岩石力学复习资料

1、岩石力学——研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的立场产生效应的一门理论科学。2、岩石——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规律聚集而成的自然体。3、岩体——岩体是地质体，一定工程范围内的自然地质体，经过各种地质运动，内部含有构造与裂隙。4、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。5、岩石构造——岩石的组成部分在空间排列的情况。6、渗透系数——表征岩石渗透性能的大小。7、软化系数——岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。8、弹性——在一定应力范围内，物体受外力作用产生全部变形，而去除外力后立即回复其原有的形状和尺寸大小的性质，称为弹性。产生的变形称为弹性变形。9、岩石的变形指标有弹性模量、变形模量、泊松比。10、弹性模量——在单向压缩条件下，弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比。11、变形模量——在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向总应变之比。12、泊松比——横向应变与轴向应变之比。13、单轴抗压强度——岩石试件在无侧隙的条件下，受轴向压力作用至破坏时，单位横截面积上所承受的最大压应力。14、抗拉强度——岩石在拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。15、抗剪强度——岩石在剪切载荷作用下抵抗剪切破坏的最大剪应力。16、流变性——指介质在外力不变的条件下，应力或应变随时间变化的性质。17、蠕变——介质在大小和方向均不改变的外力作用下，其变形随着时间的变化而增大的现象。18、松弛——介质的变形保持不变时，内部应力随时间变化而降低的现象。19、弹性后效——对介质加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。20、结构面——指岩体中存在着各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面。21、准岩体强度——由完整岩石试件的强度和完整性系数K确定。22、完整性系数——弹性波在岩体中传播纵波速度的平方与在岩石中传播纵波速度的平方之比。23、普氏系数——表征岩石稳定性大小的性质。24、RQD——本次钻孔取芯不小于10cm岩芯的总长与进尺之比。25、原岩应力——由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应。26、地压——因围岩位移和冒落破坏而作用在支架上的压力。27、地压现象——围岩发生变形、出现裂隙、断裂冒落和支架破坏的现象。28、二次应力——巷道开挖后，初始应力的平衡状态被打破，初始应力场将发生改变。如果新的应力未超过岩体的承载能力，岩体中就会建立起新的应力平衡，应力发生重新分布。29、变形地压——在大范围内岩体受支架约束而产生对支架的压力。30、散体地压——当岩体较为破碎时，或初始应力较大时，开巷后围岩会发生冒落破坏。架设支架后，冒落下的岩体会以重力的形式作用在支架上。31、冲击地压——坚硬围岩中积累了很大的弹性变形能，并以突然爆发的形式释放出的压力。32、侧压力系数——岩体中原岩应力在水平方向的分量q与垂直方向的分量p的比值。33、崩落角——指地表裂隙区的最边缘至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。34、移动角——指地表位移边界线至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。二、问答题1、岩石与岩体的区别？P1答：岩体是非均匀各项异形体，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。2、影响岩石单轴抗压强度的因素？P24答;一方面是岩石本身方面的因素，岩石的矿物组成、结构构造、密度、风化程度及含水量等；另一方面是实验条件方面的因素，如试件的几何形状、尺寸、加工精度、端面条件、加载速率及温度等因素。3、获得岩石抗剪强度的方法？P28答：直剪试验、倾斜压模剪切法、三轴试验。4、什么是真三轴与假三轴试验？P15答:真三轴试验是使试样处于三个主应力不相等（即σ1σ2σ3）的应力组合状态下的三轴压缩试验。普通三轴处于σ2=σ3的应力状态下试验。5、岩石的变形特征，全应力—-应力曲线如何获得？有何意义?亦称“应力-应变图”。表示材料在外力或外因变化的作用下,应力与应变变化特征的曲线。全应力应变曲线，表征了岩石从开始变形，逐渐破坏，到最终失去承载能力的整个过程。根据岩石的变形把全应力应变曲线分为6个阶段，各个阶段的特征和反映的物理意义如下：OA段，应力缓慢增加，曲线朝上凹，岩石试件内裂隙逐渐被压缩闭合而产生非线性变形，卸载后全部恢复，属于弹性变形。AB段，线弹性变形阶段，曲线接近直线，应力应变属线性关系，卸载后可完全恢复。（3）BC段，曲线偏离线性，出现塑性变形。从B点开始，试件内部开始出现平行于最大主应力方向的微裂隙。随应力增大，数量增多，表征着岩石的破坏已经开始。CD段，岩石内部裂纹形成速度增快，密度加大，D点应力到达峰值，到达岩石最大承载能力。DE段，应力继续增大，岩石承载力降低，表现出应变软化特征。此阶段内岩石的微裂隙逐渐贯通。残余强度。强度不再降低，变形却不断增大。6、典型蠕变可以分为几个阶段？P34答：1.瞬时弹性变形阶段2.蠕变开始阶段3.蠕变第二阶段4.蠕变第三阶段7、流变模型的基本元件有哪些?本构关系是什么？P35答;弹性元件、粘性元件、塑性元件。弹性本构关系：线性弹性、非线性弹性本构关系。弹塑性本构关系：各向同性、各向异性本构关系。流变本构关系：岩石产生流变时的本构关系。流变性是指如果外界条件不变，应变或应力随时间而变化的性质。强度准则、莫尔强度理论的基本观点、强度曲线的形式、该理论的优点与缺点？莫尔强度理论，认为材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点正应力相关。优点：①比较全面反映了岩石的强度特性。②真实地反映了岩石抗剪强度与正应力有关的事实。③受拉区闭合，范围小，反映了岩石抗拉强度低的事实，三向等拉时，缩于曲线与σ轴的交点，三向等拉是会破坏的。④受压区是开放的，三向等压时，莫尔圆缩为一点，不能与强度曲线相切，故认为三轴等压时，岩石不会破坏。⑤莫尔理论简单、实用、方便。缺点：①忽略了σ2影响，与试验有出入；②对拉应力区强度线形式研究不够，也不适应蠕变、膨胀等情况。9、结构面对岩体强度的影响？P58答：对岩体力学性质的影响主要取决于结构面的产状、连续性、密度、形态、张开度、结构面充填状况及结构面组合关系等。10、为什么进行岩体分类？常用的哪几种方法？P90答:分类的目的是为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。常用的有普氏分类法、按岩石质量指标（RQD）分类、节理岩体地质力学分类（RMR）、Q值岩体质量分类法、我国岩体基本质量分级（BQ）。11、地壳浅部原岩应力分布的基本规律？P109答：垂直应力分布规律:在深度为25-2700m的范围内，垂直应力呈线性增长，大致按平均重度等于27KNm3计算出来的重力。水平应力分布规律:绝大多数情况下，水平主应力之一为最大主应力；水平应力具有明显的各向异性；水平应力随深度呈线性增长关系。12、原岩应力的测量方法有哪些？P115答：1.直接测量法：扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法、声发射法。2.间接测量法：全应力解除法、局部应力解除法、地球物理方法。13、地压分类？p145答：变形地压、散体地压、冲击地压、膨胀地压。14、根据围岩应力分布特点将围岩分为哪几个区？P165答：塑性区、弹性区、原岩应力区。围岩与支架共同作用，它的实质是什么?P166支架与围岩是相互作用的一对力；支架的结构和尺寸对顶板压力有一定的影响；支架受力的大小及其在回采工作面上分布的规律与支架的性能有关。16、普氏理论及自然平衡拱状态？P177答：由于受弱面切割的影响，岩体既不是连续介质，也与完全松散的介质有区别，而是具有一定粘结力的松散介质。巷道开挖后，由于应力的重新分布，部分围岩发生破坏，巷道顶部岩体冒落，现场观察和模型试验的结果都表明，顶部岩体冒落是有限的，冒落到一定程度后，顶板形成拱形而稳定下来，这就是自然平衡拱。17、普氏与秦氏的地压计算有哪些区别？P179答：普氏理论适用于顶板岩石稳定性较差，但侧帮稳定性较好，侧帮不发生破坏的情况。当侧帮岩体的稳定性也较差时，就得利用秦氏地压计算。19、采场应力分布特征P187答：冒落带、裂隙带、弯曲带20、空场法地压活动过程？答：预兆阶段、大冒落阶段、稳定阶段。21、采空区处理的主要方法？答：崩落法、充填法、支撑法、隔离法、联合法。22、井巷维护原则?答：1、根据用途和服务年限，确定设计标准，进行维护设计2、提高井巷围岩自身强度3、选择合理的井巷断面形状与尺寸4、选择合适的支护类型和支护时间24、喷射砼与锚杆的力学作用P224答：喷射砼：1、保护和加固围岩2、改善围岩应力状态3、提高围岩的自承能力锚杆1、悬吊作用2、组合作用3、挤压加固作用