巖石力學(xué)總結(jié)

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1、第一章緒論巖石力學(xué)是一門研究巖石在外界因素（如荷載、水流、溫度變化等）作用下的應(yīng)力、應(yīng)變、破壞、穩(wěn)定性及加固的學(xué)科。又稱巖體力學(xué)，是力學(xué)的一個分支。研究0的在于解決水利、土木工程等建設(shè)中的巖石工程問題。它是一門新興的，與宥關(guān)學(xué)科相互交叉的工程學(xué)科，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、土木工程學(xué)等知識，并與這些學(xué)科相互滲透。應(yīng)用：水利水電道路建設(shè)采礦工程等煤與瓦斯突出預(yù)測及處理理論和技術(shù)鐵路隧道設(shè)計和施工技術(shù)水庫誘發(fā)地震的預(yù)報問題地震預(yù)報中的巖石力學(xué)問題巖體力學(xué)的研究對象：巖石由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而形成的自然物體

2、巖體力學(xué)的發(fā)展歷程：20世紀(jì)以前萌芽階段宋應(yīng)星《天工開物》古德恩維地表移動范圍20世紀(jì)初到20世紀(jì)50年代第二階段松散介質(zhì)學(xué)派卡曼型三軸試驗機三不開采20世紀(jì)50年代到現(xiàn)在現(xiàn)代階段彈塑性理論流變理論百花齊放世界各W成立巖石力學(xué)學(xué)會論文的發(fā)表數(shù)值模擬方法礦山巖體力學(xué)的特點及其研究范圍采深大計算精度低位置受限不斷移動由于大面積開采還會引起采空區(qū)上方大量巖M移動和破壞，研究這些巖層的運動、破壞和平衡規(guī)律及K控制方法，是礦山巖石力學(xué)的重要課題，這也是區(qū)別于其他應(yīng)用性耑石力學(xué)學(xué)科的重要內(nèi)容。礦山巖體力學(xué)的研究目的和方法在安全、經(jīng)濟(jì)、高強度、高指標(biāo)的原則

3、下最大限度地幵釆地下資源。礦山巖石力學(xué)的研究方法是科學(xué)實踐和理論分析相結(jié)合，二者互相聯(lián)系，互相促進(jìn)。巖石的物理性質(zhì)密度、視密度、孔隙性、碎脹性和壓實性、吸水性、透水性、軟化性、膨脹性和崩解性2.7X1o3kg/m3密度是指單位體積的巖石（包括空隙）的質(zhì)量容重是指單位體積的巖石（包括空隙）的重量通常，巖石的容重愈大則它的性質(zhì)就愈好n=(1Pd

4、石破碎以后的體積將比整體狀態(tài)下增大的性質(zhì)吸水性是指遇水不崩解的畀石在一定的試驗條件下（規(guī)定的試樣尺寸和試驗壓力）吸入水分的能力，通常以巖石的自然吸水率和強制吸水率表示。巖石的自然吸水率是試件在大氣壓力作用下吸入水分的質(zhì)量與試件的干質(zhì)量之比透水性是巖石能被水透過的性能。達(dá)西定律可知Q=KAI軟化系數(shù)是指水飽和巖石試件的單向抗壓強度與干燥巖石試件單向抗強度之比膨脹性和崩解性主要取決于其膠結(jié)程度及造巖礦物的親水性，一般含奮大量粘土礦物（如蒙脫石、高嶺土和水云母等）的軟巖遇水后極易產(chǎn)生膨脹和崩解。巖石的膨脹性可用膨脹應(yīng)力和膨脹率來表示。若石與水進(jìn)行物

5、理化學(xué)反應(yīng)后，隨時間變化會產(chǎn)生體積增大現(xiàn)象，這時使試件體積保持不變所需要的壓力稱為耑石的膨脹應(yīng)力，而增大后的體積與原體積的比率稱為巖石的膨脹率。巖石的崩解性是用耐崩解性指數(shù)表示，它是指巖樣在承受干燥和濕潤兩個標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)之￡；,巖樣對軟化和崩解作用所表現(xiàn)出的抵抗能力。第二章巖石的強度：巖石抵抗外力作用的能力，巖石破壞吋能夠承受的最大應(yīng)力。a.單向抗壓強度b.單向抗拉強度c.剪切強度d.三軸抗壓強度a.單向壓縮變形b.反復(fù)加載變形c.三軸壓縮變形d.剪切變形?單軸抗壓強度：巖石在單軸正縮荷載作用下達(dá)到破壞前所能承受的最大應(yīng)力稱為巖石的單軸抗壓強度?

6、申軸抗拉強度：巖石在單軸拉伸荷載作用下達(dá)到破壞吋所能承受的最大拉應(yīng)力?抗剪切強度：巖石在剪切荷載作用卜*達(dá)到破壞前所能承受的最大剪極力?三軸抗壓強度：巖石在三向壓縮荷載作用下，達(dá)到破壞時所能承受的最大壓應(yīng)力端部效應(yīng)其消除方法：潤滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部）加長試件巖石的變形：巖石在外力作用下發(fā)生形態(tài)（形狀、體積）變化。巖石變形過程中表現(xiàn)出彈性、塑性、粘性、脆性和延性等性質(zhì)彈性：物體在受外力作用的瞬問即產(chǎn)生全部變形，而去除外力（卸載）后乂能立即恢復(fù)其原有形狀和尺寸的性質(zhì)稱為彈性。塑性（plasticity）:物體受力后產(chǎn)生變形，在外力

7、去除（卸載）后變形不能完全恢復(fù)的性質(zhì)，稱為塑性。在外力作用卜*只發(fā)生塑性變形的物體，稱為理想塑性體■理想塑性體的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系：■當(dāng)a°°黏性（viscosity）:物體受力后變形不能在瞬吋完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力培加而增加的性質(zhì)，稱為粘性脆性（brittle）:物體受力后，變形很小時就發(fā)生破裂的性質(zhì)。5%巖石的延性與脆性是和對的，在一定的條件下可以和互轉(zhuǎn)化延性（ductile）:物體能承受較大塑性變形而不喪失其承載力的性質(zhì)，稱為延性單軸壓縮條件巖石應(yīng)力一應(yīng)變曲線6種類型類型I彈性巖石。例如：玄武巖、石英巖

8、、白云巖以及極堅固的石灰?guī)r類型II彈一塑性巖石。例如：較弱的石灰?guī)r、泥巖以及凝灰?guī)r類型III塑一彈性巖石。例如：砂耑、花崗耑、片理平行于壓力方向的片巖以及某些輝綠巖