岩体力学复习重点资料.doc

第一章绪论 岩体复杂性表现在以下几个方面： （1）不连续性 （2）非均质性 （3）各向异性 （4）岩体中存在不同于自重应力场的天然应力场 （5）岩体赋存于一定地质环境之中，岩体中的水、温度、应力场，对岩体性质有较大的影响。 第二章：岩石和岩体的地质特征 岩石：矿物，岩屑的集合体。是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体。 结构面：是指地质发展过程中，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。 岩体：指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。 岩石风化指标：定性指标：颜色，矿物蚀变程度，破碎程度及开挖锤击技术特征等。定量指标：风化孔隙率指标和波速指标等。 风化系数; 结构面规模： Ⅰ级指大断层或区域性断层，一般延伸约数公里至数十公里以上，破碎带宽约数米至数十米乃至几百米以上。 Ⅱ级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，百米至千米单位。 （3）Ⅲ级指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。 （4）Ⅳ级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。(数十厘米-米) （5）Ⅴ级又称微结构面。常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。 结构面线密度和间距：v1、线密度(Kd)是指结构面法线方向单位测线长度 上交切结构面的条数(条／m)。 v2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。 RQD:岩体质量指标RQD：是长度大于10cm的岩心累计长度与回次进尺的比值。 RQD与方向有关，按地质分层计算RQD值大于20厘米为长柱状；10—20厘米为短柱状；小于1厘米为扁柱状；大于5厘米为块状；2---5厘米为碎块状；小于2厘米为碎屑状、粉末状。 岩体5种结构类型：1.整体状结构 2.块状结构 3.层状结构 4.碎裂状结构 5.散体状结构 岩体工程分类的目的：通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题，为工程设计，支护衬砌，建筑物选型和施工方法选择提供参数和依据。 岩体完整性系数Kv： ：岩石的物理水理热血性质 岩石的空隙性:一般来说，空隙率愈大，岩块的强度愈小、塑性变形和渗透性愈大，反之强度愈大，塑性变形和渗透性愈小。岩石的空隙性指标一般不能实测，只能通过 密度与吸水性等指标换算求得。 饱水系数:岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。 软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值 岩块的变形与强度性质 刚度指某种构件或结构抵抗变形的能力，即引起单位变形时所需要的应力。一般是针对构件或结构而言的。它的大小不仅与材料本身的性质有关，而且与构件或结构的截面和形状有关。 单轴压缩条件下的岩块变形全过程曲线： 1、变形阶段 ?空隙压密阶段(OA) ?弹性变形阶段(AB) B点:弹性极限?微破裂稳定发展阶段(BC) C点:屈服强度?非稳定破裂发展阶段(CD)（累进性破裂阶段） D点:峰值强度（单轴抗压强度） ?破坏后阶段(DE)宏观断裂面、沿断裂面滑移、残余强度 变形模量是指单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比。具有各向异性当垂直于层理、片理等微结构面方向加荷时，变形模量最小，而平行微结构面加荷时，其变形模量最大。两者的比值，沉积岩一般为1.08～2.05；变质岩为2.0左右。 三轴压缩成果：①不同围压σ3下的三轴压缩强度σ1m。②强度包络线及剪切强度参数c，φ值。③应力差(σ1-σ3)-轴向应变(ε)曲线和变形模量。 围压对变形破坏的影响 1、岩石破坏前应变随s3增大而增大 2、岩石的峰值强度随s3增大而增大 3、随s3增大岩石变形模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显 4、随s3增大，岩石的塑性不断增大，随s3增大到一定值时，岩石由弹脆性转变为塑性。这时，s3的大小称为“转化压力” 。 5、随s3的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性剪切及塑性流动破坏方式过渡。 流变在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变 化的现象叫流变，主要包括蠕变、松弛和弹性后效。 蠕变(creep)是指岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐 渐增大的性质。 1.蠕变曲线特征（三个阶段） AB段-初始蠕变阶段 BC段-等速蠕变阶段 CD段-加速蠕变阶段 Maxwall 模型：模拟软硬相间岩体，垂直层面加载 Kelvin 模型：模拟软硬相间岩体，平行层面加载 点荷载试验是将试件放在点荷载仪中的球面压头间，加压至试件破坏，利用破坏荷载求 岩块的点荷载强度。 岩石的破坏判