岩体力学复习资料.doc

岩体:是指在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。
结构面:是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,厚度相对较小的地质界面或带。
结构面的成因类型:(一)地质成因类型:1、原生结构面 2、构造结构面 3、次生结构面;(二)力学成因类型:1、张性结构面 2、剪性结构面
从工程的观点看,岩体力学的研究内容有哪几个方面?
答:从工程观点出发,大致可归纳如下几方面的内容:
1)岩体的地质特征及其工程分类。
2)岩体基本力学性质。
3)岩体力学的试验和测试技术。
4)岩体中的天然应力状态。
5)模型模拟试验和原型观测。
6)边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。
7)岩体工程性质的改善与加固。
岩体力学通常采用的研究方法有哪些?
1)工程地质研究法。目的是研究岩块和岩体的地质与结构性,为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。
2)试验法。其目的主要是为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。
3)数学力学分析法。通过建立岩体模型和利用适当的分析方法,预测岩体在各种力场作用下变形与稳定性。
4)综合分析法。这是岩体力学研究中极其重要的工作方法。由于岩体力学中每一环节都是多因素的,且信息量大,因此,必须采用多种方法考虑各种因素进行综合分析和综合评价才能得出符合实际的正确结论,综合分析是现阶段最常用的方法。
岩石的吸水性指标:
吸水率:是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量mw1与岩样干质量ms之比。
饱和吸水率:是指岩石试件在高压(一般压力为15MP)或真空条件下吸入水的质量mw2与岩样干质量ms之比。
饱水系数:岩石的吸水率Wa与饱和吸水率Wp之比。
岩石的软化性指标:
软化系数(KR):岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。
软化系数是评价岩石力学性质的重要指标。
当软化系数KR>,软化性弱,抗冻性和抗风化能力强;当软化系数KR<,软化性较强,工程地质性质差。
岩石单轴抗压强度,实验方法:(1)抗压实验——完整(2)点荷载实验——分散
岩石的三轴压缩强度
单轴抗拉强度:岩块试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。
岩石单轴抗拉强度的确定:岩块的抗拉强度是通过室内试验测定的,其方法包括直接拉伸法和间接法两种。在间接法中,又有劈裂法、抗弯法及点载荷法等。其中以劈裂法和点载荷法最常用。
剪切强度:
抗剪断强度:是指试件在一定的法向应力作用下,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。
抗切强度:是指试件上的法向应力为零时,沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。
摩擦强度:是指试件在一定的法向应力作用下,沿已有破裂面(层面、节理等)再次剪切破坏是的最大剪应力。
结构面的变形与强度性质:
法向刚度:在法向应力作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力,数值上等于σn-Vj曲线上一点的切线斜率。是反映结构面法向变形性质的重要参数。
剪切刚度:是反映结构面剪切变形性质的重要参数,其数值等于峰值前τ-Du曲线上任一点的切线斜率。
①②
③(剪断凸起条件)
图:1、 2、
3、
测算岩体的变形试验:1、承压板法 2、钻孔变形法 3、狭缝法
岩体的剪切强度:1、抗