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一.岩石的物理力学性质1.岩体：位于一定地质环境中，在各种宏观地质界面（断层、节理、破碎带等）分割下形成的有一定结构的地质体。由结构面与结构体组成的地质体。2.岩石：是经过地质作用而天然形成的一种或多种矿物的集合体。具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。3.岩（体）石力学：是力学的一个分支学科，是研究岩（体）石在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的一门基础学科。4.结构面：指在地质历史发展过程中，岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。5.岩石质量指标（RQD）：指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。6.空隙指数：指在0.1MPa压力条件下，干燥岩石吸入水的重量与岩石干重量的比值。7.软化性：软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。8.软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。9.膨胀性：是指岩石浸水后体积增大的性质。10.单轴抗压强度：是指岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值。，11.抗拉强度：是指岩石试件在单向拉伸条件下试件达到破坏的极限值。12.抗剪强度：是指岩石抵抗剪切破坏的能力。13.形状效应：在岩石试验中，由于岩石试件形状的不同，得到的岩石强度指标也就有所差异。这种由于形状的不同而影响其强度的现象称为“形状效应”。14.尺寸效应：岩石试件的尺寸愈大，则强度愈低，反之愈高，这一现象称为“尺寸效应”。15.延性度：指岩石在达到破坏前的全应变或永久应变。16.流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。17.蠕变：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象。18.应力松弛：是指当应变不变时，岩石的应力随时间增加而不断减小的现象。19.弹性后效：是指在加荷或卸荷条件下，弹性应变滞后于应力的现象。20.峰值强度：若岩石应力—应变曲线上出现峰值，峰值最高点的应力称为峰值强度。21.长期强度：指长期荷载（应变速率小于10－6／s）作用下岩石的强度。22.扩容：在岩石的单轴压缩试验中，当压力达到一定程度以后，岩石中的破裂或微裂纹继续发生和扩展，岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程，称之为扩容。23.应变硬化：在屈服点以后（在塑性变形区），岩石（材料）的应力—应变曲线呈上升曲线，如要使之继续变形，需要相应地增加应力，这种现象称之为应变硬化。24.疲劳破坏：在循环荷载作用下，岩石会在比峰值应力低的应力水平下破坏的现象。25.疲劳强度：是使岩石（材料）发生疲劳破坏时循环荷载的应力水平的大小（非定值）。26.速率效应：是指在岩石试验中由于加载速率的不同而引起的岩石强度的变化现象。27.延性流动：是指当应力增大到一定程度后，应力增大很小或保持不变时，应变持续不断增长而不出现破裂，也即是有屈服而无破裂的延性流动。28.脆性破坏：是指岩石在破坏前变形很小，出现急剧而迅速的破坏，且破坏后应力降很大。29.延性破坏：是指岩石在破坏前发生了较大的永久塑性变形，并且破坏后应力降很小。30.强度准则：表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系，一般可以表示为极限应力状态下的主应力间的关系方程：σ1＝f（σ2，σ3）或τ＝f（σ）。31.塑性变形：在外力撤去后不能够恢复的变形。2.岩体的力学性质及分类二.岩体的力学性质及分类l.结构面：①指在地质历史发展过程中岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。②又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。2.原生结构面：在成岩阶段形成的结构面，根据岩石成因的不同，可分为沉积结构面、岩浆（火成）结构面和变质结构面三类。3.构造结构面：指在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层面等。4.次生结构面：指在地表条件下，由于外力(如风力、地下水、卸荷、爆破等)的作用而形成的各种界面，如卸荷裂隙、爆破裂隙、风化裂隙、风化夹层及泥化夹层等。5.结构面频率：即裂隙度，是指岩体中单位长度直线所穿过的结构面数目。6.结构体：结构面依其本身的产状，彼此组合将岩体切割成形态不一、大小不等以及成分各异的岩石块体，被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体。7.结构效应：是指岩体中结构面的方向、性质、密度和组合方式对岩体变形的影响。8.剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。9.节理化岩体：是指被各种节理、裂隙切割呈碎裂结构的岩体。10.结构面产状的强度效应：指结构面与作用力之间的方位关系对岩体强度所产生的影响。11.结构面密度的强度效应：指结构面发育程度(数量)对岩体强度所产生的影响。12.岩体完整性指标：是指岩体弹性纵波与岩石弹性纵波之比的平方。13.岩体基本质量：岩体所固有的、影响工程岩体稳定性的最基本属性，岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度决定。14.自稳能力：在不支护条件下，地下工程岩体不产生任何形式破坏的能力。15.体积节理数：是指单位岩体体积内的节理(结构面)数目。16.岩石质量指标(RQD)：长度在10cm（含10cm)以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，称为岩石质量指标RQD(RockQualityDesignation)。三.岩体中天然应力及其量测1.地应力：自然状态下在原岩体中存在的由于岩石自重和构造应力形成的分布应力称为地应力，也称岩体天然应力。2.原岩应力：在工程中指天然存在于岩体之中(内部)而与任何人为因素无关的应力，也称天然应力。3.残余应力：指没有外力作用时在岩体内部由于某种原因在整个岩体内的不均匀的变形而引起的应力。4.初始地应力：岩体中存在的未受到工程扰动的原始应力状态下的应力。5.自重应力：由于岩体自重而产生的天然应力叫自重应力。6.构造应力：由于地质构造活动在岩体中引起的应力场，这种应力与一定范围地质构造有关，其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量。这一作用可以持续到地层深处。7.应力重分布：岩体受到工程活动扰动，引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态。8.二次应力：相对于初始应力而言，岩体上或岩体内部受到人类工程活动扰动，引起初始应力自然平衡状态的改变，使一定范围内的原始应力重分布形成的新的应力称为二次应力，或称次生应力。次生应力直接与工程稳定性有关。9.垂直应力：地下岩体中上覆岩层的重量所造成的应力。10.切向应力：作用于巷道截面的切线方向的应力。11.径向应力：垂直于巷道周边切线的正应力。12.岩爆：是地下洞室开挖过程中围岩发生突然脆性破坏的现象。一般在地应力较大部位，岩石被挤压超过其弹性限度，聚集的能量会突然释放出来，伴随有声音、碎石飞散、坠落等现象。13.构造线：指区域性挤压应力所形成的构造形迹，也就是指与产生地质构造运动的压应力方向相垂直的平面和地面的交线。14.现代构造应力：就是现今正在形成某种构造体系和构造形迹的应力。四.地下洞室围岩稳定性分析1.围岩：指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体称为围岩。地下工程开挖过程中，在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩。2.围岩压力：地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力。3.静水应力状态：在岩石力学中，地下深部岩体在自重作用下，岩体中的水平应力和垂直应力相等的应力状态。4.形变围岩压力：指围岩在二次应力作用下局部进入塑性，缓慢的塑性变形作用在支护上形成的压力，或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的支护压力。一般发生在塑性或者流变性较显著的地层中。5.松动围岩压力：指因围岩应力重分布引起的或施工开挖引起的松动岩体作用在隧道或坑道井巷等地下工程支护结构上的作用压力。一般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的。6.冲击围岩压力：（1）是地下洞室开挖过程中，在超过围岩弹性限度的压力作用下，围岩产生内破坏，发生突然脆性破坏并涌向开挖(采掘)空间的一种动力现象。（2）强度较高且完整的弹脆性岩体过渡受力后突然发生岩石弹射变形所引起的围岩压力。7.膨胀围岩压力：在遇到水分的条件下围岩常常发生不失去整体性的膨胀变形和位移，表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出，并在支护结构上形成形变压力的现象。8.应力集中：受力物体或构件在其形状或尺寸突然改变之处引起应力在局部范围内显著增大的现象。9.应力集中系数：指岩体中二次应力与原始应力的比值，也可用井巷开挖后围岩中应力与开挖前应力的比值来表示。10.侧压系数：岩体中一点的水平应力与垂直应力的比值。11.围岩（弹性）抗力系数：当隧洞受到来自隧洞内部的压力P时，在内压力作用下，洞壁围岩必然向外产生一定的位移△α，则定义围岩的弹性抗力系数为K＝P／△α。此时K的物理意义为促使隧洞洞壁围岩产生单位径向位移所需的内水压力值。12.单位抗力系数：隧洞围岩的弹性抗力系数不仅与隧洞的地质条件有关，而且与隧洞的半径有关，为了统一，在工程上规定洞径为200cm时隧洞围岩的抗力系数定义为单位抗力系数。一、填空题：1、矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。2、已知岩石的孔隙率为5%，则其孔隙比为0.053。3、岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足抗剪强度抗拉强度。4、岩石形成各向异性的原因是岩石物质成分、结构具有方向性，节理、结构面、层面具有方向性。5、岩石蠕变的类型分为稳定蠕变和不稳定蠕变两种。6、马克斯维尔（M）体描述具有瞬时弹性变形、等速蠕变和松弛性质的不稳定蠕变，其结构组成为M=H—N（或元件图）。7、岩石抗冻系数为岩样在正负25℃之间反复冻融，其抗压强度降低值与未冻融前抗压强度的百分比。8、塑性区围岩具有弹塑性位移，位移仅与应力偏量有关，与静水压力无关。9、目前维护井下巷道围岩稳定，主要从两个方面入手:增强围岩强度、降低围岩应力。10、从支护原理上分析，普通支护为被动支护，锚喷支护为主动支护。11、锚杆支护设计时一般先确定锚固力，然后确定拉断力，再确定锚杆杆径。1.开尔文（K）体描述有弹性后效的稳定蠕变，其结构组成为K=H|N（或元件图）。2.莫尔认为无论岩石处于何种应力状态，破坏均为剪切破坏。3.依据回采空间是否移动，分为移动支承压力、固定支承压力。4.一般讲，岩体强度介于岩石强度与结构面（弱面）强度之间。5.ISRM建议：加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一般为5—10分钟。6.岩石破坏后所具有的残余强度是指破裂岩块之间因相互错动摩擦产生的摩擦阻力。7.一般以高于（低于）原岩应力5%为界，划分集中应力影响范围。1．描述不稳定蠕变的马克斯维尔（M）体结构组成为M=H—N（或元件图）。2．矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。3．岩体由岩块、结构面组成。4．格里菲斯认为不论岩石受力状态如何，最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏。5．锚杆的作用原理有悬吊、组合梁、挤压拱、抗剪切等不同解释。6．岩石塑性变形有真塑性和假塑性之说，其中假塑性变形是指岩石内部存在的节理裂隙被压闭合在宏观表现上的变形。7．当侧压系数为1/3时，圆形巷道周边恰恰不产生拉应力。1、已知岩石的孔隙比为0.053，则其孔隙率为5%。2、岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足三向抗压强度单轴抗压强度。3、结构面密集程度由裂隙度K与切割度Xe表征。4、岩石的破坏类型分为断裂破坏（劈裂）、流动破坏（剪切）两种。5、典型蠕变曲线分为初始蠕变、定常蠕变、加速蠕变三阶段。6、开尔文（K）体描述有弹性后效的稳定蠕变，其结构组成为K=H|N（或元件图）。7、巷道围岩受地压作用产生的三区分别为塑性区、弹性区、原始应力区。8、弹性区围岩具有弹性或粘弹性位移，位移与岩石弹性性质有关。9、大量实验表明，塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。10、锚杆施工时要