结构面:指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带.

岩体:在地质历史过程中形成的，由岩石单元体和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体.

颗粒密度:岩石固体相部分的质量与其体积的比值。

块体密度(岩石密度):指岩石单位体积内的质量。

弹性;在一定的应力范围内物体受外力作用产生的全部变形去除外力后能立即恢复原有形状和尺寸。

塑性;物体受力后产生变形，在外力去除后不能完全回复的性质。

粘性;物体受力后变形不能再瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质。

脆性; 物体受力后变形很小时就发生碎裂的性质。

延性;物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。

流变;在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间的变化的现象

弹性后效：应变恢复总是落后于应力的现象

单轴抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力

法向刚度:在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需的应力

剪切强度:岩体内任一方向剪切面在法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力

天然应力:人类工程活动之前存在于岩体中的应力

重分布应力:岩体中由于工程活动改变后的应力

天然应力比值系数:岩体中天然水平应力与铅直应力之比

岩爆:高地应力地区由于洞壁围岩中应力高度集中使围岩产生突发性变形破坏的现象

围岩压力:地下洞室在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力

围岩抗力:围岩对衬砌的反力

围岩抗力:使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力

蠕变:岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质

尺寸效应：试件尺寸越大，岩块强度越低

剪胀角：剪切位移线与水平的夹角

岩（体）石力学：是力学的一个分支学科，是研究岩（体）石在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的一门基础学科。

工程岩体力学：为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学

RQD(岩体质量指标)：指大于10cm的岩芯，累计长度与钻孔进尺长度之比的百分比

软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质。

二、填空

岩体力学主要分支学科：工程岩体力学、构造岩体力学、破碎岩体力学。

岩体力学研究对象是：在各种地质作用下形成的天然岩体。

结构面连续性指标：线连续性系数、迹长、面连续性系数。

按充填厚度和连续性，结构面充填分为：薄膜充填、断续充填、连续充填、厚层充填。

岩石软化性取决于岩石的：矿物组成、空隙性。

流变包括：蠕变、松弛、弹性后效。

岩块抗拉强度测定方法：直接拉伸法和间接法；间接法有：劈裂法、抗弯法、点荷载法。

影响抗剪强度因素：结构面的形态、连续性、胶结充填特征、壁岩性质。

岩体法向变形曲线分为：直线型、上凹型、上凸型、复合型；又称为弹性、弹-塑性、塑-弹性、塑-弹-塑性岩体。

岩石天然应力测量方法：水压致裂法、扁千斤顶法、钻孔套应力解除法。

铅直天然应力σ_v等于上覆岩体自重，σ_v=ρgh

水平天然应力σ_h=λσ_v，λ=μ/（1-μ）。

岩体中天然应力分为：自重应力、构造应力，构造应力为主。

围岩压力分为：形变岩压力、松动岩压力、冲击岩压力。

岩爆三个阶段：劈裂成板阶段，剪切成块阶段，块、片弹射阶段。

边坡岩体变形类型：滑坡，崩塌。

岩块抗压试验所得曲线原点处斜率是：初始模量。

泊松比在数值上等于：侧向应变与轴向应变之比，μ=-ξ_d/ξ_l。

坚硬致密岩块变形曲线：直线型。

岩体力学采用研究方法：工程地质研究法、实验法、数学力学分析法、综合分析法。

常见确定岩体变形参数的原位实验：静力法和动力法。静力法分为：承压权法、狭缝法、钻孔变形法、水压洞室法、单双轴压缩做实验法；动力法分为：声波法、地震波法。

岩石的颗粒密度属于实测指标，常用比重瓶法测定。

岩石块体密度可采用规则试件的量积法和不规则试件的蜡封法测定。

三、选择判断

1在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为5~15MPa 

2我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据。岩体完整性指数或岩体体积节理数

3在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标确定？岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数

4我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？①，②，③

5下面的陈述，正确的是：  岩石的透水性很差

6“饱和吸水率肯定不会小于吸水率”，对吗？ 对

7下列排序正确的是：颗粒密度>饱和块体密度>块体密度

8下列哪一个指标不能衡量岩石的抗冻性？ 饱和密度
9下面的陈述，错误的是：块体密度与颗粒密度的差别表现在计算质量时是否记入岩石中包含的液体质量

10岩石中含有的亲水性和可溶性矿物越多，软化系数     越小

11“饱和吸水率可以反映岩石中开空隙与闭空隙的相对比例关系”，对吗？不对

12岩块抗压实验得到的应力-应变曲线原点处切线斜率是   初始模量 

13不能用来测试岩石抗拉强度的实验是   变角板试验

14下面哪个判据适用于拉破坏   格里菲斯判据

15坚硬致密的岩块的变形曲线类型是    直线型 

16莫尔判据没有考虑    中间主应力    对破坏的影响。

17结构面的剪切刚度，随结构面的规模增大如何变化？ 减小 

18粗糙起伏无充填结构面在法向应力较小时，发生的剪切类型是     剪胀效应

19剪胀角的定义为   剪切位移的轨迹线与水平线的夹角

20对于充填物厚度较大，充填较充分的结构面，其强度主要取决于    结构面充填物

21结构面法向刚度的变化规律是    随法向应力增大而增大

22哪项试验对岩体的扰动较小？  钻孔变形法

23根据单结构面理论，当结构面方向与最大主应力夹角为多大时，岩体强度最低？       45°-φj／2 
24若岩体岩性均匀、结构面不发育或结构面分布均匀，其变形曲线多呈哪种类型？ 直线型 

25岩体原位实验可以为室内实验代替？ 错
26 随深度的增大，铅直天然应力如何变化？  增大 

27“水压致裂法测试天然应力时，需要另行测试岩体的抗拉强度”，对错？ 错
28能测量深部天然应力的方法是 ？  水压致裂法

29下面哪项不是高天然应力的标志？ 饼状岩心

30“天然应力是岩石形成的同时形成的，后期未发生改变”，对错？错

31水平天然应力大于铅直天然应力”，对错？ 错

32在天然应力的量测方法中，套心法可以测深部的天然应力”，对错？错

33对同一地点，天然应力比值系数是定值？对

34初始地应力主要包括（  自重应力和构造应力   ）。

35初始地应力是指（  未受开挖影响的原始地应力   ）。

36构造应力的作用方向为 （   近水平方向 ）。

37 泊松比在数值上等于 侧向应变与轴向应变的比值

38岩石的疲劳强度是定值？错

四、简答

1.单轴抗压强度的概念以及影响因素。

在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，简称抗压强度。影响因素：1.岩石自身的性质（矿物组成、粒间连接、岩性、结构特征、颗粒大小及形状、风化程度、微结构面）2.实验条件（试件形状、尺寸及加工精度，加荷速率，温度、湿度，层理结构）

2.何谓岩体结构面，力学上划分为几类，各自特点。

结构面指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。地质成因类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面。力学成因类型：张性结构面、剪性结构面。张性结构面特点：张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙，起伏度大及破碎带较宽,易被充填,常含水丰富，导水性强。剪性结构面特点：连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等

3.边坡岩体应力分布特征。

1.边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与坡面近于平行，最小主应力与坡面近于正交，向坡体内逐渐恢复初始应力状态。2.坡面上径向应力为零，为双向应力状态，向坡内逐渐转为三向应力状态。3.坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近，最大剪应力增高，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，常形成拉应力带。边坡愈陡，则此带范围愈大。4. 最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线。

4.影响岩体边坡变形破坏的因素

1岩性：决定岩体边坡稳定性的物质基础。2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。3水的作用：使岩土的质量增大、滑动面的滑动力增大；岩土软化、抗剪强度降低；对岩体产生动水压力和静水压力。4风化作用：使岩体内裂隙增多、扩大，透水性增强，抗剪强度降低。5地形地貌：直接影响边坡内的应力分布特征，进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。6地震：产生地震惯性力 7天然应力8人为因素

5.《GB50218-94》岩体质量分级方法。

（1）按岩体基本质量指标BQ进行初步分级BQ=90+3σcw +250 Kv （σcw：岩块饱和抗压强度 Kv：岩块完整性系数）当σcw＞90Kv＋30时，令σcw＝90Kv＋30；当Kv＞0.04σcw＋0.4时，令Kv＝0.04σcw＋0.4（2）根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正。当地下洞室围岩处于高天然应力区或围岩中有不利于岩体稳定的软弱结构面和地下水时，岩体BQ值应进行修正，修正值［BQ］＝BQ－100(K1＋K2＋K3) （K1-地下水影响修正系数；K2-主要软弱面产状影响修正系数；K3-天然应力影响修正系数）（3）按修正后的［BQ］进行详细分级。

6.单平面滑动稳定性系数推导。

仅有重力作用时，滑动面上的抗滑力Fs=Gcosβtgφj+CjL；滑动力Fr＝Gsinβ；

稳定性系数 

最终整理得（Cj，φ非别为AC面上粘聚力和摩擦角L为AC面长度 ρ，g为岩体平均密度和重力加速度）

有水压力作用时，作用于CD上的静水压力；

作用于AD上的静水压力；

边坡稳定性系数为

第二篇：岩体力学—第四章

岩体力学作业

Ppt作业

1、解：

，，，，，

沿结构面破坏的条件是：，

左边==35Mpa，右边=66.7Mpa，左边<右边，

所以在此应力条件下会沿结构面破坏。

2、解：

，，，

（1），解得：；

（2），；

（3），解得：当正应力为0时，抗剪强度为c=52.0Mpa。

3、解：

当时，；

当时，，得出轻度曲线图右图：

4、动力法和静力法有何不同，为什么不同？

（1）静力法——指在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加法向静力荷载，并测定其岩体的变形值。然后绘制出应力—应变曲线，计算出岩体的变形参数。方法有：千斤顶法荷载试验（承压板法）、径向荷载试验（水压法）、狭缝法。

（2）动力法——用人工方法对岩体发射（或激发）弹性波（声波或地震波），并测定其在岩体中的传播速度，然后根据波动理论求岩体的变形参数。（施加于岩体上的荷载则为动力荷载，如地震法，岩体的变形是因动力荷载引起的。）根据弹性波激发方式不同，分为：声波法和地震波法。

     静力法是通过对试件直接施加静压力，得出相关岩体或岩石参数；而动力法是通过波在岩体或岩石中传播规律，测定相关的波动参数，来反推岩石的相关参数。两者的实验原理有着本质的区别。

5、简述岩体变形特征及类型。

（1）法向变形曲线类型      

按照法向变形曲线的形态，可将节理闭合阶段之后的岩体变形曲线划分四种类型 ：

A、      直线型：变性曲线通过原点，岩体在加压过程中变形量随着应力的增大为增大，岩性均匀且结构面不难题发育或结构面分布均匀飞岩体呈这种曲线。有分为陡直线型和缓直线型，前者反映的岩体刚度比较大，后者有明显的塑形变形，多反映具有多组结构面、且分布不均匀、岩性比较软弱均匀的岩体。

B、上凹型：曲线的斜率随着应力的增大而增大，层状及节理岩体多呈这种曲线型。分为每次加压斜率增加，泄压后曲线相对比较缓，这种去曲线反映的垂直层面加压的角坚硬层状岩体；还有一种是泄压后的曲线较陡，多反映存在软弱岩层及裂隙岩体中，同时垂直层面加压的层状岩体也会出现这种曲线。

C、下凸型：结构面发育且有泥质填充物，角深处埋藏有软弱夹层或岩层软弱的岩体；

D、      复合型：结构面发育不均匀或岩性不均匀该岩体。

（2）剪切变形曲线

课本作业—第四章

12、解：

岩石和结构面抗压强度均大于试验所施加的压应力，所并没有发生破坏，

承压板的位移：，其中：，；

；

接触面上的应力：

13、解：

根据巴顿公式可得：，

其中：，

，当岩体岩发生破坏时，把前两式代入，解得：

，当JCR=6时，=0.36Mpa；当JCR=8时，=1.383Mpa。

14、解：

，；

计算得：

摩擦角φ=（34.5111+34.5740+34.5865+34.6052）/4=34.57°

15、解：

当处于临界状态是有力平衡条件：，

其中β=25°，解得：。

16、解：

处于600m深处的压应力为：，

在正断层滑动时的临界状态有：，

                            ，

                            ；

解得：水平应力为：

第五章

4、答：

石质量指标（RQD）rock quality designation 用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中

钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。

 

5、答：

    Q值的定义如下： 

Q=RQD/Jn×Jr/Ja×Jω/SRF        （1）

式中，RQD为岩石质量指标；

Jn为节理组数；

Jr为节理粗糙度系数；

Ja为节理蚀变系数；

Jω为节理水折减系数；

SRF为应力折减系数。 

式（1）中的6个参数的组合，反映了岩体质量的3个方面，即RQD/Jn为岩体的完整性；

Jr/Ja表示结构面（节理）的形态、填充物特征及其次生变化程度；

J/ωSRF表示水与其它应力存在时对岩体质量的影响。

分类时，根据这6个参数的实测资料，查表确定各自的数值后，带入（1）式求得岩体的质量指标Q值；以Q值为依据将岩体分为9类。

6、答：

基本参数：岩石单轴饱和抗压强度、岩体弹性纵波波速、岩体弹性横波波速、