岩体力学总复习

岩体力学课程复习指导工程学院勘察与基础工程系吴文兵岩体力学期末考试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（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、σ1与结构面的夹角不同、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=arctg（2a/L）（起伏角）粗糙度JRC8.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）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ρs=ms/vsρ=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Rd2.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——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2-64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、φ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：σ小时，τ=σtg（φb+i）佩顿公式，σ大时τ=σtgφ+cb.不规则起伏：掌握巴顿方程τ=σtg(JRClg(JCS/σ)+φb)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、μ、Kn、KS）tnmtmnntnmnEEEESKEE,,111000SKGGsmt111σ作用τ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)(1055)(10024010RMRGPaERMRGPaRMRERMRmimic.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、φ确定方法）另外岩体剪切强度曲线的特征，各大岩类c、φ值的一般值，与岩块c、φ对比与区别11)()(BcmBcBccmTABarctgTABTACBccTA)(2）裂隙岩体的压缩强度，要求掌握单结构面理论即：2sin)1()(2331ctgtgtgCjjj掌握公式的含义，各符号含义，最好会推导，会用公式求σmcσmt等3）Hock-Brown估算方法（掌握公式，求σ1m、σmc、σmtc、φ的方法）2331ccSmcmcS242Smmcmt（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、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(sinsin2gHCtgtgjj单平面滑动含义、符号意义，会推导楔形体滑动η计算的基本思路，公式的含义与符号意义需掌握的基本概念1、岩体力学、岩块、结构面、岩体、产状、结构面密度、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3、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、动泊松比5、工程岩体分类、RQD指标6、天然应力、重分布应力、应力恢复法、应力解除法、水压致裂法、侧压力系数7、流变、蠕变、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、几何边界条件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？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？4.承压板法、钻孔变形法、狭缝法如何测定岩体的变形参数？5.岩体的静力弹性模量与动力弹性模量哪个大？为什么？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应力？并用示意图表示。7.什么是蠕变？蠕变过程有哪些阶段？试用图表示蠕变的应变与时间关系曲线。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？10.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？12.边坡岩体的变形破坏有哪些基本类型？单平面滑动与楔形体滑动的特点是什么？13.应用刚体极限平衡法计算边坡稳定性的一般步骤是什么？祝大家复习愉快、考试取得好成绩！