《岩石力学》复习总结资料（考试用）

岩石力学 岩石力学补充资料 第一章 绪 论 1.1.1 岩石力学就是用力学的理论，观点和方法去研究岩石材料的力学行为及其应用的学科。（实际上也称为“岩体力学”，是水利学科的一个重要分支学科） 1.1.2 岩石力学的特点 1）研究的广泛性：a、既古老，又年轻 b、跨行业 2）研究对象的复杂性： a、组成：岩石——地质体（单独的力学性质+耦合效应）；岩块、结构面→组合形成；块状结构、破碎结构、离散结构 b、背景：地质力学环境的复杂性（地应力、地下水、物理、化学作用等） 3）工程应用性（实践性）非常强 4）社会经济效益显著 §1.3 岩石力学的研究方法 a.物理模拟 b,数学模型 c.理论分析 第二章 岩石的物理性状（性质） §2.1 岩体的结构特性 岩石（根据成因）可分为： a.岩浆岩 b.沉积岩 c.变质岩 ​ 断层：规模较大，宽度几米～几十米，延伸长度几百米～几公里； ​ 节理：规模中等，宽度几十厘米，延伸长度几米～几十米； ​ 裂隙：规模较小，宽度几厘米甚至更小，延伸长度几十厘米； §2.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性 由于岩石中存在各种规模的结构面（断裂带、断层、节理、裂隙）→致使岩石的物理力学性质→不连续、不均匀、各向异性 2.2.1 岩石的裂隙性 平面裂隙率:指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。 2.2.2 各向异性：岩石的强度、变形指标（力学性质）随空间方位不同而异的特性。(从岩石的不同方向施加荷载，其抵抗破坏的能力不同) a.正交各向异性（三个材料主轴、定义材料参数） b.横观各向同性（层状） §2.3 岩石的物理性质指标 2.3.9 软化系数:岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化系数（ηc）示。ηc定义为岩石试件的饱和状态抗压强度与干压强度的比值，即： 讨论：ηc愈小则岩石软化性愈强。 研究表明：岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性。当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空隙较多时，岩石的软化性较强，软化系数较小。 第三章 岩石/岩体的强度 §3.7 岩石中水对强度的影响 在前面已经谈及，水工建设中岩体不可避免会遇到水，例如水的影响：改变岩石的物理力学性质（胶结构被破坏，化学溶蚀等） 渗透压力 →“空隙压力” → 降低有效应力 → 强度降低 §3.8 岩体强度分析 岩体的强度分析包括结构体强度分析和结构面强度分析。 第四章 岩石的变形 第五章 岩体天然应力与洞室围岩的应力分布 第六章 山岩压力与围岩稳定性 第七章 岩基应力及稳定分析 7.1.3 重力坝的类型 a.实体重力坝 b.宽缝重力坝 c.空腹重力坝 d.预应力重力坝 e.装配式重力坝 f.浆砌石重力坝 §7.2 重力坝坝基抗滑稳定 7.2.1 重力坝的稳定分析 ​ 刚体极限平衡法： 将断裂面（指坝体、岩体或大坝与岩体组成的滑裂体等）看成刚体，不考虑滑裂体本身和滑裂体之间变形的影响，也不考虑滑裂面上应力分布情况，仅考虑滑裂面上的合力（正压力、剪应力），而忽略力矩的作用效应。 优点：概念清楚，计算简便，任何规模的工程均可采用； 缺点：是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响，极限状态与允许的工作状态也有较大的出入。 ​ 有限单元法： 可计算地基受力后的应力场和位移场，并可模拟地基中软弱结构面局部化效应及多场耦合作用效应等，研究地基破坏发展全过程。 优点：可以考虑复杂地基的局部化效应及材料的非线性本构关系，模拟地基及坝体变形与破坏的全过程等； 缺点：对有限元计算结果应用及稳定判据的应用上尚需进一步研究。 ​ 地质力学模型方法： 能较好地模拟基岩的结构、强度和变形特性，以及自重、静水压力等荷载，能形象地显示滑移破坏的过程。模拟内容不够全面和完善，不能完全依靠试验定量解决问题。 优点：能直观的模拟坝体与地基稳定体系中的主要影响因素及变形与破坏全过程； 缺点：模拟内容有限，往往需要依据经验作适当简化，模型一旦建立，不易修改、费用高、周期长，试验结果受到测试技术与若干不确定性因素的影响等。 7.2.1 坝基岩体的破坏形式 表层滑动——沿坝体与基岩接触面发生滑动 浅层滑动——岩基内部存在着节理裂隙或软弱夹层及其他不利的结构面产生。 深层滑动——岩基内部存在着节理裂隙或软弱夹层及其他不利的结构面产生。 第八章 岩坡稳定分析 §8.1 概述 ​ 岩坡的特点 岩坡——顾名思义，由岩体构成的边坡，由于岩体结构复杂，由断层，节理，裂隙切割岩块极不，因此，岩坡的稳定性主要由结构面产状及组合形式控制。 ​ 影响岩坡稳定的主要因素 1.岩体结构（控制性结构面）;2.降雨：结构面强度参数降低；渗透压力 3.地震 4.开挖，爆破;5.蓄水等 ​ 分析方法 1.刚体极限平衡法——将结构切割岩体视为刚体，按M—C准则，指定滑面进行强度校核 2.有限元法（数值分析方法） 3.赤平投影法/地质力学分析法 ​ 岩坡失稳表现形式 §8.2 岩坡失稳的类型 ​ 滑坡类型 1. 平面滑动——由一个或多个走向与坡面近于平行的滑裂面构成，且顺走向方向的长度远大于坡高---可简化为平面滑动分析. 2. 楔形滑动——沿多个滑裂面交线滑动“空间滑坡”按空间问题分析. 3. 旋转滑动——指滑裂面呈弧状，滑块绕一中心位置旋转滑动，多发生于土质边坡或均质岩坡. §8.3 圆弧法岩坡稳定分析 4. 计算滑坡安全系数 特点：由于圆心O及滑面是任意假设的，需试验确定(Ks)min和最危险滑面位置，实际计算，可查有关手册，教材进行 §8.4 单一滑动岩坡稳定分析