膨胀性 4）抗冻性质：抗冻系数 第二章 岩石的变形与强度 1.抗压强度 1）单轴抗压强度影响因素：矿物成分、结晶程度、颗粒大小及胶结情况、风化程度、含水情况和周围环境（温度、湿度）层理和裂隙的特性和方向等； 2）双轴抗压强度影响因素： 3）三轴抗压强度： 定义：指在三向压缩荷载作用下岩石所能承受的最大压应力。 影响因素： 侧压力的影响 加载途径对岩石三向压缩强度影响 孔隙水压力对岩石三向压缩强度的影响 2.理解抗压强度的各种因素 1）岩石本身属性的影响 弹性力学：连续，均值，各向同性 岩石本质属性：非连续性，非均质性，各向异性 2）岩石本身的影响 结晶程度，颗粒大小，胶结情况，矿物成分，块体密度，生成条件，风化作用，水的作用 3）试验方法： 形状效应，尺寸效应，端面摩擦 4）外界条件的影响，加载速率，温度（高温，低温），应力状态（假三轴，真三轴） 3.理解掌握抗剪强度 系数的测试方法（3种：直剪试验，角模压剪，三轴试验） 4.掌握岩石的破坏模式，以及各种岩石强度准则：莫尔，莫尔-库伦，格里菲斯 莫尔： 基本思想：建立在试验数据的统计分析基础上的。岩石在不同的正应力和剪应力组合下，使其丧失承载力 假设：岩石的强度与中间主应力无关，岩石