1、.：.；巖石力學重點一 概念1原巖應力：指地殼巖體內(nèi)某一點當前的天然應力，是工程開挖前或遠離地下工程的未被擾動的原始應力。2巖石強度準那么：是指在極限條件下的應力與應力之間的關系或應變與應變的關系或者說是某種應力或應力形狀與其極限值之間的關系是判別巖土工程的應力應變能否平安的準那么、判據(jù)或條件。3蠕變：即應力=const，隨著時間t延伸，應變添加的景象巖石在堅持應力不變的條 件下，應變隨時間延伸而添加的景象5軟化系數(shù)：1軟化系數(shù)c=Rcw/Rcd。軟化性指巖石吸水后性質(zhì)変低的性質(zhì)2飽水巖樣抗壓強度與自然風干巖樣抗壓強度的比值6側應力系數(shù)：通常稱=/1-為側應力系數(shù)，=程度應力分量/垂直應力分量

2、1一 般情況 16 應力集中系數(shù)：、是指試樣中的最大等效應力與試樣中部橫截面上平均軸向應力的比值7地壓：圍巖作用在支護體上的壓力8二次應力：受地下工程開挖影響，巖體內(nèi)原巖應力形狀被破壞后，將發(fā)生應力重分布，進而構成的應力。次生應力，誘發(fā)應力9彈性后效：即加載或卸載后經(jīng)一段時間應變，才添加或減小到一定數(shù)值的景象10尺度效應：巖石試件的尺寸越大，那么強度越低，反之越高的景象巖石試件由于內(nèi)部存在缺陷而存在尺度效應12 比尺效應：高寬比不同，巖石強度也不同。 尺寸效應：13 長時強度：對應時間趨于無窮時的強度破壞最低值長時間作用對巖石強度有很大的影響，對于永久性巖石工程或運用壽命較長的巖石工程，應充分

3、思索強度的時間效應 14 礦山壓力 地下礦體被開采后，其周圍巖體發(fā)生了變形和位移，同時圍巖內(nèi)的應力也增大和減小，甚至改動了原有的性質(zhì)。這種引起圍巖位移的力和巖體變化后的應力就叫礦山壓力。4剪脹景象：1巖石在塑性段及峰后區(qū)的體積膨脹2巖石順齒狀節(jié)理剪切時，體積膨脹的景象15 流變在外力作用下，巖石的變形和流動資料在緩慢變形過程中應力應變的時間效應17巖石的三向抗壓強度： 巖石在三向同時受壓時每個單向分別的強度極限18 真三軸緊縮實驗 巖石的一種三軸緊縮實驗，實驗時123 19塑性破壞 巖體在外力作用下，出現(xiàn)明顯塑性變形后的破壞稱為塑性破壞 20各向同性體 物理、化學等方面的性質(zhì)不會因方向的不同而

4、有所變化的物體21. 原生構造面 巖石在成巖階段構成的構造面22 剩余變形 巖石在荷載時產(chǎn)生變形，卸荷載后變形只能部分恢復，不能恢復的那一部分變形稱剩余變形23 巖石的RQD質(zhì)量目的：用直徑為75MM的金剛石 HYPERLINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=鉆頭 t _blank 鉆頭和雙層巖芯管在 HYPERLINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=巖石 t _blank 巖石中鉆進，延續(xù)取芯， HYPERLINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=回次 t _blank 回次鉆進所 HYPER

5、LINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=取巖芯 t _blank 取巖芯中，長度大于10CM的巖芯段長度之和與該 HYPERLINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=回次 t _blank 回次進尺的比值，以百分數(shù)表示。二 簡述題1巖石力學強度的目的主要有哪些？分別衡量什么的？p36答：巖石的強度目的主要有抗壓強度、抗剪強度、抗拉強度。其中，抗壓強度包括單軸抗壓強度巖石試件在單軸壓力作用下所能接受的最大壓力、三軸抗壓強度巖石試件在三個方向應力作用下的強度；抗剪強度巖石抵抗剪切破壞的極限才干；抗拉強度巖石試件在單軸拉力作用下抵抗破

6、壞的極限才干。2巖石地下工程中穩(wěn)定的定義？力學本質(zhì)是什么？p103在地下工程井巷任務期限內(nèi)，平安和所需最小斷面得以保證，稱為穩(wěn)定.力學本質(zhì)：1開井巷后巖體最大最危險應力位移巖體強度極限位移，那么自穩(wěn)2開井巷后巖體最大最危險應力位移巖體強度極限位移，不自穩(wěn)地壓支護最危險應力支護資料強度極限位移人工穩(wěn)定地壓支護最危險應力支護資料強度極限位移不穩(wěn)定改革支護人工穩(wěn)定3影響井巷穩(wěn)定性的要素有哪些？對應的處理方案有哪些？巷道維護的目的和原那么？p195要素：圍巖巖性，井巷位置，所處深度，巷道軸線方位，斷面外形尺寸，掘進破巖方法，掘進時間，掘進方案，巷道布置與采動影響，以及支護類型與特性井巷維護的目的首先在

7、于保證井巷穩(wěn)定性，但必需以經(jīng)濟合理為前提。原那么：應抓住圍巖應力與圍巖強度二者之間，以及支護應力與支護強度二者之間的相對關系。首先應該力求降低圍巖應力，添加圍巖強度，以求到達第一種穩(wěn)定，即靠圍巖本身強度堅持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定又稱為一次穩(wěn)定。否那么，不得以求其次，再依托支護到達第二種穩(wěn)定，又稱為二次穩(wěn)定。4巖石地下工程中支護遵照的原理是什么？根本觀念是什么？原理：假設不受支護阻撓，在地下工程空間的周邊的破裂巖體處于周邊切向和空間軸向的雙軸受力形狀。通常軸向應力應該是中間主應力，假設忽略它，周邊的破裂巖體就相當于處于單軸受力形狀。這時巖體要產(chǎn)生橫向位移對地下工程空間來將相當于徑向位移，而支護抑制強加于

8、它的這種橫向位移，最后由巖體和支護體各自的力學特性共同決議了各自體內(nèi)的應力和位移，在巖體和支護體接觸面的法向那么應該有一樣的應力和位移。圍巖-支護共同作用原理的根本觀念是：1 圍巖是一種天然承載構造 2合理的支護方式應該是合理充分利用圍巖的自承才干3在保證平安的前提下，充分利用自承才干4途徑：是支護體和圍巖在相互約束的形狀下共同存在5地下淺部的原巖應力的分布規(guī)律有哪些？p1061)原巖應力普通是三軸壓應力形狀，且受地表地形地貌、山川河流和構造的影響，其分布往往非常復雜2三個主應力的大小普通互不相等。3三個主應力的方向普通偏離鉛垂或水平方向不大，引起偏離的主要緣由是構造、巖層傾角或部分不均值影響

9、4原巖應力中的鉛垂應力分量根本上等于由上覆巖體自重，即z=v=z，它隨深度呈線性增長5)原巖應力的兩個近程度應力分量分布非常復雜，因地而異，且隨深度而變化；兩個程度應力的平均值與鉛垂應力的比值的統(tǒng)計規(guī)律，可以概括為：即側應力系數(shù)與深度成呈曲線變化，越近地表平均程度應力相對高于鉛垂應力；往下越相接近；一定深度之后變得小于鉛垂應力6常見地壓分類按成因分為四個類型？每個類型具有的意義？答：工程中把地壓分為松弛地壓：在一定范圍內(nèi)，滑移或塌落的巖體以重力的方式直接作用于支護體上的壓力變形地壓：指在大范圍內(nèi)巖體因變形、位移遭到支護體的抑制而產(chǎn)生的地壓。變形地壓控巖體變形的性態(tài)特征，又可分為以下幾種：彈性變

10、形壓力 塑性變形壓力流變壓力膨脹地壓：由于巷道圍巖膨脹而產(chǎn)生的壓力沖擊地壓：又稱巖爆，它是在圍巖積累了大量的彈性變形能之后，忽然釋放出來時所產(chǎn)生的壓力7圖示并闡明蠕變?nèi)A段是什么？和各自的特點？p371初始段或瞬態(tài)段斜率漸減，2等速段或穩(wěn)態(tài)段斜率不變，3加速段或不穩(wěn)定段斜率漸增計算題普氏實際，次生應力1抗拉強度的公式是什么？巴西法p25St=2P/Dt=0.636P/DtP-劈裂載荷 D、t-試件直徑、厚度2將巖石試件單軸緊縮壓應力到達120MPa時，即破壞，破壞面與最大主應力方向夾角60度，根據(jù)摩爾庫倫準那么計算1巖石內(nèi)摩擦角2正應力為零時的抗剪強度就是求C=45+；=C+f=C+tan 添

11、加公式Sc=2Ccos/1 - sin3計算原巖自重應力的海姆假說和金尼克假說的內(nèi)容?和各自的公式？p85海姆假說：鉛垂應力為上覆掩體的分量，歷經(jīng)漫長的地質(zhì)年代后，由于資料的蠕變性及地下程度方向的約束條件，導致程度應力最終與鉛垂應力相平衡。公式：1=2=3=gz=z金尼克假說：鉛垂應力仍是自重應力z=z，而程度方向上，均質(zhì)巖體相鄰微元體相互遭到彈性約束，且時機均等，故由虎克定律應有x=x-(y+z)/E=0y=y-(x+z)/E=0，得到自重力的程度分量為x=y=z/1-例題 求在自重作用下地殼中的應力形狀：假設花崗巖，泊松比，那么一公里深度以下的應力是多少？解：由于地殼厚度比地球半徑小的多。

12、在部分地域可以把地表看作一個半平面，在程度方向為，深度也無限?，F(xiàn)思索地面下深度Z處的一個微小單元體。它遭到在它上邊巖、土體分量的壓力。在單位面積上，這個分量是，其中， 是它上面物體的體積，是物理單位體積的分量，因此： 假設單元體周圍是空的，它將向周圍膨脹，當由于單元體周圍也都在自重作用下，相互作用的影響使單元體不能向周圍擴張。即； 解之，那么得：對于花崗巖，一公里深度以下的應力為：由此可見，深度每添加一公里，垂直壓力添加，而橫向壓力約為縱向壓力的三分之一。6.1 設某花崗巖埋深一公里，其上復蓋地層的平均容重為，花崗巖處于彈性形狀，泊松比。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應力和程度應力分別為。A2

13、600和867B26000和8667 C2600和866D2600和866.7 解答1垂直應力計算2程度應力計算其中：側壓力系數(shù)的大小與巖體的性質(zhì)有關，當巖體處于彈性形狀時，采用彈性力學公式；當巖體比較破碎時，采用松散介質(zhì)極限平衡實際公式；當巖體處于潛塑形狀時，采用海姆公式。由于此題巖體處于彈性形狀，所以采用彈性力學公式，側壓力系數(shù)為所以： 可見，此題的正確答案為B補充題一填空題1根據(jù)試件含水量的不同，巖石重容分為干容重，天然容重，飽和容重2假設應力-應變關系不是直線 而是幾何非線性，但應力-應變有著一一對應的關系，那么這種巖石資料稱為完全彈性3巖石抵抗外力破壞作用的才干，稱為強度，常見的強度

14、有單軸抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度。4 摩爾強度實際以為，資料內(nèi)某一點的破壞取決于該點的剪應力、正應力，與中間主應力關5 巖體按構造類型分成整體塊，狀層，狀碎裂，散體二簡述題1.什么叫巖石？什么叫巖體？它們之間的區(qū)別何在？答：巖石，是組成地殼的根本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。 巖體，是指一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體，它閱歷了漫長的自然歷史過程，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地應力的長期作用下，在其內(nèi)部保管了各種永久變形和各種各樣的地質(zhì)構造形跡不整合、褶皺、斷層、層里、節(jié)理、劈理等不延續(xù)面。 巖石和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含假設干延續(xù)面，巖體的強度遠低于巖石強度。3

15、.什么叫巖石力學？其研討內(nèi)容是什么？研討方法有哪些？答：巖石力學是研討巖石及巖體在各種不同受力形狀下產(chǎn)生變形和破壞的規(guī)律，并在工程地質(zhì)定性分析的根底上定量地分析巖體穩(wěn)定性的一門學科。巖石力學研討的內(nèi)容：(1)根本原理，包括巖石的破壞、斷裂、蠕變及巖石內(nèi)應力、應變實際等的研討；2實驗室實驗和現(xiàn)場原位實驗，包括各種靜力和動力方法，以確定巖塊和巖體在靜力和動力作用下的性狀及tanti內(nèi)的初始應力；3在實踐運用方面，包括地表巖石地基的穩(wěn)定和變形問題、巖石邊坡的穩(wěn)定性等問題的研討。研討方法有科學實驗和實際分析相結合的方法。4.巖石的物理性質(zhì)目的主要有哪些？它們是如何定義的？答：質(zhì)量密度單位體積的質(zhì)量；重

16、度單位體積的分量；相對密度巖石的干分量除以巖石的實體積所得的量與1個大氣壓下4攝氏度的純水的重度的比值；孔隙率孔隙體積與總體積百分比；孔隙比孔隙體積與固體的體積之比；含水率天然形狀下巖石中水的分量與巖石烘干分量的百分比；吸水率枯燥巖石試樣在一個大氣壓和室溫條件下吸入水的分量與巖石干重百分比；飽水率巖樣在強迫形狀真空、煮沸、高壓下，巖樣的最大吸水分量與巖樣烘干分量的百分比；浸透性在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的才干；膨脹性巖石浸水后體積增大的性質(zhì)；崩解性巖石與水相互作用時失去黏結性并變成完全喪失強度的松散物質(zhì)的性能；軟化性巖石與水相互作用時強度降低的特性；抗凍性巖石抵抗凍融破壞的性能稱為

17、巖石的抗凍性。5.巖石的容重、密度取決于何種要素？與巖石的力學性質(zhì)有何相關性？答：巖石的容重、密度取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含水量。巖石的重度在一定程度上反映出巖石力學性質(zhì)的優(yōu)劣，通常巖石的重度愈大，其力學性質(zhì)愈好。6.巖石的比重取決于何種要素？答：巖石的比重取決于組成巖石的礦物的相對密度，巖石中重礦物越多其比重越大，大部分巖石比重介于2.502.80之間。7.巖石含空隙目的與巖石力學性質(zhì)有何關系？答：巖石含空隙目的值越大巖石力學性質(zhì)就越差。8.巖石的吸水率取決于何種要素？與巖石力學性質(zhì)有何關系？答：巖石吸水率大小取決于巖石中孔隙數(shù)量多少和細微裂隙的連通情況。吸水率愈大，巖石的力學

18、性能就愈差。9.巖石的飽水目的與巖石的抗凍性有何相關性？答：巖石飽水目的反映巖石中張開型裂隙和孔隙的發(fā)育情況，對巖石的抗凍性有較大影響。飽水系數(shù)(吸水率與飽水率百分比)普通在0.50.8之間。實驗闡明，飽水系數(shù)91%時，可免遭凍脹破壞。10.巖石的軟化、膨脹和崩解的機理是什么？它們與巖石的力學性質(zhì)有何關系？答：巖石的軟化機理，由于水分子進入顆粒間的間隙而消弱了顆粒間的結合呵斥的；崩解機理，由于水花過程中消弱了巖石內(nèi)部構造的結合引起的；膨脹機理，經(jīng)水化作用后相鄰顆粒間產(chǎn)生的契劈效應，當契劈作用力大于構造結合力，巖石顯示膨脹性。巖石的軟化、崩解和膨脹性質(zhì)越好，巖石力學性質(zhì)就越差。11.試推導用巖石

19、的干容重、比重和水的容重表示巖石的空隙率和空隙比。答：知巖石干容重；比重；水的容重 據(jù)土力學公式：空隙比e = ；空隙率12、巖石的吸水性與空隙率有什么關系？答案：由于巖石中包含空隙，才導致巖石吸水性的存在。空隙越多，吸水性越明顯。巖石的吸水率是在常溫常壓下進展的，水只能進入大開空隙，而小開空隙和閉空隙水不能進入，因此它與大開空隙率有關。巖石的飽和吸水率在高壓(或真空)條件下浸水，普通以為水能進入一切開空隙中，因此它與開空隙率有關。13.試推導巖石吸水率與巖石大開空隙率的關系。解：設巖石的大開空隙率，大開空隙體積占總空隙體積的百分比為k，巖石相對密度為，那么巖石吸水率與大開空隙率的關系表示如下：14.試推導巖石飽水率與巖石開型空隙率的關系。解：通常以為，在高壓條件下水能進入巖樣一切敞開的空隙中。所以，由上題可知，巖石飽和吸水率與開型空隙率的關