《岩石力学教案》课件.pptVIP

*******************《岩石力学》课程教案本课程教案旨在为学生提供深入的岩石力学知识和技能，涵盖岩石的物理性质、力学行为、工程应用等方面。课程内容概述岩石力学基础涵盖岩石的物理性质、应力应变分析、强度理论等。工程应用包括开挖稳定性分析、边坡稳定性、地下洞室稳定性分析等。岩体力学实验介绍岩石力学参数的测定方法和实验技术，如三轴压缩试验、直接剪切试验等。数值模拟应用有限元、边界元等数值方法对岩体进行模拟分析，预测工程行为。研究对象与方法研究对象岩石力学主要研究岩石的力学性质，以及岩石在各种荷载作用下的变形和破坏规律。研究对象包括地表和地下各种工程岩体，例如隧道、桥梁、矿山、水库等工程建设中的岩体。研究方法岩石力学研究采用实验、理论分析和数值模拟等方法。实验方法包括岩石力学参数测试、岩石力学模型试验和现场原位测试等。岩石的基本性质矿物成分岩石由多种矿物组成，例如石英、长石、云母等。这些矿物的性质决定了岩石的物理和力学性质。结构构造岩石的结构是指矿物颗粒的大小、形状和排列方式，构造是指岩石的整体结构特征，如层理、节理等。颜色和光泽岩石的颜色和光泽与其矿物成分和结构有关。例如，花岗岩通常呈灰色或粉红色，而玄武岩通常呈黑色。应力与应变基础应力的概念岩石受到外力作用时，内部各质点之间产生相互作用力，这种内力在岩石截面上分布的平均值称为应力。应变的概念岩石在外力作用下，其形状和体积发生改变，这种形变称为应变。应变反映了岩石在受力后的变形程度。应力应变关系应力与应变之间存在密切的关系，这种关系可以用应力-应变曲线来描述，曲线反映了岩石的力学性质。应力状态岩石内部的应力状态可以是单向应力、双向应力或三向应力，不同应力状态会导致岩石不同的力学行为。弹性力学理论1应力应变关系描述岩石在弹性范围内应力和应变之间的关系2胡克定律阐述应力与应变呈线性关系，适用于弹性变形范围3泊松比描述岩石在受压时体积变化与形状变化之间的关系4弹性模量反映岩石抵抗弹性变形的能力弹性力学理论是岩石力学的重要基础理论。通过研究岩石的弹性性质，可以理解岩石在受力时的变形规律，并为分析岩体稳定性、设计工程结构提供理论依据。塑性力学理论塑性变形岩石在荷载作用下，发生不可恢复的永久变形，称为塑性变形。屈服准则岩石开始发生塑性变形时的应力状态，称为屈服状态。描述屈服状态的方程称为屈服准则。流动法则描述岩石在屈服后继续发生塑性变形时应力应变关系的规律，称为流动法则。硬化规律岩石在塑性变形过程中，其屈服强度随着塑性变形量的增加而发生变化，称为硬化规律。岩石的强度理论11.极限强度理论岩石达到破坏时的最大应力，通常通过单轴压缩试验或拉伸试验测定。22.屈服强度理论岩石从弹性状态过渡到塑性状态的应力值，反映岩石抵抗永久变形的能力。33.破坏准则预测岩石在复杂应力状态下发生破坏的条件，例如摩尔-库仑准则和霍克-布朗准则。44.影响因素岩石的强度受多种因素影响，包括矿物成分、结构、孔隙度、水含量和温度。脆性破坏判据莫尔-库仑准则适用于脆性岩石，考虑了岩石的抗拉强度和抗剪强度。格里菲斯准则基于岩石内部微裂纹扩展的理论，适用于具有微裂纹的岩石。霍克-布朗准则考虑了岩石的拉伸强度、剪切强度和中间主应力，适用于各种岩石。塑性失效准则11.屈服准则描述岩石在受力达到一定程度后，开始发生塑性变形时的临界状态。22.极限应力准则岩石在受力达到一定程度后，其强度极限达到极限值，导致岩石破坏时的临界状态。33.能量准则根据岩石的应变能、塑性变形能等能量指标，确定岩石发生塑性破坏时的临界状态。44.损伤准则考虑岩石内部微裂纹、孔隙等损伤因素，描述岩石在受力过程中损伤积累到一定程度后，发生塑性破坏时的临界状态。地应力分布与计算地应力是岩石体内部的应力状态，是岩体力学研究的重要内容。地应力的分布规律受到地质构造、岩性、地貌等因素的影响。地应力计算方法包括现场实测、数值模拟和理论分析。常用的地应力实测方法包括水压致裂法、声发射法、应力解除法等。地应力计算方法可以帮助我们了解地应力的分布规律和大小，为岩体工程设计和施工提供依据。岩体力学模型岩体力学模型是研究岩石力学问题的重要工具。通过建立岩石力学模型，可以更好地理解岩石的力学行为，预测岩体在各种荷载作用下的响应，并指导工程设计和施工。常用的岩体力学模型包括弹性模型、塑性模型、损伤模型、断裂模型等。这些模型可以描述岩石在不同应力状态下的力学特性，例如弹性变形、塑性变形、损伤演化、裂缝扩展等。岩体力学参数测定岩体力