岩体力学总复习 2.

1、岩体力学课程复习指导岩体力学课程复习指导 岩体力学期末考试 1. 岩体力学有一定难度，侧重基础部分 2. 学位课，希望大家重视 3. 考试原则： 难度一般不会超过作业和课堂教学内容 不要求死记硬背，但一些公式必须记 岩体力学期末考试 4. 成绩比例 期末考试 70%； 平时表现及读书报告 30% 5. 考试内容： 重点：基本概念，约占50 选择题 5题，10分 填空题 15个空格，每空1分， 15分 名字解释 5题，15分 简答题 4题，28分 计算题 3题，32分 绪论 （一）岩体力学的含义与任务（含义、任务） （二）研究内容与方法（内容、方法） （三）发展与动态 第一章 岩体地质与结构特征

2、 （一）岩块与岩体的基本概念 （岩块、结构面、岩体含义与区别） （二）岩块的物质组成与结构构造 1. 矿物组成对岩块物理力学性质的影响 2. 岩石结构对岩块物理力学性质的影响 （连结、微结构面、颗粒大小与形状） 3. 风化对岩块物理力学性质的影响 （怎样影响，有哪些指标表示） （三）结构面特征 1. 结构面的成因类型 结构 面的 成因 类型 地质 成因 类型 力学 成因 类型 原生（沉积、岩浆、变质结构面） 构造 次生 张性、剪性 各种成因的结构面各自的特征怎样？ （不一定要记，但要理解，搞清楚） 2.结构面规模与分级（5级，各级结构面的特征几力学 作用不同） 3.产状、1与结构面的夹角不同、

3、岩体的强度不同， 强度各向异性 4.连续性：表示结构面的贯通程度 线连续性系数、 面连续性系数（含义与分级） 5.密度：表示密集程度 Kd=n/L 条/m、 d. cm 指 标含义，怎样影响岩体性质 6.张开度：含义，怎样影响（影响岩体强度、应力及 渗透性） 7.形态：起伏度 i=arc tg（2a/L）（起伏角）粗糙 度 JRC 8.胶结充填特征 （这一节很重要） 1）结构面成因不同，其特征如何？ 2）掌握反映结构面特征的各种指标（如规模、 密度、产状等）的含义，怎样确定这些指标 3）这些特征如何影响岩体物理力学性质 （四）岩体的结构特征 1.结构体特征（含义、规模与形态对力学性质的 影响）

4、 2.岩体结构类型划分（表2-7，划分成哪几类， 各自特征如何？） 第二章 岩块的物理力学性质 1.物理性质 密度 s=ms/vs =m/v 干密度，饱和密度。 含义、几种密度间的区别、测 定方法，用途、一般值 空隙性（含义、与土孔隙的区别）各种空隙指标的含义 2.水理性质（与水作用反映出来的性质） 吸水性吸水能力 用吸水率（Wa）、饱和吸水率（Wp） 饱水系数（K=Wa/Wp）的含义、测定方法、一般值 软化性浸水强度降低的性质，软化系数KR的含义及确定方法、 一般值 渗透性K的含义与测定方法 抗冻性抗冻系数Rd 2.水理性质（与水作用反映出来的性质） 膨胀性自由膨胀率、侧向约束膨胀率 崩解性

5、耐崩解性指数 3.热学性质（进行热交换时，岩石吸收热能的能力） 比热容 热传导率 热膨胀系数 温度对岩石特性的影响* 第二章 岩块的物理力学性质 4.变形性质 单轴压缩条件下的岩块变形性质连续加载时变形全过程曲线； 峰值前岩块的六种典型应力-应变曲线；变形模量、初始模量、切 线模量、割线模量和弹性模量之间的关系和区别；循环何在条件下 的滞回圈。 三轴压缩条件下的岩块变形性质什么是三轴试验？围压对岩 块变形破坏的影响；岩块的蠕变性质；几个基本的本构模型元件 5.强度性质 单轴抗压强度单轴抗压强度试验、点荷载试验；影响单轴抗 压强度的因素 三轴压缩强度如何利用三轴应力计算内摩擦角和粘聚力（公 式2

6、-64和2-65） 单轴抗拉强度直接法和间接法（劈裂法、抗弯法和点荷载法） 剪切强度抗剪断强度、抗切强度和摩擦强度 第二章 岩块的物理力学性质 第三章 结构面的变形与强度性质 （一）结构面的变形性质 1）法向变形 掌握 a.变形曲线特征；b.法向刚度的定义及确定方法 2）剪切变形 掌握 a.变形曲线特征；b.剪切刚度的定义及确定方法 （二）结构面的强度性质（只讲了剪切强度） 要求掌握结构面剪切强度方程及曲线特征和c 、的一般值 1）平直结构面 剪切强度方程及曲线特征， 2）粗糙起伏结构面 a.规则起伏： 小时，=tg=tg（b b+i+i）佩顿公式， 大时 =tg+c=tg+c b.不规则起伏

7、：掌握巴顿方程=tg(JRClg(JCS/ )+ =tg(JRClg(JCS/ )+ b b ) ) 对以上二类结构面，要求掌握其剪切强度方程特点，各符号含义及曲线特征， 会运用， c.非贯通结构面 理解构成其强度的主要成分是什么 d.有充填结构面 没有一定方程表达，随各种因素影响，强度变化较大， 主要有：充填物成分和厚度等 第四章 岩体的力学性质 （一）变形性质 1）原位岩体变形试验及变形参数的确定 主要掌握承压板法的原理方法与Em的确定方法 2）岩体变形参数的估算 a.层状岩体（用室内试验指标求，E0、Kn、KS） tnmt mn nt nmn EE E E SKEE , , 111 0

8、00 SKGG smt 111 作用 作用 掌握以上公式的推 导方法及基本思路 b.裂隙岩体 用岩体分类指标求： 55)(10 55)(1002 40 10 RMRGPaE RMRGPaRMRE RMR mi mi c.P-W曲线特征 四类曲线：直线、上凸、下凹、复合型， 各自的特征及代表性岩类 剪切变形曲线特征 （二）岩体的强度性质 1）原位剪切试验及剪切强度（掌握试验原理与c 、确定方法） 另外岩体剪切强度曲线的特征，各大岩类c 、值的一般值， 与岩块c 、对比与区别 1 1 )( )( B c m B c B c cm TABarctg TABTAC B c c TA)( 2）裂隙岩体的

9、压缩强度，要求掌握单结构面理论即： 2sin)1 ( )(2 3 31 ctgtg tgC j jj 掌握公式的含义，各符号含义，最好 会推导，会用公式求mc mt等 3）Hock-Brown估算方法（掌握公式，求 1 m 、mc 、mt c 、 的方法） 2 331cc Sm cmc S 2 4 2 Smm c mt （三）岩体动力学性质 1）弹性波在岩体中的传播特征（纵波、横波） 2）声波法测定岩体Emd的原理与方法 并注意动静对比，有哪些不同 3）利用VP确定准强度的方法 （四）岩体水力学性质 第五章 岩体工程分类 1.岩块分类 要求掌握（岩块强度分类） 2.岩体工程分类 岩体质量分级、

10、RMR、Q分类、 洞室围岩分类（掌握各自的定义、分类指标的 含义，如RQD的含义、怎样求RQD等） 第六章 岩体中的天然应力 （一）概述（重点搞清定义及其组成） （二）天然应力的基本特征 1）天然应力基本特征（讲了6-7个方面，需重点理解与 掌握） 2）影响因素（地形、剥蚀、结构面、地温，怎么影响） （三）天然应力确定的原理与方法 1）自重应力的确定（均质岩体、层状岩体怎样计算） 2）实测 钻孔套心应力解除法（作为重点掌握，原理与方法步骤） 应力恢复法 水压致裂法 一般了解 第七章 岩体本构关系与强度理论 （一）概述（重点搞清定义及其弹塑性本构关系的区别） （二）岩石的本构关系 1）弹性本构关

11、系 2）塑性本构关系 3）岩石流变理论 （三）岩石强度理论 1）库仑强度准则的基本假设及岩石强度破坏类型 2）莫尔强度准则的基本假设及岩石强度破坏类型 3）格里菲斯强度准则的基本假设及岩石强度破坏类型 （四）岩体变形及本构关系 岩体变形的基本成分 第八章 边坡岩体稳定性分析 1.边坡岩体应力分布特征（应力大小与方向、拉应力集中范围） 2.边坡岩体的变形与破坏 变形类型 卸荷回弹、蠕变。理解其产生原因与特点 破坏类型 平面滑动（单平面、双平面、多平面），楔形体滑动、 曲面滑动、倾倒，掌握各种破坏的基本特征是什么 3.边坡岩体稳定性分析步骤：有哪些步骤，各自的含义是什么，怎 样确定。比如几何边界条

12、件的含义、怎样确定 4.稳定性系数计算掌握二种滑动的计算模型与公式 )sin(sin sin2 gH C tg tg jj 单平面滑动 含义、符号意 义，会推导 楔形体滑动 计算的基本思路，公式的含义与符号意义 第九章 地下洞室围岩稳定性分析 （一）地下洞室围岩的几个岩体力学问题（有四个） （二）围岩重分布应力计算（掌握各种情况下重分布应力计算的基 本思路，假设条件，分布规律，会运用公式进行计算） 1）无压洞室围岩弹性应力（以圆形洞室为例）基本公式 8-9式或 8-10式，对该式要求理解其含义、符号意义，会简化、分析和 计算，进而搞清其应力分布规律 如：洞壁上： 2cos)1 ( 21 0,0

13、 V r r 0 1 1 2 2 0 0 2 2 0 0 r r R r R r 会利用这些式子分析围岩中的应力分布特征，这些式子要记住 对于非圆形洞壁上的应力 2）围岩塑性应力，重点了解塑性圈的概念及其应力分布特征 3）有压洞室围岩重分布应力 2 2 0 2 2 0 0 2 2 0 2 2 0 0 1 1 r R p r R r R p r R a ar 含义、符号意义，会计算 （三）围岩的变形与破坏 1）四种结构围岩的变形破坏特点（掌握不同岩体的 变形破坏形式是什么） H 2sin)( )1 (2 2cos)(2 )1 ( 0 2 0 2 Vh me m VhVh me m E R v E

14、 R u 00 1 R E u me m 2）围岩位移计算（只掌握壁上弹性位移计算） (1)由自重分布应力引起 3）围岩破坏区范围的确定方法 （1 1）弹性力学方法弹性力学方法 围岩破坏从洞壁开始，如果洞壁稳定，围岩也稳定，因此， 首先要判定洞壁是否破坏，用 与c 、t比较，然后才是围岩内， 用 与1m比较，掌握书上图8-15-18 （2）弹塑性力学方法 (2)由自重分布应力与天然应力之差引起 0 )1 (2 2 00 v E R u me m 符号含义，会计算 （四） 围岩压力计算 一、基本概念和类型 n形变围岩压力、松动围岩压力和冲击围岩压力。 二、围岩压力计算（意义，会用公式计算） 1、

15、形变围岩压力计算 2、松动围岩压力 平衡拱理论、块体极限平衡理论（基本观点、计算步骤） （五）围岩抗力与极限承载力 1、围岩抗力系数及其确定方法 2、围岩极限承载力的确定 m m m m R R ctgC R R p mmmmi sin1 sin2 1 0 sin1 sin2 1 0 0 )sin1 (1)sin1 ( mmma Cghpcos)sin1)(2cos21 ()2cos21( 2 1 )sin1)(13( )cos(2 m mma cr g Cp h 需掌握的基本概念需掌握的基本概念 1、岩体力学、岩块、结构面、岩体力学、岩块、结构面、岩体、产状、结构面密度、张开度岩体、产状、结

16、构面密度、张开度 2、密度和容重、吸水率、饱和吸水率、饱水系数、软化系数、渗、密度和容重、吸水率、饱和吸水率、饱水系数、软化系数、渗 透系数、变形模量、弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、三轴压透系数、变形模量、弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、三轴压 缩强度、单轴抗拉强度、剪切强度缩强度、单轴抗拉强度、剪切强度 3、结构面法向刚度和剪切刚度、结构面法向刚度和剪切刚度 4、承压板法、钻孔变形法、狭缝法、纵波、横波、动弹性模量、承压板法、钻孔变形法、狭缝法、纵波、横波、动弹性模量、 动泊松比动泊松比 5、工程岩体分类、工程岩体分类、RQD指标指标 6、天然应力、重分布应力、天然应力、重分布应力、应力恢

17、复法、应力解除法、水压致裂应力恢复法、应力解除法、水压致裂 法、侧压力系数法、侧压力系数 7、流变、流变、蠕变、蠕变、弹性后效、松弛、疲劳强度、几个强度理论弹性后效、松弛、疲劳强度、几个强度理论 8、边坡、人工边坡、天然边坡、卸荷回弹、蠕变变形、几何边界、边坡、人工边坡、天然边坡、卸荷回弹、蠕变变形、几何边界 条件条件 9、围岩压力、围岩抗力、塑性松动圈、围岩压力、围岩抗力、塑性松动圈 需深入理解的几个问题需深入理解的几个问题 1. 为什么说岩体具有不均匀的物理力学性质？为什么说岩体具有不均匀的物理力学性质？ 2. 在岩石的单轴压缩试验中，试件的高径比、尺寸、加载速率怎在岩石的单轴压缩试验中，

18、试件的高径比、尺寸、加载速率怎 样影响岩石的强度？样影响岩石的强度？ 3. 单轴压缩条件下，岩石变形曲线的主要类型有哪些？单轴压缩条件下，岩石变形曲线的主要类型有哪些？ 4. 承压板法、钻孔变形法、狭缝法如何测定岩体的变形参数？承压板法、钻孔变形法、狭缝法如何测定岩体的变形参数？ 5. 岩体静力弹性模量与动力弹性模量的区别与联系岩体静力弹性模量与动力弹性模量的区别与联系?大小关系如何大小关系如何? 6. 采用应力恢复法、应力解除法、水压致裂法如何测定岩体中的采用应力恢复法、应力解除法、水压致裂法如何测定岩体中的 应力？并用示意图表示。应力？并用示意图表示。 7. 什么是蠕变？蠕变过程有哪些阶段什么是蠕变？蠕变过程有哪些阶段?典型的蠕变曲线典型的蠕变曲线?。 8. 围岩压力和围岩抗力的区别与联系？是否可以认为围岩抗力就围岩压力和围岩抗力的区别与联系？是否可以认为围岩抗力就 是围岩压力？是围岩压力？ 9.在三轴压缩试验过程中，围压对岩块变形破坏和承载力的影响？在三轴压缩试验过程中，围压对岩块变形破坏和承载力的影响？ 10.地下水对岩体力学性质的影响表现在哪些方面？地下水对岩体力学性质的影响表现在哪些方面？ 需深入理解的几个问题需深入理解的几个问题 11. 什么叫岩石的本构关系？岩石的本构关系一般有几种类型？什么叫岩石的本