巖石力學(xué)總復(fù)習(xí)資料

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)巖石力學(xué)總復(fù)習(xí)（適用于由蔡美峰主編的巖石力學(xué)與工程）1、巖石力學(xué)是一門認(rèn)識(shí)和控制巖石系統(tǒng)的力學(xué)行為和工程功能的科學(xué)。2、巖石力學(xué)的研究方法：工程地質(zhì)研究方法、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)學(xué)力學(xué)分析方法、整體綜合分析方法。（工科數(shù)整）3、巖石的吸水性指標(biāo)：吸水率、飽水率、飽水系數(shù)。4、巖石的軟化性：是指巖石在飽水狀態(tài)下其強(qiáng)度相對(duì)于干燥狀態(tài)下降低的性能。5、巖石在各種荷載作用下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力稱為巖石的強(qiáng)度。6、試件在單軸壓縮荷載作用下破壞時(shí)，在測(cè)件中可產(chǎn)生四種破壞形式（巖石破壞有幾種形式）：（1）X狀共軛斜面剪切破壞；（2）單斜面剪切破壞；（3）拉伸破壞；（4）塑性流動(dòng)變形。7、巖

2、石變形有彈性變形、塑性變形和粘性變形三種。8、巖石的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值稱為泊松比。9、影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素很多，如水、溫度、風(fēng)化程度、加荷速率、圍壓的大小、各向異性等，對(duì)巖石的力學(xué)性質(zhì)都有影響。10、巖石中的水的賦存形式：一種稱之為結(jié)合水或束縛水，一種為重力水或稱為自由水，它們對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響，主要體現(xiàn)在：連接作用、潤滑作用、水楔（xie）作用、孔隙壓力作用、溶蝕及潛蝕作用等。11、不同成因、不同特性的地質(zhì)界面統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)面。12、軟弱結(jié)構(gòu)面-I級(jí)巖體結(jié)構(gòu)；堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)面-II級(jí)巖體結(jié)構(gòu)。13、結(jié)構(gòu)面是具有一定方向、延展較大而厚度較小的二維面狀地質(zhì)界面。14、根據(jù)結(jié)構(gòu)面的形成原因，其可分

3、為：原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面及次生結(jié)構(gòu)面。15、原生結(jié)構(gòu)面包括所有在成巖階段所形成的結(jié)構(gòu)面。根據(jù)巖石成因的不同，可分為沉積結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面及變質(zhì)結(jié)構(gòu)面三類。16、地下水對(duì)巖體的物理作用：潤滑作用、軟化和泥化作用、結(jié)合水的強(qiáng)化作用。17、影響巖體分類的因素： 巖石的質(zhì)量； 巖石的完整性； 結(jié)構(gòu)面條件； 巖體及結(jié)構(gòu)面的風(fēng)化程度； 地下水的影響； 地應(yīng)力。18、工程巖體分類方法: 普氏分類法； 單軸壓應(yīng)力分類； 按巖體完整性系數(shù)分類； 按巖芯質(zhì)量指標(biāo)分類； 以彈性波速度分類； RMR分類； 巴頓巖體質(zhì)量分類。19、地應(yīng)力的成因： 地幔熱對(duì)流； 板塊邊界受壓； 巖漿侵入； 巖體自重應(yīng)力場(chǎng)； 地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)

4、力； 地表剝蝕； 水壓力、熱應(yīng)力。20、地應(yīng)力是存在于地層中的未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力，也稱巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或原巖應(yīng)力。21、原巖：未經(jīng)工程開挖而又不受開挖影響仍處于自然平衡狀態(tài)的巖體，稱為原巖。22、圍巖：受工程開挖影響應(yīng)力發(fā)生重新分布的巖體，稱為圍巖。23、圍巖壓力：地下工程開挖以后，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)體上的重新分布的壓力。24、重力作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是引起地應(yīng)力的主要原因，其中尤以水平方向的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)地應(yīng)力的形成影響最大。當(dāng)前的應(yīng)力狀態(tài)主要由最近一次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所控制，但也與歷史上的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。25、地應(yīng)力分布的基本規(guī)律： 地應(yīng)力是一個(gè)具有相對(duì)穩(wěn)定性的非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)，它是時(shí)間和空間的函數(shù)； 實(shí)

5、測(cè)垂直應(yīng)力基本等于上覆巖層的重量； 水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力； 平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值隨深度增加而減小，且趨近于1； 最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力也隨深度呈線性增長關(guān)系； 最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力之值一般相差較大，顯示出很強(qiáng)的方向性； 地應(yīng)力的上述分布規(guī)律還會(huì)受到地形、地表剝蝕、風(fēng)化、巖體結(jié)構(gòu)特征，巖體力學(xué)性質(zhì)、溫度、地下水等因素的影響，特別是地形和斷層的擾動(dòng)影響最大。26、材料在受到外荷載作用時(shí)，其內(nèi)部貯存的應(yīng)變能快速釋放產(chǎn)生彈性波，發(fā)出聲響，稱為聲發(fā)射。27、全應(yīng)力解除法即是使測(cè)點(diǎn)巖體完全脫離地應(yīng)力作用的方法。通常采用套鉆的方法實(shí)現(xiàn)套孔巖芯的完全應(yīng)力解除，因而也稱套孔應(yīng)力解除

6、法。28、應(yīng)力解除法原理：地下某點(diǎn)的巖體處于三向壓縮狀態(tài)，如用人為的方法解除其應(yīng)力，必然發(fā)生彈性恢復(fù)，測(cè)定其恢復(fù)的應(yīng)變，利用彈性力學(xué)公式則可算出巖體初始應(yīng)力。29、孔徑變形法：通過測(cè)定鉆孔孔徑變形求解巖體應(yīng)力。其應(yīng)力解除工序?yàn)椋?打大孔至測(cè)點(diǎn)，磨平孔底； 打同心小孔，安裝孔徑變形計(jì)探頭； 延伸大鉆孔解除應(yīng)力，同時(shí)測(cè)量孔徑變形。30、孔底應(yīng)力解除法測(cè)定巖體應(yīng)力的步驟： 打大孔至測(cè)點(diǎn)，磨平孔底； 在孔底粘貼電阻應(yīng)變花探頭； 解除應(yīng)力，測(cè)量其應(yīng)變； 取出巖心，測(cè)其彈性參數(shù)； 計(jì)算巖體應(yīng)力。31、孔壁應(yīng)變法應(yīng)力解除工序： 打大孔至測(cè)點(diǎn)，磨平孔底； 打同心小孔，安裝應(yīng)變花探頭； 套孔解除應(yīng)力，超過小孔底

7、部5cm，同時(shí)測(cè)量孔壁變形； 取出巖心，測(cè)其彈性參數(shù)； 計(jì)算巖體應(yīng)力。32、流變性質(zhì)就是指材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與時(shí)間因素有關(guān)的性質(zhì)，材料變形過程中具有時(shí)間效應(yīng)的現(xiàn)象稱為流變現(xiàn)象。巖石的流變包括蠕變、松弛和彈性后效。蠕變是當(dāng)應(yīng)力不變時(shí)，變形隨時(shí)間增加而增長的現(xiàn)象。松弛是當(dāng)應(yīng)變不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間增加而減小的現(xiàn)象。彈性后效是加載或卸載時(shí)，彈性應(yīng)變滯后于應(yīng)力的現(xiàn)象。33、根據(jù)應(yīng)變速率的不同，其蠕變過程可分為三個(gè)階段：減速蠕變階段、等速蠕變階段、加速蠕變階段。34、流變方程主要包括本構(gòu)方程、蠕變方程、松弛方程。35、流變模型的三個(gè)基本元件：彈性元件（H）、粘性元件（N）、塑性元件（C）。36、注意掌握胡

8、克體、庫倫體、牛頓流體、圣維南體、馬克斯威爾體、開爾文體。37、巖石強(qiáng)度理論：研究巖石破壞的原因和破壞的條件的理論。庫倫準(zhǔn)則：巖石破壞為剪切破壞；巖石抗能力由兩部分組成（內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦力）；強(qiáng)度準(zhǔn)則形式-直線性。對(duì)庫倫準(zhǔn)則的評(píng)價(jià)：是最簡單的強(qiáng)度準(zhǔn)則，是莫爾強(qiáng)度理論的一個(gè)特例；不僅適用于巖石壓剪破壞，也適用于結(jié)構(gòu)面壓剪破壞；不適用于受拉破壞。38、維護(hù)巖石地下工程穩(wěn)定的基本原則：合理利用和充分發(fā)揮巖體強(qiáng)度；改善圍巖的應(yīng)力條件；合理支護(hù)；強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)和信息反饋。39、錨噴支護(hù)是錨桿與噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的簡稱。錨桿力學(xué)作用：懸吊作用；減跨作用；組合梁作用；整體加固作用。40、斜坡應(yīng)力重分布特征：最大主應(yīng)

9、力平行坡面；坡腳應(yīng)力差增大，剪應(yīng)力增高，易剪壞；坡肩（頂）張力帶發(fā)育，易產(chǎn)生拉裂；最大剪應(yīng)力跡線呈弧形，凹向坡面；坡面附近呈二向應(yīng)力狀態(tài)（徑向?yàn)榱悖?。斜坡變形類型：?）拉裂；蠕滑；彎折、傾倒。斜坡破壞的主要類型及斜坡失穩(wěn)的基本方式:崩落、滑落、（擴(kuò)離）。滑坡活動(dòng)階段:蠕滑階段、滑動(dòng)階段、劇滑階段、穩(wěn)定階段?；铝W(xué)分類（按始滑部位分為）牽引、推移、平移、混合四種形式。（五個(gè)特征、三個(gè)形式、兩種類型、四個(gè)階段、滑坡分類（力學(xué)分類）41、崩塌（落）形成條件：地形、巖性、構(gòu)造、誘發(fā)因素（氣候、地震、爆破、下部采空等）。斜坡穩(wěn)定性的影響因素：（1）巖土性質(zhì)；地質(zhì)構(gòu)造；地形地貌;水的作用；地震；人工擾

10、動(dòng)。斜坡穩(wěn)定性評(píng)定：（1）自然歷史分析法；半定性半定量評(píng)定；數(shù)學(xué)力學(xué)計(jì)算法；工程地質(zhì)比擬法。42、斜坡變形破壞防治:正確選擇場(chǎng)地；查清影響因素；及時(shí)處理；防治時(shí)提出合理的整治方案。43、斜坡變形破壞防治的工程措施：（1）支擋；排水；減載反壓；其它（護(hù)坡、防御繞避、改善巖土性質(zhì)）。44、滑坡活動(dòng)階段及特征:蠕滑階段-坡肩張拉，體內(nèi)局部剪，向貫通性滑面發(fā)展，持時(shí)較長；滑動(dòng)階段-滑面貫通，各種裂隙形成，局部坍塌，位移增速；劇滑階段-坡速劇增，坍塌嚴(yán)重，坡體高速前移，滑距大，持時(shí)短；穩(wěn)定階段-滑體重心降低，滑面強(qiáng)度有所提高，速率減至停止。45、巖石是地質(zhì)作用下產(chǎn)生的一種或多種礦物以一定規(guī)律組成的自然集

11、合體?；緲?gòu)成是造巖礦物和微結(jié)構(gòu)面。巖石：巖塊、巖體。巖塊：孤立的巖石碎塊，各向同性。巖體：巖塊+結(jié)構(gòu)面，各向異性。巖石中結(jié)構(gòu)連接的主要類型：結(jié)晶連接和膠結(jié)連接。46、直接測(cè)量法：扁千斤頂法、剛性包體應(yīng)力計(jì)法、水壓致裂法、聲發(fā)射法。間接測(cè)量法：全應(yīng)力解除法、局部應(yīng)力解除法、松弛應(yīng)變測(cè)量法、孔壁崩落測(cè)量法、地球物理探測(cè)法。47、套孔應(yīng)力解除法可分為孔徑變形法、孔底應(yīng)變法、孔壁應(yīng)變法、空心包體應(yīng)變法和實(shí)心包體變形法。48、水壓致裂法：對(duì)測(cè)試段鉆孔用特制封隔器密封起來，然后對(duì)密封段加高壓水直至孔壁巖石產(chǎn)生張裂隙。49、材料的應(yīng)力從其歷史最高水平釋放后，再重新加載，當(dāng)應(yīng)力未達(dá)到先前最大應(yīng)力值時(shí)，很少有

12、聲發(fā)射產(chǎn)生，而當(dāng)應(yīng)力達(dá)到和超過歷史最高水平后，則大量產(chǎn)生聲發(fā)射，這一現(xiàn)象叫做凱澤效應(yīng)。從很少產(chǎn)生聲發(fā)射到大量產(chǎn)生聲發(fā)射的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為凱澤點(diǎn)。50、應(yīng)力分量不隨Z而變化，這種問題稱為平面應(yīng)力問題。所有變形都發(fā)生在XY面平面內(nèi)，這種情況稱為平面應(yīng)變。51、蠕變有穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種類型。52、巖石地下工程是指在地下巖石中開挖并臨時(shí)或永久修建的各種工程。53、地下工程穩(wěn)定性分析途徑（研究穩(wěn)定性問題的方法）：解析法、數(shù)值法、試驗(yàn)法。54、平衡微分方程、幾何方程、本構(gòu)方程。55、圍巖與支護(hù)形成一種共同體；共同體兩方面的耦（ou）合作用和互為影響的情況稱為圍巖-支護(hù)共同作用。56、圍巖與支護(hù)共同作用原理

13、：如果改變支護(hù)的剛度，就可以改變支護(hù)的受力狀態(tài)；巖體性質(zhì)越軟，變形越大；支護(hù)時(shí)間越長，支護(hù)工作壓力也越低。57、錨桿，是一種桿體，其中置入巖體部分與巖體牢固錨結(jié)；部分長度裸露在巖體外面，擠壓住圍巖或使錨桿從里面拉住圍巖。58、錨噴支護(hù)中噴射混凝土的特點(diǎn)：在施工中巖面一經(jīng)暴露就可以用混凝土覆蓋，除起一定支護(hù)作用外，還及時(shí)封閉巖面，隔絕水、濕氣和風(fēng)化對(duì)巖體的不利作用，防止巖體強(qiáng)度降低；噴射混凝土常配合錨桿使用，可以克服錨桿容易因巖面附近活石風(fēng)化、冒落而失效的特（弱）點(diǎn)。59、巖石試件在單軸壓縮荷載作用下產(chǎn)生變形的全過程可分為四個(gè)階段（全應(yīng)力-應(yīng)變）：孔隙裂隙壓密階段，巖石試件中的孔隙裂隙被壓密，形成早期的非線性變形；彈性變形至微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段；非穩(wěn)定破壞發(fā)展階段，微裂隙的發(fā)展出現(xiàn)質(zhì)的變化，破裂不斷發(fā)展，直至試件完全破壞；破裂后階段，軸壓力達(dá)到試件的峰值強(qiáng)度以后，試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，但試件基本保持整體狀。60、在傳統(tǒng)的壓縮試驗(yàn)中，巖石達(dá)到其峰值強(qiáng)度后發(fā)生突發(fā)性破壞的根本原因是試驗(yàn)機(jī)的剛度不夠大，