岩石力學課件

2023-01-20 06:30:04 字數 5084 閱讀 1273

第一章岩石的物理力學性質

1, 岩體:位於一定地質環境中,在各種巨集觀地質介面(斷層、節理、破碎帶等)分割下形成的有一定結構的地質體。由結構面與結構體組成的地質體。

2, 岩石:是經過地質作用而天然形成的一種或多種礦物的集合體。具有一定結構構造的礦物(含結晶和非結晶)集合體。

3, 岩體(石)力學:是力學的乙個分支學科,是研究巖(體)石在各種力場作用下變形與破壞規律的理論及其實際應用的一門基礎學科。

4, 結構面:指在地質歷史發展過程中,岩體內形成的具有一定延伸方向和長度,厚度相對較小的巨集觀地質介面或帶。

5, 岩石質量指標(rqd):是指大於10cm的岩心累計長度與鑽孔進尺長度之比的百分數。

6, 空隙指數:指在0.1mpa壓力條件下,乾燥岩石吸入水的重量與岩石幹重量的比值。

7, 軟化性:是指岩石浸水飽和後強度降低的性質。

8, 軟化係數:是指岩石試件的飽水狀態的抗壓強度與自然風乾狀態抗壓強度的比值。

9, 膨脹性:是指岩石浸水後體積增大的性質。

10, 岩石的比重:是岩石固體部分的重量和4℃時同體積純水重量的比值。

11, 岩石的容重:岩石單位體積(包括岩石內孔隙體積)的重量。表示為r=w/v

12, 岩石的飽和吸水率(飽水率):是岩石在強制狀態(高壓或真空,煮沸)下,岩石吸水的質量與巖樣烘乾質量的比值。

13, 岩石的抗凍係數:是指巖樣在±25℃的溫度區間內,反覆降溫、凍結、公升溫、溶解,其抗壓強度有所下降,巖樣抗壓強度的下降值與凍融前的抗壓強度的比值。

14, 岩石的單軸抗壓強度:岩石在單軸壓縮荷載作用下達到破壞前所能承受的最大壓應力。

15, 岩石的三軸抗壓強度:岩石在三向壓縮荷載作用下,達到破壞時所能承受的最大壓應力。

16, 岩石的抗拉強度:岩石在單軸拉伸荷載作用下,達到破壞時所能承受的最大拉應力。

17, 岩石的抗剪下強度:岩石在剪下荷載作用下達到破壞前所能承受的最大剪應力。

18, 形狀效應:在岩石試驗中,由於岩石試件形狀的不同,得到的岩石強度指標也就有所差異,這種由於形狀的不同而影響其強度的現象。

19, 尺寸效應:岩石試件的尺寸愈大,則強度愈低,反之愈高。

20, 延性度:指岩石在達到破壞前的全應變或永久應變的性質。

21, 流變性:指在外界條件不變時,岩石應變或應力隨時間而變化的性質。

22, 蠕變:是指應力不變的情況下,岩石的變形隨時間不斷增長的現象。

23, 應力鬆弛:是指當應變不變時,岩石的應變隨時間增加不斷減小的現象。

24, 彈性後效:是指在加荷或卸荷條件下,彈性應變滯後於應力的現象。

25, 峰值強度:若岩石應變力—應變曲線上出現峰值,峰值最高點的應力稱為峰值強度。

26, 長期強度:指長期荷載(應變速率小於10—6/s)作用下岩石的強度。

27, 岩石擴容:在岩石的單軸壓縮試驗中,當壓力達到一定程度以後,岩石中的破裂或微裂紋繼續發生和擴充套件,岩石的體積應變增量由壓縮轉為膨脹的力學過程。

28, 應變硬化:在屈服點以後(在塑性變形區),岩石(材料)的應力—應變曲線呈上公升曲線,如要使之繼續變形,1需要相應地增加應力的現象。

29, 疲勞破壞:在迴圈荷載作用下,岩石會在比峰值應力低得應力水平下破壞的現象。

30, 疲勞強度:是使岩石(材料)發生疲勞破壞時迴圈荷載的應力水平的大小(非定值)。

31, 速率效應:是指在岩石試驗中由於載入速率的不同而引起的岩石強度的變化的現象。

32, 延性流動:是指應力增大到一定程度後,應力增大很小或保持不變時,應變持續不斷增長而不出現破裂,也即是有屈服而無破裂的延性流動。

33, 脆性破壞:是指岩石在破壞前變形很小,出現急劇而迅速地破壞,且破壞後應力將很大。

34, 延性破壞:是指岩石在破壞前發生了較大的永久塑性變形,並且破壞後應力將很大。

35, 強度準則:表示岩石破壞時應力狀態和岩石強度引數之間的關係,一般可以表示為極限應力狀態下的主應力間的關係方程,

36, 彈性:物體在受外力(荷載)作用的瞬間即產生全部變形,而除去外力(解除安裝)後又能立即恢復其原有形狀和尺寸的性質。

37, 塑性:物體受力後產生變形,在外力解除安裝後變形不能完全恢復的性質。

38, 粘性:物體受力後變形不能在瞬時完成,且應變速率隨應力增加而增加的性質。

39, 泊松比:岩石受到單向壓縮荷載時,試件在軸向縮短的同時產生橫向膨脹,其橫向應變與軸向應變的比值。

40, 岩石的各向異性:岩石的全部或部分物理、力學性質隨方向不同而表現出差異的現象。

41, 極端各向異性體:在物體內的任一點沿任何兩個不同方向的彈性性質都互不相同。

42, 極端各項異性體的特點(關係):在任何乙個應力分量都會引起六個應變分量,也就是說正應力不僅能引起線應變也能引起剪應變。剪應力不僅能引起剪應變,也能引起線應變。

43, 正交各向異性體:如果在彈性體中存在著三個互相正交的彈性對稱面,在各個面兩邊的對稱方向上,彈性相同,但在這個彈性主向上彈性並不相同,這種物體稱正交各向異性體。

44, 在單向壓縮載荷條件下,岩石的應力—應變曲線可分為哪四個階段?

答:①、孔隙裂隙壓密階段;②、彈性變形至微彈性裂隙穩定發展階段;③、非穩定破裂發展階段;④、破裂後階段。

45, 岩石在反覆凍融後其強度降低的主要原因是?

答:①構成岩石的各種礦物的膨脹係數不同,當溫度變化時,由於礦物的脹,縮不均而導致岩石結構結的破壞。

②當溫度降到0℃以下時,岩石孔隙中的水將結冰,其體積增大約9%,會產生很大的膨脹壓力,試岩石的結構發生改變,直至破壞。

第二章岩體的力學性質及分類

1, 結構面:①是指在地質歷史發展過程中岩體內形成的具有一定的延伸方向和長度,厚度相對較小的巨集觀地質介面或帶。②又稱弱面或地質介面,是指存在於岩體內部的各種地質介面,包括物質分異面和不連續面,如假整合、不整合、褶皺、斷層、層面、節理和片理等。

2, 結構體:結構麵依其本身的產狀,彼此組合將岩體切割成形態不

一、大小不等以及成分各異的岩石塊體,被各種結構面切割而成的岩石塊體稱為結構體。

3, 原生結構面:在成岩階段形成的結構面,根據岩石成因的不同,可分為沉積結構面,火成結構面和變質結構面。

4, 構造結構面:指在構造運動作用下形成的各種結構面(劈理、節理、斷層面)。

5, 次生結構面:是指在地表條件下由於外力(風力、地下水、爆破)等的作用而形成的各種介面。如卸荷裂隙、爆破裂隙、風化裂隙、風化夾層及泥化夾層等。

6, 結構面頻率:即裂隙度,是指岩體中單位長度直線所穿過的結構面數目。

7, 結構效應:是指岩體中結構面的方向、性質、密度和組合方式對岩體變形的影響。

8, 剪脹角:岩體結構面在剪下變形過程中所發生的法向位移與切向位移、之比的反正切值。

9, 節理化岩體:是指被各種節理、裂隙切割呈碎裂結構的岩體。

10, 結構面產狀的強度效應:指結構面有作用力之間的方位關係對岩體強度所產生的影響。

11, 結構面密度的強度效應:指結構面發育程度(數量)對岩體強度所產生的影響。

12, 岩體完整性指標:是指岩體彈性縱波與岩石彈性縱波之比的平方。

13, 岩體基本質量:岩體所固有的、影響工程岩體穩定性的最基本屬性,岩體基本質量由岩石堅硬程度和岩體完整程度決定。

14, 自穩能力:在不支護的條件下,地下工程岩體不產生任何形式破壞的能力。

15, 體積節理數:指單位岩體體積內的節理(結構面)數目。

16, 岩石完整性(龜裂)係數:節理、裂隙等結構面是影響岩體的主要因素,其分布情況可通過彈性波傳播來查明,彈性波穿過岩體時遇到裂隙便發生繞射或被吸收,傳播速度將有所降低,裂隙越多,波速降低越大。因此根據彈性波在岩石試塊和岩體中的傳播速度比,可判斷岩體中裂隙的發育程度,稱此比值的的平方為。

17, 結構面的力學性質主要包括:①法向變形;②剪下變形;③抗剪強度。

18, 岩體的滲透係數張量場:是指岩體空間上下不同點或不同小區域上平均滲透係數張量的集合。

19, 岩石的滲透性:是指岩體容許透過流體(氣體和液體)的能力,其定理指標可用滲透率、滲透係數、滲透張量率和滲透係數張量描述。

20, 岩石的滲透率:是表徵岩體介質特徵的函式,它描述了岩體介質的一種平均性質,表示岩體介質傳導流體的能力。

21, 岩石的滲透係數:也稱為水力傳導係數,是岩體介質特徵和流體特性的函式。它描述了岩體介質和流體的一種平均性質。

22, 岩體的水力學性質:是指岩體的滲透特性及在滲流作用下所表現出得力學性質。

23, 岩體裂隙度和切割度:裂隙度是指沿取樣線方向單位長度上的節理數量,切割度是指岩體被節理割裂分離的程度。

24, 原岩應力:是存在於地層中的未受工程擾動的天然應力,也稱岩體初始應力,絕對應力。

25, 地應力:自然狀態下在原岩體中存在的由於岩石自重和構造應力形成的分布應力稱地應力也稱岩體天然應力。

1, 岩石長期強度:當荷載達到岩石瞬時強度(是指岩石單軸抗壓強度)時,岩石發生破壞。在岩石承受荷載低於其瞬時強度的情況下,如持續作用較長時間,由於流變作用,岩石也可能發生破壞。

因此,岩石的強度是隨外載作用時間的延長而降低,通常把作用時間t→∞的強度(最低值s∞稱之為岩石的長期強度。

第一章1 岩石的造岩礦物有哪些?p13

答:有正長石,斜長石,石英,黑雲母,白雲母,角閃石,輝石,橄欖石,方解石,白雲石,

高嶺石,赤鐵礦等

2岩石的結構連線型別有結晶連線,膠結連線。p15

3何謂岩石的微結構面?主要是指那些?p13

岩石中的微結構面,是指存在於礦物顆粒內部或礦物顆粒及礦物集合體之間微小的弱面及空隙。包括礦物解理,晶格缺陷,晶粒邊界,粒間空隙,微裂隙等。

4 岩石按地質成因分類,分三類,有岩漿巖,沉積岩,變質岩。p17

岩漿巖:岩漿不斷向地殼壓力低的地方移動,以致衝破地殼深部的岩層,沿著地縫上公升,上公升到一定的高度,溫度、壓力都發生降低,當岩漿的內部壓力小於上部岩層壓力時,迫使岩漿停留,凝成岩漿巖。

水成巖:也叫沉積岩,是由風化剝蝕作用或火山作用形成的物質,在原地或被外力搬運,在適當的條件下沉積下來,經膠結和成岩作用而形成的,其礦物成分主要是粘土礦物,碳酸鹽和殘餘的石英長石等,句層理結構,岩性一般喲明顯的各項異性,按形成條件及結構特點,沉積岩分為:火山碎屑岩,粘土巖,化學巖和生物化學巖

變質岩:是在已有岩石的基礎上,經過變質混合作用後形成的,溫度和壓力的不同,生成比不同的變質岩。

5岩石物理性質的主要指標及其表達方式是什麼?p24-29

有容重,比重,孔隙率,含水率吸水率,滲透係數,抗凍係數。

重點是:比重、容重、吸水率、透水性的公式看看。

岩石在一定的條件下吸收水分的效能稱為岩石的吸水性,含水率=岩石中水的質量與岩石烘乾質量的比值。

岩石力學考試

選擇題1 在工程實踐中,洞室圍岩穩定性主要取決於 b a 岩石強度 b 岩體強度 c 結構體強度 d 結構面強度 計算題7.1解釋岩體原始應力 二次應力 圍岩壓力。7.2某直牆型隧道處於 類圍岩,浄寬5.5m,浄高7.4m,圍岩容重 r 20適用鐵路隧道計算方法確定圍岩壓力。7.3一直牆型隧道建於軟...

《岩石力學》複習

1.1 簡述岩石與岩體的區別與聯絡。答 岩石是由礦物或岩屑在地質作用下按一定的規律聚集而形成的自然物體,力學性質可在實驗室測得 岩體是指由背諸如節理 裂隙 層理和斷層等地質結構面切割的岩塊組成的集合體,力學性質一般在野外現場進行測定,因此更接近岩體的實際情況,反映岩體的實際強度。1.2 岩體的力學特...

岩石力學知識要點

第一章1 岩石 經過地質作用而天然形成的 一種或多種 礦物集合體 3 岩石力學研究的基本內容 1 基本理論 岩體地應力 岩體強度 岩體變形 裂隙水力學 2 材料試驗 現場試驗和室內試驗 3 工程應用 邊坡工程 地下洞室 壩基穩定 第二章1 岩石的裂隙連通率 巖裂隙面方向 a為裂隙面長度,b為岩橋長度...