岩体力学

PAGE4PAGE1岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。岩体=岩块+结构面：含有节理、裂隙、层理、断层等不连续结构面的自然地质体（复杂地质体）岩石与岩体的区别与联系区别：①岩石可以看作是一种材料，岩体是岩石与各种不连续面的组合体；②岩石可以看作是均质的，岩体是非均质的（在一定的工程范围内）；③岩石具有弹、塑、粘弹性，岩体受结构面控制，性质更复杂，强度更低；④岩体通常是指一定工程范围内的地质体，岩石则无此概念。联系：①都是经过长期地质作用形成的地质体，性质都很复杂；②岩石是岩体的组成成分之一，岩体的物理力学性质与构成它的岩石有关。岩体的力学特征：①不连续；②各向异性；③不均匀性；④地质因子特性（水、气、热、初应力）。地应力场、渗流场、温度场等多场耦合作用研究内容：（1）岩石、岩体的地质特征（2）岩石的物理、力学性质（3）结构面力学性质（4）岩体力学性质（5）地应力分布规律及其测量理论与方法（6）工程岩体的稳定性（7）岩体工程稳定性维护技术（8）新技术、新方法与新理论在岩石力学中的应用第二章岩石的基本物理性质：密度、孔隙(反应裂隙发育程度)、水理性（含水率和透水率）、抗风化及其他性质（软化系数、岩石耐崩解性指数、岩石的膨胀性）岩石的单轴抗压强度：指岩石试件在无侧限的条件下，受轴向压力作用破坏时单位面积上承受的荷载。（一）普通试验机下的变形特性应力、应变曲线形状与岩性有关1、典型的岩石应力、应变曲线：分为三个阶段！！a.分三个阶段（1）原生微裂隙压密阶段（OA级）特点：应变率随应力增加而减小；塑性变形（变形不可恢复）原因：微裂隙闭合（压密）（2）弹性变形阶段（AB段）特点：曲线是直线；弹性模量E为常数（变形可恢复）（3）塑性变形阶段（BC）特点：软化现象；②塑性变形，变形不可恢复；③应变速率不断增大。原因：新裂纹产生，原生裂隙扩展。脆性：应力超出屈服应力后，并不表现出明显的塑性变形的特性，而破坏，即为脆性破坏。全应力应变曲线三个用途：预测岩爆、预测蠕变破坏、预测循环加载条件下岩石的破坏。破坏形态是表现破坏机理的重要特征；其主要影响因素：①应力状态②试验条件破坏形态有两类：（1）圆锥形破坏——原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端部效应），在工程中也会出现。（2）柱状劈裂破坏——张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗压强度）是岩石单向压缩破坏的真实反映（消除了端部效应）消除试件端部约束的方法：润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部）；加长试件影响单轴抗压强度的主要因素（4个方面）：（1）承压板端部的摩擦力及其刚度（加垫块的依据）（2）试件的形状和尺寸（3）加载速度（4）环境抗压实验：刚性试验机，，，，，，抗拉实验：直接拉伸法Rt=P/A、抗弯法T=MC/I、劈裂法、点荷载试验，，，，，，，抗剪实验：抗剪断试验、抗切试验、弱面剪切强度试验岩石在三向压应力下的变形特性蠕变：应力恒定，岩石应变随时间增大，所产生的变形称为蠕变（又称为徐变）。松驰：应变恒定，岩石中的应力随时间减少，这种现象称“松驰。弹性后效：加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。典型的蠕变曲线（分三阶段）1、初始蠕变阶段（瞬变蠕变阶段）。特点：①有瞬时应变；②应变率随时间增长而减小；③卸载后，有瞬时恢复变形，和弹性后效，弹性后效，变形经过一段时间后，逐渐恢复的现象。2、稳定蠕变阶段（较长）特点：①应变率为常量；②卸载：有瞬弹性恢复，弹性后效，粘性流动，不可恢复的永久变形。3、非稳定蠕变阶段（蠕变破坏阶段）特点：①剧烈增加；②一般此阶段比较短暂。岩石蠕变的影响因素应力水平、温度、湿度莫尔强度理论，基本思想①以（脆性材料、铸铁）试验数据统计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 为基础；②不考虑中间主应力对岩石强度的影响；③由正应力和剪应力组合作用使岩石产生破坏（受拉破坏、拉剪破坏，压剪破坏）由于岩石的力学性质所致，莫尔包线向应力增大的方向开放，单向抗拉强度小于单向抗压强度；单向抗拉区小于单向抗压区。屈服准则是判断某一点的应力是否进入塑性状态的判断准则屈服表面的几何意义：若主应力空间中的一点应力状态矢量的端点位于屈服表面，则该点处于塑性状态；若位于屈服表面内部，则该点处于弹性状态。由屈服表面可知：同一母线上应力偏数量都相等；与母线相垂直斜截面上的应力球张量相等。第四章1、岩体结构面的分析；结构面：没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，包括一切地质分离面。1、产状2、间距3、延展性（持续性）4、粗糙度和起伏度5、结构面面壁强度6、结构面的开度和充填物7、结构面的渗透性8、结构面的组数和岩块的尺寸结构面分类：按照成因分类：原生、次生、构造原生结构面（沉积结构面：层面、层理、夹层等；火成结构面：原生节理、流纹面；变质结构面：片理）(2)构造结构面（断裂面、破碎带）(3)次生结构面（风化裂隙、泥化夹层）2、结构面的变形特征；一、结构面的法向变形（一）结构面法向弹性变形1、假设条件：（1）有n个点接触,每个接触面边长为h（2）每个接触面受力相同（3）每个接触面力学特性相同（一）结构面剪切位移曲线在一定的法向应力作用下，结构面在剪切作用下产生切向变形。a)非充填粗糙结构面，随剪切变形发生，剪切应力相对上升较快，达到峰值后，结构面抗剪能力下降，产生不规则的峰后变形或滞滑想象。b)对于平坦(或有充填物)的结构面，初始阶段的剪切变形曲线呈下凹形，随着剪切变形的持续发展，剪切应力逐渐升高但没有明显的峰值出现，最终达到恒定值，有时也出现剪切硬化。3、结构面的力学效应；单节理的力学效应　三种可能破坏形式：（1）结构面破坏；（2）岩块破坏；（3）岩块与结构面同时破坏。结构面的产状对岩体的强度产生影响。无论岩体沿节理破坏还是岩块内部破坏均符合摩尔—库仑理论：结构面是一个方向，在莫尔圆上是一个点。所以，稳定问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是点与直线的位置问题。1、节理与岩石的抗剪强度线无关系；2、沿节理破坏必需满足与莫尔圆交点为其节理方向，且该点的正压力与剪应力刚好达到节理的强度；3、一般情况下直线与莫尔圆相割。可见：节理面上的应力和强度均是β的函数。因此，岩体强度与岩石的强度不同，除与应力状态有关外，还与节理面的方位有关。故，节理面破坏β必须满足的条件：(1)φj<β<π/2,(2)β1≤β≤β2。即是说，当时，节理的强度最低，最容易产生破坏。说明岩体最容易沿此节理面产生滑移。节理对岩体强度的影响从上述分析可见：（1）当节理面倾角β满足β1＜β＜β2,且φj<β<π/2时，节理才会对岩体产生影响，这时岩体的强度取决于节理的强度，且当β＝45°＋φj/2时，岩体强度最低，其莫尔圆直径最小。（2）当节理面倾角β满足β=β1或β=β2,岩石节理同时破坏，岩体强度等于岩块强度（3）当β增大或减小时，岩体的强度随之增加。（4）当β<β1或β>β2时，岩体强度与节理无关，取决于岩石的强度。多节理的力学效应1、岩体有两组相交的节理，其力学效应可根据单节理求解，一般有三种情况：（1）两组中只有一组节理面倾角β满足β1≤β≤β2,则岩体强度取决于该组节理的强度，岩体若发生破坏，必沿该节理面产生；（2）两组节理均满足β1≤β≤β2,则岩体强度取决于节理的临界应力圆大小。岩体若发生破坏，必沿临界应力圆直径较小的节理面产生（3）两组节理均不满足β1≤β≤β2,则岩体强度取决于岩石本身的强度而不受节理的影响。2、岩体有多组相交的节理4、岩体的应力-应变分析；第五章1，分类的目的（地质勘探+少量的岩石力学实验）：（1）为岩石工程建设的勘察、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、施工和编制定额提供必要的基本依据。（2）便于施工方法的总结、交流、推广。（3）为便于行业内技术改革和管理。2，工程岩体分类原则：（1）有明确的类级和适用对象。,（2）有定量的指标。（3）类级一般分五级为宜。（4）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。（5）根据适用对象，选择考虑因素。趋势：“综合特征值”分类法3，分类的独立因素：（1）岩石材料的质量（采用单轴抗压强度指标）。（2）岩体的完整性，（结构面特征统计、弹性波波速）（3）水的影响（软化、冲蚀、弱化）（4）地应力（只能在综合因素中反映）（5）其它因素（自稳时间、巷道顶面下沉量）独立因素：岩石质量、结构面、水第六章重点：1、岩体初始应力场及其影响因素影响岩体初始应力的因素(6个方面)地形、地质构造形态、地形地貌和剥蚀作用、岩石力学性质、水、温度2、岩体初始应力状态的现场量测方法，水压致裂法、应力解除法3、岩爆：围岩处于高应力场条件下所产生的岩片（块）飞射抛撒，以及洞壁片状剥落等现象。它是岩石被挤压到弹性限度，岩体内积聚的能量突然释放所造成的一种岩石破坏现象。岩爆产生的条件：（1）地下工程开挖，洞室空间的形成是诱发岩爆的几何条件；（2）围岩应力重分布和集中导致围岩积累大量弹性变形能，这是诱发岩爆的动力条件；（3）岩体承受极限应力产生初始破裂后的剩余弹性变形能的集中释放量决定岩爆的弹射程度；（4）岩爆通过何种方式出现，这取决于围岩的岩性、岩体结构特征、弹性变形能的积累和释放时间长短。无论是瞬时岩爆，还是滞后岩爆，都要经历岩爆应力演化过程和岩爆板裂结构演化过程。岩爆类型：破裂松脱型；爆裂弹射型；爆炸抛射型岩爆的防治1、围岩加固措施：已经开挖硐室的加固和超前加固，宜设计柔性支护。一方面可以改善掌子面1-2倍硐室直径范围的应力条件，另一方面具有防护作用。2、改善围岩应力条件：（1）选线：隧洞和硐室长轴方向与最大主应力平行（2）合理的开挖断面（3）短进尺、多循环（4）应力解除法，在开挖面上及时打超前密集小孔；或从开挖面内向内钻孔和在一定深度内放炮，在一定范围内形成破碎带，降低洞周的应力。（5）喷水或者注水，软化作用3、施工安全措施：躲避和清除浮石，使岩爆与施工人员一定程度隔离开来。第八章A边坡按成因可分为：自然边坡和人工边坡。边坡按组成物质可分为：土质边坡和岩质边坡。B1、岩石崩塌：岩体在陡坡面上脱落而下的一种边坡破坏形式。常发生于陡坡顶部裂隙的发育地方。原因：裂隙水压力、冻胀力致2、平移滑动:部分岩体沿着地质软弱面，如层面、断层、裂隙或节理面的滑动。3、旋转滑动：由于外界条件干扰，在均质页岩或泥岩中产生新的圆弧破裂面，岩体沿此圆弧面产生滑移。4、岩块流动：高应力作用下，产生脆性破裂（破坏）面。不规则。5、岩层曲折：在自重与裂隙水压力共同作用下岩层面发生C边坡概念：为保证HYPERLINK"http://baike.so.com/doc/1091142.html"\t"_blank"路基稳定，在HYPERLINK"http://baike.so.com/doc/1091142.html"\t"_blank"路基两侧做成的具有一定坡度的坡面D边坡稳定性的影响因素：1、岩体自然因素：岩性、结构、地应力、地形地貌（岩性：决定岩体边坡稳定性的物质基础。岩体结构：岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素。）2、扰动因素：水的作用（蓄水、降雨）、风化作用、地震作用3、人为因素：不合理的开挖设计、爆破、加载等E边坡稳定性分析方法定性分析方法和定量分析方法定性分析方法：包括工程类比法和 图解 交通标志图片大全及图解交通标志牌图片大全及图解建筑工程建筑面积计算规范2013图解乒乓球规则图解老年人智能手机使用图解 法（赤平极射投影、实体比例投影、摩擦圆法等）。定量分析方法：主要有极限平衡法、极限分析法（有限元法、边界元、离散元）及可靠度分析方法（蒙特卡罗法和随即有限元法等）、模糊数学分析法、灰色理论分析法及神经网络分析法。F边坡加固措施措施：①排水②减荷③加固（挡墙、抗滑桩、锚喷、锚杆/索）G滑坡整治原则预防为主，治理为辅，力求做到防患于未然。(1)在选择铁路、公路线路 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，选择厂址、坝址等工程设计的初期阶段，当勘察区域内存在有滑动条件时，在技术上容许、经济上又合理的情况下，应尽量绕避。(2)对大、中型复杂的滑坡，应采取一次根治与分期整治相结合的原则。(3)要针对病因采取综合措施，治早治小，防患于未然。(4)要因地制宜，从实际出发，设计、施工都应积极采用、推广和发展先进技术，注意施工方法。(5)在滑坡已经出现或即将出现各种急剧变形的征兆时，对各种建筑物可能产生危害的滑坡，必须采取果断有效的应急工程措施，确保山体不致下滑。(6)全面规划，选择最佳整治方案。H变形形式：卸荷回弹、蠕变（边坡岩体的变形也将会随时间不断增加，这种变形称为蠕变变形。当边坡内的应力未超过岩体的长期强度时，蠕变引起的局部破坏。反之，将导致整体失稳。几乎所有的岩体边坡失稳都要经历这种逐渐变形破坏过程。1、表层蠕变（重力作用下，朝向临空面的变形）常见破碎的岩质边坡和土质边坡，变形由坡面向内部逐渐减小岩质边坡：岩层末端“挠曲现象”2、深层蠕变（坡体下部和坡体内部）软弱基座蠕变：坡体基座产状叫缓，具有一定厚度的相对软弱层面，在上覆压力作用下，基座向临空面变形。坡体蠕变：坡体沿软弱缓倾角结构面想临空面的变形此外，书中28页，62到72页，第六章的第二节第四节，重点看一下