岩石力学 ppt课件.ppt

第一章绪论
岩石:由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律
聚集而形成的自然物体。
这是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。
构造: 组成成分的空间分布及其相互间排列关系
岩石力学(Rock Mechanics):研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的学科。
第一节岩石与岩体
矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性
质的自然元素和化合物。
结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及
其相互结合的情况。
岩石分类
岩体=岩块+结构面
变质岩:不稳定与变质程度和原
岩性质有关
岩浆岩:强度高、均质性好
沉积岩:强度不稳定,各向异性
岩体
结构面
岩块
不连续面:包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面
岩体力学的研究任务与内容
①不连续; ②各向异性; ③不均匀性;
④岩块单元的可移动性;
⑤地质因子特性(水、气、热、初应力)。
(1)岩体的力学特征
(2)任务
①基本原理方面(建模与参数辨别);
②试验方面(试验方法)仪器、信息处理、室内、
外、动、静;
③现场测试;
④实际应用
城市化:我国1989年不到20%,%,2010达45%,为减少占用地面土地,发展地下空间。
人口密度:拥人极限2万/km2,而上海达4万/km2(局部16万/km2),。
绿化指标:,(国家要求2m2/人)。联合国建议:40m2/人(莫斯科44m2/人;;巴黎25m2/人)。
交通方面:;;。
(4)相关任务
岩体力学的研究方法
研究方法:实验、理论分析与工程应用相结合
实验
室内
野外
岩块(拉、压、剪…)
模拟
位移
应力
压力
收敛(表面位移)
应变
绝对位移、相对位移(内部)
理论
连介
非连介
数值方法
有限元
离散元
DDA
地质调查
工程地质分区
岩体结构划分
岩石岩体力学性质试验
岩体赋存条件分析
初始应力
结构面几何特征
介质的模型化
物理
数学
计算
经典解析法
数值计算法
正反
分析
分类确定岩体的质量等级
模拟试验
物理模拟
相似材料
经验判据
岩体工程设计
加固措施
施工
长期监测
反馈分析
图1-1 岩石力学研究步骤的框图
岩体力学在其它学科中的地位
(1)1925年泰沙基(Terzaghi)《建筑土力学》
(2)地质力学的岩石力学学派(奥地利学派(萨尔茨堡学派)缪勒<>)否认小岩块试件的力学试验。
(3)工程岩石力学学派,法国塔洛布尔()
1951年《岩石力学》——最早的代表作。
1963年意大利瓦依昂水库岩坡滑动
1966年在里斯召开第一届国际岩石力学大会(一届/4年)
全国岩石力学与工程学术会,2000年开第6届,1届/1年。全美,全欧。
总之三个阶段:材料力学、连介力学、构造力学。
力学(固体力学分支)、地质学、岩土工程
岩石力学的发展简史
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第二章岩石的基本物理力学性质
岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重要的性质之一,也是岩石力学学科中研究最早、最完善的内容之一。
第一节基本物理性质
一、岩石的质量指标
(一)密度和比重
1、岩石的密度:单位体积内岩石的质量。
岩石含:固相、液相、气相。
三相比例不同而密度不同。
(2)饱和密度:岩石中的孔隙被水充填时的单位体积质量(水中浸48小时)
(1)天然密度:自然状态下,单位体积质量
G——岩石总质量;V——总体积。
VV——孔隙体积
(3)干密度:岩块中的孔隙水全部蒸发后的单位体积质量(108℃烘24h)
2、岩石的比重:岩石固体质量(G1)与同体积水在4℃时的质量比
VC——固体积; ——水的比重
G1——岩石固体的质量。
(KN/m3)