巖體力學總復習 2.

1、巖體力學課程復習指導巖體力學課程復習指導 巖體力學期末考試 1. 巖體力學有一定難度，側(cè)重基礎部分 2. 學位課，希望大家重視 3. 考試原則： 難度一般不會超過作業(yè)和課堂教學內(nèi)容 不要求死記硬背，但一些公式必須記 巖體力學期末考試 4. 成績比例 期末考試 70%； 平時表現(xiàn)及讀書報告 30% 5. 考試內(nèi)容： 重點：基本概念，約占50 選擇題 5題，10分 填空題 15個空格，每空1分， 15分 名字解釋 5題，15分 簡答題 4題，28分 計算題 3題，32分 緒論 （一）巖體力學的含義與任務（含義、任務） （二）研究內(nèi)容與方法（內(nèi)容、方法） （三）發(fā)展與動態(tài) 第一章 巖體地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征

2、 （一）巖塊與巖體的基本概念 （巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體含義與區(qū)別） （二）巖塊的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造 1. 礦物組成對巖塊物理力學性質(zhì)的影響 2. 巖石結(jié)構(gòu)對巖塊物理力學性質(zhì)的影響 （連結(jié)、微結(jié)構(gòu)面、顆粒大小與形狀） 3. 風化對巖塊物理力學性質(zhì)的影響 （怎樣影響，有哪些指標表示） （三）結(jié)構(gòu)面特征 1. 結(jié)構(gòu)面的成因類型 結(jié)構(gòu) 面的 成因 類型 地質(zhì) 成因 類型 力學 成因 類型 原生（沉積、巖漿、變質(zhì)結(jié)構(gòu)面） 構(gòu)造 次生 張性、剪性 各種成因的結(jié)構(gòu)面各自的特征怎樣？ （不一定要記，但要理解，搞清楚） 2.結(jié)構(gòu)面規(guī)模與分級（5級，各級結(jié)構(gòu)面的特征幾力學 作用不同） 3.產(chǎn)狀、1與結(jié)構(gòu)面的夾角不同、

3、巖體的強度不同， 強度各向異性 4.連續(xù)性：表示結(jié)構(gòu)面的貫通程度 線連續(xù)性系數(shù)、 面連續(xù)性系數(shù)（含義與分級） 5.密度：表示密集程度 Kd=n/L 條/m、 d. cm 指 標含義，怎樣影響巖體性質(zhì) 6.張開度：含義，怎樣影響（影響巖體強度、應力及 滲透性） 7.形態(tài)：起伏度 i=arc tg（2a/L）（起伏角）粗糙 度 JRC 8.膠結(jié)充填特征 （這一節(jié)很重要） 1）結(jié)構(gòu)面成因不同，其特征如何？ 2）掌握反映結(jié)構(gòu)面特征的各種指標（如規(guī)模、 密度、產(chǎn)狀等）的含義，怎樣確定這些指標 3）這些特征如何影響巖體物理力學性質(zhì) （四）巖體的結(jié)構(gòu)特征 1.結(jié)構(gòu)體特征（含義、規(guī)模與形態(tài)對力學性質(zhì)的 影響）

4、 2.巖體結(jié)構(gòu)類型劃分（表2-7，劃分成哪幾類， 各自特征如何？） 第二章 巖塊的物理力學性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 密度 s=ms/vs =m/v 干密度，飽和密度。 含義、幾種密度間的區(qū)別、測 定方法，用途、一般值 空隙性（含義、與土孔隙的區(qū)別）各種空隙指標的含義 2.水理性質(zhì)（與水作用反映出來的性質(zhì)） 吸水性吸水能力 用吸水率（Wa）、飽和吸水率（Wp） 飽水系數(shù)（K=Wa/Wp）的含義、測定方法、一般值 軟化性浸水強度降低的性質(zhì)，軟化系數(shù)KR的含義及確定方法、 一般值 滲透性K的含義與測定方法 抗凍性抗凍系數(shù)Rd 2.水理性質(zhì)（與水作用反映出來的性質(zhì)） 膨脹性自由膨脹率、側(cè)向約束膨脹率 崩解性

5、耐崩解性指數(shù) 3.熱學性質(zhì)（進行熱交換時，巖石吸收熱能的能力） 比熱容 熱傳導率 熱膨脹系數(shù) 溫度對巖石特性的影響* 第二章 巖塊的物理力學性質(zhì) 4.變形性質(zhì) 單軸壓縮條件下的巖塊變形性質(zhì)連續(xù)加載時變形全過程曲線； 峰值前巖塊的六種典型應力-應變曲線；變形模量、初始模量、切 線模量、割線模量和彈性模量之間的關(guān)系和區(qū)別；循環(huán)何在條件下 的滯回圈。 三軸壓縮條件下的巖塊變形性質(zhì)什么是三軸試驗？圍壓對巖 塊變形破壞的影響；巖塊的蠕變性質(zhì)；幾個基本的本構(gòu)模型元件 5.強度性質(zhì) 單軸抗壓強度單軸抗壓強度試驗、點荷載試驗；影響單軸抗 壓強度的因素 三軸壓縮強度如何利用三軸應力計算內(nèi)摩擦角和粘聚力（公 式2

6、-64和2-65） 單軸抗拉強度直接法和間接法（劈裂法、抗彎法和點荷載法） 剪切強度抗剪斷強度、抗切強度和摩擦強度 第二章 巖塊的物理力學性質(zhì) 第三章 結(jié)構(gòu)面的變形與強度性質(zhì) （一）結(jié)構(gòu)面的變形性質(zhì) 1）法向變形 掌握 a.變形曲線特征；b.法向剛度的定義及確定方法 2）剪切變形 掌握 a.變形曲線特征；b.剪切剛度的定義及確定方法 （二）結(jié)構(gòu)面的強度性質(zhì)（只講了剪切強度） 要求掌握結(jié)構(gòu)面剪切強度方程及曲線特征和c 、的一般值 1）平直結(jié)構(gòu)面 剪切強度方程及曲線特征， 2）粗糙起伏結(jié)構(gòu)面 a.規(guī)則起伏： 小時，=tg=tg（b b+i+i）佩頓公式， 大時 =tg+c=tg+c b.不規(guī)則起伏

7、：掌握巴頓方程=tg(JRClg(JCS/ )+ =tg(JRClg(JCS/ )+ b b ) ) 對以上二類結(jié)構(gòu)面，要求掌握其剪切強度方程特點，各符號含義及曲線特征， 會運用， c.非貫通結(jié)構(gòu)面 理解構(gòu)成其強度的主要成分是什么 d.有充填結(jié)構(gòu)面 沒有一定方程表達，隨各種因素影響，強度變化較大， 主要有：充填物成分和厚度等 第四章 巖體的力學性質(zhì) （一）變形性質(zhì) 1）原位巖體變形試驗及變形參數(shù)的確定 主要掌握承壓板法的原理方法與Em的確定方法 2）巖體變形參數(shù)的估算 a.層狀巖體（用室內(nèi)試驗指標求，E0、Kn、KS） tnmt mn nt nmn EE E E SKEE , , 111 0

8、00 SKGG smt 111 作用 作用 掌握以上公式的推 導方法及基本思路 b.裂隙巖體 用巖體分類指標求： 55)(10 55)(1002 40 10 RMRGPaE RMRGPaRMRE RMR mi mi c.P-W曲線特征 四類曲線：直線、上凸、下凹、復合型， 各自的特征及代表性巖類 剪切變形曲線特征 （二）巖體的強度性質(zhì) 1）原位剪切試驗及剪切強度（掌握試驗原理與c 、確定方法） 另外巖體剪切強度曲線的特征，各大巖類c 、值的一般值， 與巖塊c 、對比與區(qū)別 1 1 )( )( B c m B c B c cm TABarctg TABTAC B c c TA)( 2）裂隙巖體的

9、壓縮強度，要求掌握單結(jié)構(gòu)面理論即： 2sin)1 ( )(2 3 31 ctgtg tgC j jj 掌握公式的含義，各符號含義，最好 會推導，會用公式求mc mt等 3）Hock-Brown估算方法（掌握公式，求 1 m 、mc 、mt c 、 的方法） 2 331cc Sm cmc S 2 4 2 Smm c mt （三）巖體動力學性質(zhì) 1）彈性波在巖體中的傳播特征（縱波、橫波） 2）聲波法測定巖體Emd的原理與方法 并注意動靜對比，有哪些不同 3）利用VP確定準強度的方法 （四）巖體水力學性質(zhì) 第五章 巖體工程分類 1.巖塊分類 要求掌握（巖塊強度分類） 2.巖體工程分類 巖體質(zhì)量分級、

10、RMR、Q分類、 洞室圍巖分類（掌握各自的定義、分類指標的 含義，如RQD的含義、怎樣求RQD等） 第六章 巖體中的天然應力 （一）概述（重點搞清定義及其組成） （二）天然應力的基本特征 1）天然應力基本特征（講了6-7個方面，需重點理解與 掌握） 2）影響因素（地形、剝蝕、結(jié)構(gòu)面、地溫，怎么影響） （三）天然應力確定的原理與方法 1）自重應力的確定（均質(zhì)巖體、層狀巖體怎樣計算） 2）實測 鉆孔套心應力解除法（作為重點掌握，原理與方法步驟） 應力恢復法 水壓致裂法 一般了解 第七章 巖體本構(gòu)關(guān)系與強度理論 （一）概述（重點搞清定義及其彈塑性本構(gòu)關(guān)系的區(qū)別） （二）巖石的本構(gòu)關(guān)系 1）彈性本構(gòu)關(guān)

11、系 2）塑性本構(gòu)關(guān)系 3）巖石流變理論 （三）巖石強度理論 1）庫侖強度準則的基本假設及巖石強度破壞類型 2）莫爾強度準則的基本假設及巖石強度破壞類型 3）格里菲斯強度準則的基本假設及巖石強度破壞類型 （四）巖體變形及本構(gòu)關(guān)系 巖體變形的基本成分 第八章 邊坡巖體穩(wěn)定性分析 1.邊坡巖體應力分布特征（應力大小與方向、拉應力集中范圍） 2.邊坡巖體的變形與破壞 變形類型 卸荷回彈、蠕變。理解其產(chǎn)生原因與特點 破壞類型 平面滑動（單平面、雙平面、多平面），楔形體滑動、 曲面滑動、傾倒，掌握各種破壞的基本特征是什么 3.邊坡巖體穩(wěn)定性分析步驟：有哪些步驟，各自的含義是什么，怎 樣確定。比如幾何邊界條

12、件的含義、怎樣確定 4.穩(wěn)定性系數(shù)計算掌握二種滑動的計算模型與公式 )sin(sin sin2 gH C tg tg jj 單平面滑動 含義、符號意 義，會推導 楔形體滑動 計算的基本思路，公式的含義與符號意義 第九章 地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析 （一）地下洞室圍巖的幾個巖體力學問題（有四個） （二）圍巖重分布應力計算（掌握各種情況下重分布應力計算的基 本思路，假設條件，分布規(guī)律，會運用公式進行計算） 1）無壓洞室圍巖彈性應力（以圓形洞室為例）基本公式 8-9式或 8-10式，對該式要求理解其含義、符號意義，會簡化、分析和 計算，進而搞清其應力分布規(guī)律 如：洞壁上： 2cos)1 ( 21 0,0

13、 V r r 0 1 1 2 2 0 0 2 2 0 0 r r R r R r 會利用這些式子分析圍巖中的應力分布特征，這些式子要記住 對于非圓形洞壁上的應力 2）圍巖塑性應力，重點了解塑性圈的概念及其應力分布特征 3）有壓洞室圍巖重分布應力 2 2 0 2 2 0 0 2 2 0 2 2 0 0 1 1 r R p r R r R p r R a ar 含義、符號意義，會計算 （三）圍巖的變形與破壞 1）四種結(jié)構(gòu)圍巖的變形破壞特點（掌握不同巖體的 變形破壞形式是什么） H 2sin)( )1 (2 2cos)(2 )1 ( 0 2 0 2 Vh me m VhVh me m E R v E

14、 R u 00 1 R E u me m 2）圍巖位移計算（只掌握壁上彈性位移計算） (1)由自重分布應力引起 3）圍巖破壞區(qū)范圍的確定方法 （1 1）彈性力學方法彈性力學方法 圍巖破壞從洞壁開始，如果洞壁穩(wěn)定，圍巖也穩(wěn)定，因此， 首先要判定洞壁是否破壞，用 與c 、t比較，然后才是圍巖內(nèi)， 用 與1m比較，掌握書上圖8-15-18 （2）彈塑性力學方法 (2)由自重分布應力與天然應力之差引起 0 )1 (2 2 00 v E R u me m 符號含義，會計算 （四） 圍巖壓力計算 一、基本概念和類型 n形變圍巖壓力、松動圍巖壓力和沖擊圍巖壓力。 二、圍巖壓力計算（意義，會用公式計算） 1、

15、形變圍巖壓力計算 2、松動圍巖壓力 平衡拱理論、塊體極限平衡理論（基本觀點、計算步驟） （五）圍巖抗力與極限承載力 1、圍巖抗力系數(shù)及其確定方法 2、圍巖極限承載力的確定 m m m m R R ctgC R R p mmmmi sin1 sin2 1 0 sin1 sin2 1 0 0 )sin1 (1)sin1 ( mmma Cghpcos)sin1)(2cos21 ()2cos21( 2 1 )sin1)(13( )cos(2 m mma cr g Cp h 需掌握的基本概念需掌握的基本概念 1、巖體力學、巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體力學、巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面密度、張開度巖體、產(chǎn)狀、結(jié)

16、構(gòu)面密度、張開度 2、密度和容重、吸水率、飽和吸水率、飽水系數(shù)、軟化系數(shù)、滲、密度和容重、吸水率、飽和吸水率、飽水系數(shù)、軟化系數(shù)、滲 透系數(shù)、變形模量、彈性模量、泊松比、單軸抗壓強度、三軸壓透系數(shù)、變形模量、彈性模量、泊松比、單軸抗壓強度、三軸壓 縮強度、單軸抗拉強度、剪切強度縮強度、單軸抗拉強度、剪切強度 3、結(jié)構(gòu)面法向剛度和剪切剛度、結(jié)構(gòu)面法向剛度和剪切剛度 4、承壓板法、鉆孔變形法、狹縫法、縱波、橫波、動彈性模量、承壓板法、鉆孔變形法、狹縫法、縱波、橫波、動彈性模量、 動泊松比動泊松比 5、工程巖體分類、工程巖體分類、RQD指標指標 6、天然應力、重分布應力、天然應力、重分布應力、應力恢

17、復法、應力解除法、水壓致裂應力恢復法、應力解除法、水壓致裂 法、側(cè)壓力系數(shù)法、側(cè)壓力系數(shù) 7、流變、流變、蠕變、蠕變、彈性后效、松弛、疲勞強度、幾個強度理論彈性后效、松弛、疲勞強度、幾個強度理論 8、邊坡、人工邊坡、天然邊坡、卸荷回彈、蠕變變形、幾何邊界、邊坡、人工邊坡、天然邊坡、卸荷回彈、蠕變變形、幾何邊界 條件條件 9、圍巖壓力、圍巖抗力、塑性松動圈、圍巖壓力、圍巖抗力、塑性松動圈 需深入理解的幾個問題需深入理解的幾個問題 1. 為什么說巖體具有不均勻的物理力學性質(zhì)？為什么說巖體具有不均勻的物理力學性質(zhì)？ 2. 在巖石的單軸壓縮試驗中，試件的高徑比、尺寸、加載速率怎在巖石的單軸壓縮試驗中，

18、試件的高徑比、尺寸、加載速率怎 樣影響巖石的強度？樣影響巖石的強度？ 3. 單軸壓縮條件下，巖石變形曲線的主要類型有哪些？單軸壓縮條件下，巖石變形曲線的主要類型有哪些？ 4. 承壓板法、鉆孔變形法、狹縫法如何測定巖體的變形參數(shù)？承壓板法、鉆孔變形法、狹縫法如何測定巖體的變形參數(shù)？ 5. 巖體靜力彈性模量與動力彈性模量的區(qū)別與聯(lián)系巖體靜力彈性模量與動力彈性模量的區(qū)別與聯(lián)系?大小關(guān)系如何大小關(guān)系如何? 6. 采用應力恢復法、應力解除法、水壓致裂法如何測定巖體中的采用應力恢復法、應力解除法、水壓致裂法如何測定巖體中的 應力？并用示意圖表示。應力？并用示意圖表示。 7. 什么是蠕變？蠕變過程有哪些階段什么是蠕變？蠕變過程有哪些階段?典型的蠕變曲線典型的蠕變曲線?。 8. 圍巖壓力和圍巖抗力的區(qū)別與聯(lián)系？是否可以認為圍巖抗力就圍巖壓力和圍巖抗力的區(qū)別與聯(lián)系？是否可以認為圍巖抗力就 是圍巖壓力？是圍巖壓力？ 9.在三軸壓縮試驗過程中，圍壓對巖塊變形破壞和承載力的影響？在三軸壓縮試驗過程中，圍壓對巖塊變形破壞和承載力的影響？ 10.地下水對巖體力學性質(zhì)的影響表現(xiàn)在哪些方面？地下水對巖體力學性質(zhì)的影響表現(xiàn)在哪些方面？ 需深入理解的幾個問題需深入理解的幾個問題 11. 什么叫巖石的本構(gòu)關(guān)系？巖石的本構(gòu)關(guān)系一般有幾種類型？什么叫巖石的本