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1、[地下方向復習材料緒論1.巖石,巖塊,巖體的概念巖石:是構成地殼表層巖石圈的主體,是經歷了漫長地質史的大自然產物,是天然礦物質晶體以及其它物質(如有機質等)集合體巖塊:自然地質體的小塊巖石稱為巖塊。巖體:巖體是指在一定地質條件下,含有諸如節(jié)理、層理、劈理、裂隙、斷層等不連續(xù)結構面的復朵地質體。2.了解巖石力學的形成史3.巖石力學的定義,巖石力學學科的發(fā)展階段巖石力學:巖石力學是研究巖石的力學性狀(behavior)的一門理論和應川的科學,它是固體力學的一個分支,是探討巖石對其周圍物理環(huán)境中力場反應的學科。發(fā)展階段:1)階段(19世紀末~20世紀初)
2、2)經驗理論階段(20世紀初~20世紀30年代)3)經典理論階段(20IU:紀30年代~20世紀60年代)4)現代發(fā)展階段(20世紀60年代一現在)4.理解巖石力學研究內容,掌握力學研究方法巖石力學研究內容(1)巖石、巖體的地質特征(2)巖石的物理、水理與熱力學性質(3)巖石的基本力學性質(4)結構面力學性質(5)巖體力學性質(6)原巖應力分布規(guī)律及其測量理論與方法(7)工程巖體的穩(wěn)定性(8)巖石工程穩(wěn)定性維護技術(9)新技術、新方法和新理論在巖石力學中的應用(10)工程巖體的模型、模擬試驗及原位監(jiān)測技術巖石力學的研究方法(1)工程地質研究方法(2
3、)科學實驗方法(科學實驗是巖石力學發(fā)展的基礎法(3)數學力學分析方法“)整體綜合分析方法第一章巖石組構及其物理性質1?巖石分類:巖漿巖:殼深處的巖漿在地下或噴岀地表后結晶、固化而形成的巖石。沉積巖:地表物質或者巖石風化或溶解的產物,經過搬運、沉積并在不同固結作川下形成的巖石O變質巖:原有的巖石受到高溫或高壓作用,重新結晶或結合形成的新礦物結合體。2.理解巖石的本質特性非均質性:指巖石力學性質隨空間位置不同而異的特性非連續(xù)性各向異性:指巖石力學性質隨空I'可方位不同而異的特性2.巖石的物理性質1)質量性質:密度,容重密度:單位體積巖石的質量容重:單位
4、體積的掩飾的重力2)孔隙性質:孔隙率,孔隙比孔隙率:巖石試件內空隙的體積占試件總體積的百分比孔隙比:巖石試件空隙內的體積與巖石試件固體礦物顆粒的體積之比3)水理性質:含水量,吸水率,飽水率,滲透性,軟化性,膨脹性含水量:巖石孔隙屮含水&(WW)與巖石烘干重量(Ws)比值的白分率吸水率:「?燥巖石試樣在一個人氣壓和室溫條件卜吸入水的重量與巖右烘I:重量之比飽水率:指在高壓(150個大氣壓)或真空條件下,巖石吸水的重量Ww2與巖石干重量WsZ比吸水率:干燥巖石試樣在一個大氣壓和室溫條件下自山吸入水的重量與巖石烘干重量之比滲透性:有壓水可以透過巖石的空隙
5、,裂隙而流動,巖石能透過水的能力稱為巖石的滲透性軟化性:巖石浸水飽和后強度降低的性質膨脹性:巖石浸水后體積增大的性質4)抗凍性質:抗凍系數抗凍系數:巖樣在土25C的溫度區(qū)
6、'可內,反復降溫,凍結,升溫,融解,其抗壓強度有所下降,巖樣抗壓強度的下降值與凍融前的抗壓強度Z比3.理解概念,并掌握每種物理性質指標的計算方法1)質量性質:密度,重度2)孔隙性質:孔隙率,孑L隙比3)水理性質:含水量,吸水率,飽水率,滲透性,軟化性,膨脹性4)抗凍性質:抗凍系數第二章巖石的變形與強度1?抗壓強度1)單軸抗壓強度影響囚素:礦物成分、結晶程度、顆粒人小及膠結情況、風
7、化程度、含水情況和周圍壞境(溫度、濕度)層理和裂隙的特性和方向等;2)雙軸抗壓強度影響因素:3)三軸抗床強度:定義:指在三向壓縮荷載作用下巖石所能承受的最大壓應力。影響因素:(1)側壓力的影響(2)加載途徑對巖石三向壓縮強度影響(3)孔隙水壓力對巖石三向壓縮強度的影響2.理解抗壓強度的各種因素1)巖石本身屬性的影響彈性力學:連續(xù),均值,各向同性巖石本質屬性:非連續(xù)性,非均質性,各向異性2)巖石木身的影響結晶程度,顆粒大小,膠結情況,礦物成分,塊體密度,牛成條件,風化作用,水的作用3)試驗方法:形狀效應,尺寸效應,端血摩擦4)外界條件的影響,加載速率
8、,溫度(高溫,低溫),應力狀態(tài)(假三軸,真三軸)2.理解拿握抗剪強度系數的測試方法(3種:直剪試驗,角模壓剪,三軸試驗)3.掌握巖石的破壞模式,以及各種巖石強度準則:莫爾,莫爾-庫倫,格里菲斯莫爾:基本思想:建立在試驗數據的統(tǒng)汁分析基礎上的。巖石在不同的正應力和剪應力組合下,使其喪失承載力假設:巖石的強度與中間主應力無關,巖石的宏觀破裂面基本上平行于中間主應力的作用向。以。為橫軸,C為縱處標,用極限莫爾應力圓表示。通過實驗求得的極限應力狀態(tài),可用一個極限莫爾應力圜表示,破壞曲上的正應力和剪應力,在極限應力圓上僅為一點。無數個極限應力圓上,破壞應力點
9、的軌跡線被成為莫爾強度線,也可稱為莫爾包絡線。莫爾-庫倫:格里菲斯:假設:在脆性材料的內部存在許多隨機分布的扁平橢惻狀裂紋