赵文《岩石力学》笔记和课后习题（含考研真题）详解

目录

内容简介

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绪论

01复习笔记

02典型题（含考研真题）详解

第1章岩石的物理力学性质

1.1复习笔记

1.2课后习题详解

1.3典型题（含考研真题）详解

第2章岩体的力学性质

2.1复习笔记

2.2课后习题详解

2.3典型题（含考研真题）详解

第3章地应力及其测量

3.1复习笔记

3,2课后习题详解

3.3典型题（含考研真题）详解

第4章露天矿边坡

4.1复习笔记

4.2课后习题详解

4.3典型题（含考研真题）详解

第5章井巷地压

5.1复习笔记

5.2课后习题详解

5.3典型题（含考研真题）详解

第6章采场地压及其控制

6.1复习笔记

6.2课后习题详解

6.3典型题（含考研真题）详解

第7章岩石工程支护及治理

7.1复习笔记

7.2课后习题详解

7.3典型题（含考研真题）详解

绪论

0.1复习笔记

「岩石力学的基本概念

「什么是岩石力学4岩石分类

〔岩石和岩体的区别

绪I岩石力学的发展r岩石和岩体的物理力学性质

论|「研究内容J岩石的破坏机制和逐度准则

I工程岩体的稳定性分析

I岩石力学的研究内容和方法《I岩体的加固和处理技术

"科学实验

I3克方法J理论分析

I模拟计算

【知识框架】

【重点难点归纳】

一、什么是岩石力学

1.基本概念

（1）岩石力学是研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门

理论科学，是力学的一个分支，同时它也是一门应用科学。

（2）岩体力学是固体力学的一个分支，它研究岩体在力场作用下的强度、变形与破

坏，以及与其相关的岩体稳定性问题。

（3）岩石是组成地壳的基本物质，它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚

集而成的自然体，如花岗岩、大理岩、石灰岩等。

2.岩石分类

岩石按成因的分类如下：

①岩浆岩。指岩浆冷凝而形成的岩石，具有强度高、均质等特性。

②沉积岩。指母岩经搬运、沉积而形成的岩石，它具有层理性与各向异性。

③变质岩。指原岩在高温、高压下及化学性流体的影响下发生变质而形成的岩石，

其性质和变质程度有关。

3.岩石和岩体的区别

（1）基本概念

①岩石。是指从地壳岩层中切割出来的岩块。

②岩体。岩体是地质体，它的形成与漫长的地质年代有关，它是一定工程范围内的

自然地质体，经过各种地质运动，内部含有构造和裂隙。岩体具有多样复杂的特性，即使

是由相同物质组成的岩体，其力学特性也可能有很大的差异。

（2）结构特点与区别

①岩体的特点：不均质性、地质体、时间因素影响、环境因素影响、含有缺陷。

②岩石与岩体的区别。岩体是非均质各向异性体；岩体内部存在着初始应力场；岩

体内含有各种各样的裂隙系统，处于地下环境，受地下水等因素的影响。

③岩石结构。岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型等。

④岩石构造。岩石的组成部分在空间排列的情况，如岩石的层面构造、层理构造等。

二、岩石力学的发展

（1）岩石力学最早源于采矿工程，20世纪以前，岩石力学处于萌芽阶段。我国明末

科学家宋应星在1637年编著的《天工开物》中记有大量的开采情况。后来西欧一些国家

在19世纪也有一些研究。

（2）20世纪初至50年代，人们借助土力学的研究成果解决岩石力学问题，出现了

相似材料和光弹模拟方法。奥地利地质力学学会的出现，以及1957年法国的塔罗勃

（J.Talobre）所著《岩石力学》的出版，标志着岩石力学开始进入发展期。

（3）20世纪60年代以后，岩石力学发展较快，无论是从理论和实验手段方面都形

成了完整的体系，特别是随着电子计算机的出现，更加推动了岩石力学的发展。

尽管岩石力学发展很快，但是工程方面遇到的问题也越来越复杂，如深部开采、岩爆

问题、海底隧道、核废料存储、灾害预测与防治等方面面临许多问题，需要更加深入的理

论体系来支撑。随着高新技术的发展和新的测试技术的出现如遥感技术、三维地震CT、

声发射和微震监测等技术的应用丰富了岩石力学的研究手段，加速了岩石力学的发展。

三、岩石力学的研究内容与方法

1.研究内容

（1）岩石和岩体的物理力学性质；（2）岩石的破坏机制和强度准则；（3）工程岩

体的稳定性分析；（4）岩体的加固和处理技术。

2.研究方法

（1）科学实验。包括实验室和现场实验。

（2）理论分析。采用岩石力学理论分析。

（3）模拟计算。采用计算软件借助飞速发展的计算机技术，对复杂的岩石力学问题

进行模拟计算，这是岩石力学研究中十分有用的强大工具，现代的岩石力学研究已离不开

模拟计算。

0.2典型题（含考研真题）详解

1.岩体工程分析所考虑主要因素有哪些？国内外代表性的岩体分析方法有哪些？

［中南大学2012年］

答：（1）岩体工程分析主要考虑因素有：①岩石和岩体的地质特征，其中包括：岩

石的物质组成和结构特征；结构面特征及其对岩体力学性质的影响；岩体结构及其力学特

征；岩体工程分类；②岩石的物理、水理与热力学性质；③岩石的基本力学性质；④结

构面的力学性质；⑤岩体力学性质。

（2）目前国内外代表性的岩体分析方法有：①工程地质研究法。包括岩矿鉴定法、

工程勘探法；②科学实验法。包括遥感技术、激光散斑和切层扫描技术、三维地震CT成

像技术、微震技术等；③数学力学分析法。包括数值分析法（有限差分法、有限元法、

边界元法等）、模糊类聚和概率分析法（随机分析、可靠度分析、灵敏度分析等）、模拟

分析法；④整体综合分析法。

2.简述岩石和岩体的联系和区别。

答：（1）区别：岩石是从地壳岩层中切割出来的岩块；而岩体是由结构体和结构面

组成的地质体，它的形成与漫长的地质年代有关，它是一定工程范围内的自然地质体，经

过各种地质运动，内部含有构造和裂隙。

岩体是非均质各向异性体；岩体内部存在初始应力场；岩体内含有各种各样的裂隙系

统，处于地下环境，受地下水等因素影响。

（2）联系：岩石是组成岩体的基本单元，岩体是由岩石组成的地质体。

第1章岩石的物理力学性质

1.1复习笔记

【知识框架】

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内容

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