趙文《巖石力學(xué)》筆記和課后習(xí)題（含考研真題）詳解

目錄

內(nèi)容簡(jiǎn)介

目錄

緒論

01復(fù)習(xí)筆記

02典型題（含考研真題）詳解

第1章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)

1.1復(fù)習(xí)筆記

1.2課后習(xí)題詳解

1.3典型題（含考研真題）詳解

第2章巖體的力學(xué)性質(zhì)

2.1復(fù)習(xí)筆記

2.2課后習(xí)題詳解

2.3典型題（含考研真題）詳解

第3章地應(yīng)力及其測(cè)量

3.1復(fù)習(xí)筆記

3,2課后習(xí)題詳解

3.3典型題（含考研真題）詳解

第4章露天礦邊坡

4.1復(fù)習(xí)筆記

4.2課后習(xí)題詳解

4.3典型題（含考研真題）詳解

第5章井巷地壓

5.1復(fù)習(xí)筆記

5.2課后習(xí)題詳解

5.3典型題（含考研真題）詳解

第6章采場(chǎng)地壓及其控制

6.1復(fù)習(xí)筆記

6.2課后習(xí)題詳解

6.3典型題（含考研真題）詳解

第7章巖石工程支護(hù)及治理

7.1復(fù)習(xí)筆記

7.2課后習(xí)題詳解

7.3典型題（含考研真題）詳解

緒論

0.1復(fù)習(xí)筆記

「巖石力學(xué)的基本概念

「什么是巖石力學(xué)4巖石分類

〔巖石和巖體的區(qū)別

緒I巖石力學(xué)的發(fā)展r巖石和巖體的物理力學(xué)性質(zhì)

論|「研究?jī)?nèi)容J巖石的破壞機(jī)制和逐度準(zhǔn)則

I工程巖體的穩(wěn)定性分析

I巖石力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和方法《I巖體的加固和處理技術(shù)

"科學(xué)實(shí)驗(yàn)

I3克方法J理論分析

I模擬計(jì)算

【知識(shí)框架】

【重點(diǎn)難點(diǎn)歸納】

一、什么是巖石力學(xué)

1.基本概念

（1）巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性狀和巖石對(duì)各種物理環(huán)境的力場(chǎng)產(chǎn)生效應(yīng)的一門

理論科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)分支，同時(shí)它也是一門應(yīng)用科學(xué)。

（2）巖體力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)分支，它研究巖體在力場(chǎng)作用下的強(qiáng)度、變形與破

壞，以及與其相關(guān)的巖體穩(wěn)定性問(wèn)題。

（3）巖石是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定的規(guī)律聚

集而成的自然體，如花崗巖、大理巖、石灰?guī)r等。

2.巖石分類

巖石按成因的分類如下：

①巖漿巖。指巖漿冷凝而形成的巖石，具有強(qiáng)度高、均質(zhì)等特性。

②沉積巖。指母巖經(jīng)搬運(yùn)、沉積而形成的巖石，它具有層理性與各向異性。

③變質(zhì)巖。指原巖在高溫、高壓下及化學(xué)性流體的影響下發(fā)生變質(zhì)而形成的巖石，

其性質(zhì)和變質(zhì)程度有關(guān)。

3.巖石和巖體的區(qū)別

（1）基本概念

①巖石。是指從地殼巖層中切割出來(lái)的巖塊。

②巖體。巖體是地質(zhì)體，它的形成與漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代有關(guān)，它是一定工程范圍內(nèi)的

自然地質(zhì)體，經(jīng)過(guò)各種地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部含有構(gòu)造和裂隙。巖體具有多樣復(fù)雜的特性，即使

是由相同物質(zhì)組成的巖體，其力學(xué)特性也可能有很大的差異。

（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與區(qū)別

①巖體的特點(diǎn)：不均質(zhì)性、地質(zhì)體、時(shí)間因素影響、環(huán)境因素影響、含有缺陷。

②巖石與巖體的區(qū)別。巖體是非均質(zhì)各向異性體；巖體內(nèi)部存在著初始應(yīng)力場(chǎng)；巖

體內(nèi)含有各種各樣的裂隙系統(tǒng)，處于地下環(huán)境，受地下水等因素的影響。

③巖石結(jié)構(gòu)。巖石礦物顆粒的大小、形狀、表面特征、顆粒相互關(guān)系、脈結(jié)類型等。

④巖石構(gòu)造。巖石的組成部分在空間排列的情況，如巖石的層面構(gòu)造、層理構(gòu)造等。

二、巖石力學(xué)的發(fā)展

（1）巖石力學(xué)最早源于采礦工程，20世紀(jì)以前，巖石力學(xué)處于萌芽階段。我國(guó)明末

科學(xué)家宋應(yīng)星在1637年編著的《天工開(kāi)物》中記有大量的開(kāi)采情況。后來(lái)西歐一些國(guó)家

在19世紀(jì)也有一些研究。

（2）20世紀(jì)初至50年代，人們借助土力學(xué)的研究成果解決巖石力學(xué)問(wèn)題，出現(xiàn)了

相似材料和光彈模擬方法。奧地利地質(zhì)力學(xué)學(xué)會(huì)的出現(xiàn)，以及1957年法國(guó)的塔羅勃

（J.Talobre）所著《巖石力學(xué)》的出版，標(biāo)志著巖石力學(xué)開(kāi)始進(jìn)入發(fā)展期。

（3）20世紀(jì)60年代以后，巖石力學(xué)發(fā)展較快，無(wú)論是從理論和實(shí)驗(yàn)手段方面都形

成了完整的體系，特別是隨著電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，更加推動(dòng)了巖石力學(xué)的發(fā)展。

盡管巖石力學(xué)發(fā)展很快，但是工程方面遇到的問(wèn)題也越來(lái)越復(fù)雜，如深部開(kāi)采、巖爆

問(wèn)題、海底隧道、核廢料存儲(chǔ)、災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治等方面面臨許多問(wèn)題，需要更加深入的理

論體系來(lái)支撐。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和新的測(cè)試技術(shù)的出現(xiàn)如遙感技術(shù)、三維地震CT、

聲發(fā)射和微震監(jiān)測(cè)等技術(shù)的應(yīng)用豐富了巖石力學(xué)的研究手段，加速了巖石力學(xué)的發(fā)展。

三、巖石力學(xué)的研究?jī)?nèi)容與方法

1.研究?jī)?nèi)容

（1）巖石和巖體的物理力學(xué)性質(zhì)；（2）巖石的破壞機(jī)制和強(qiáng)度準(zhǔn)則；（3）工程巖

體的穩(wěn)定性分析；（4）巖體的加固和處理技術(shù)。

2.研究方法

（1）科學(xué)實(shí)驗(yàn)。包括實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。

（2）理論分析。采用巖石力學(xué)理論分析。

（3）模擬計(jì)算。采用計(jì)算軟件借助飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)復(fù)雜的巖石力學(xué)問(wèn)題

進(jìn)行模擬計(jì)算，這是巖石力學(xué)研究中十分有用的強(qiáng)大工具，現(xiàn)代的巖石力學(xué)研究已離不開(kāi)

模擬計(jì)算。

0.2典型題（含考研真題）詳解

1.巖體工程分析所考慮主要因素有哪些？國(guó)內(nèi)外代表性的巖體分析方法有哪些？

［中南大學(xué)2012年］

答：（1）巖體工程分析主要考慮因素有：①巖石和巖體的地質(zhì)特征，其中包括：巖

石的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征；結(jié)構(gòu)面特征及其對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響；巖體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)特

征；巖體工程分類；②巖石的物理、水理與熱力學(xué)性質(zhì)；③巖石的基本力學(xué)性質(zhì)；④結(jié)

構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)；⑤巖體力學(xué)性質(zhì)。

（2）目前國(guó)內(nèi)外代表性的巖體分析方法有：①工程地質(zhì)研究法。包括巖礦鑒定法、

工程勘探法；②科學(xué)實(shí)驗(yàn)法。包括遙感技術(shù)、激光散斑和切層掃描技術(shù)、三維地震CT成

像技術(shù)、微震技術(shù)等；③數(shù)學(xué)力學(xué)分析法。包括數(shù)值分析法（有限差分法、有限元法、

邊界元法等）、模糊類聚和概率分析法（隨機(jī)分析、可靠度分析、靈敏度分析等）、模擬

分析法；④整體綜合分析法。

2.簡(jiǎn)述巖石和巖體的聯(lián)系和區(qū)別。

答：（1）區(qū)別：巖石是從地殼巖層中切割出來(lái)的巖塊；而巖體是由結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面

組成的地質(zhì)體，它的形成與漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代有關(guān)，它是一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體，經(jīng)

過(guò)各種地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部含有構(gòu)造和裂隙。

巖體是非均質(zhì)各向異性體；巖體內(nèi)部存在初始應(yīng)力場(chǎng)；巖體內(nèi)含有各種各樣的裂隙系

統(tǒng)，處于地下環(huán)境，受地下水等因素影響。

（2）聯(lián)系：巖石是組成巖體的基本單元，巖體是由巖石組成的地質(zhì)體。

第1章巖石的物理力學(xué)性質(zhì)

1.1復(fù)習(xí)筆記

【知識(shí)框架】

體

與巖

r巖石

醫(yī)索

吏的

學(xué)性

理力

石助

嗚巖

J影

尊述

內(nèi)容

云究

美的

學(xué)性

建力

石與

〔君

需度

石的

r巖

^性

的孔

巖石

貢-J

理性

的物

巖石

責(zé)

理性

的水

I巖石

分類

變形

「巖石

分類

材料

巖石

征

線特

變曲

一應(yīng)

應(yīng)力

向壓縮

巖石雪

特征

變形

石的

下巖

條件

荷載

循環(huán)

性《

形特

的變

,巖石

特征

變形

巖石

下的

條件

壓縮

三蛀

測(cè)定

及其

指標(biāo)

變形

巖石

責(zé)I

學(xué)性

的力

巖石

由愛(ài)

過(guò)程

變?nèi)?/p>

一應(yīng)

I應(yīng)力

]

強(qiáng)受

抗壓

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石的

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變

拉強(qiáng)

挺抗

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巖石

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度特

的強(qiáng)

三I巖石

的

度

剪強(qiáng)

的抗

力|巖石

變

壓強(qiáng)

強(qiáng)抗

的三

理I巖石

力

箜含

學(xué)（基本

性

劃分

階段

受逐變

元件

「理性

元件

粘性

元耳

流變

元件