岩体的复杂性;岩体力学考试

岩体的复杂性表现在： 岩体是指在地质历史过程中形成的由岩块和结构面网络组成，具有一定结构且覆存与一定的天然应力及地下水地质环境中的地质体。 1.不连续性。 岩体的不连续性主要受结构面对岩体结构的隔断性质所控制，因而岩体多数属不连续介质，而岩石块本身则可作为连续介质看待。 结构面是指存在于岩体中的各种不同成因、不同特征的地质界面，如断层、节理、层理、软弱夹层及不整合面等。岩体结构，就是指岩体中结构面和结构体两个要素的组合特征，它既表达岩体中结构面的发育程度及组合，又反映了结构体的大小、几何形式及排列。 岩体性质好坏，基本上不取决于或很少取决于组成岩土体的岩块的力学性质，而主要取决于受到各种地质因素和各种地质条件影响而形成的各种软弱结构面和其间的充填物质，以及它们本身的空间分布状态。它们直接削弱了颜体的工程性质。所以，岩体完整性的定量指标是表征岩体工程性质的重要参数。 目前-在岩体分类中能定量地反映结构面影响因素的方法有两种： （1）结构面特征的统计结果。包括节理组数节理问距、节理间距、节理体积裂隙率以及结构面的粗糙状况和填充物的状况等，这些都是工程岩体分类的重要参数。 （2）岩体的弹性按(主要为纵波)的速度。弹性波速度能综合反映岩体的完整性，所以弹性波也往往是工程岩体分类的重要参数。 当工程处于地表。如边坡、坝基、建筑工程等。则必须考虑由我风化作用对岩体的影响。对地下工程，则可较少考虑。目前在工程岩体分类中，往往只是定性地考虑风化作用的影响，缺乏有效的定量评价方法。 2.各向异性 由于岩体中结构面有优先位向排列的趋势，随着受力岩体的结构取向不同，其力学性质也各异。实验表明，岩体的强度和变形都是与岩体结构的方向性有关。因而岩体力学的性质通常具有各向异性的特征。 3.不均匀性 岩体中结构面的方向、分布、密度及被结构面切制成的岩石块单元体（结构体）的大小、形状和镶嵌情况等各部位都很不一致，造成许多岩体具有不均匀性的特征。 4.赋存地质因子的特性 岩体是处于一定的地质环境中，使岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的行迹等。这些地质因子都会对岩体有一定的作用。 （1）地应力的影响：对工程岩体分类来说，地应力是一个独立因素。地应力对于部分工程，尤其是地下工稳定性影响非常大，因此，是一个不能忽略的重要的因素。但由于地应力的测量工作量大，评价方法相对比较复杂。很难非常正确地获得地应力分布值，所以，对工程的影响也难于确定。但在一般的工程岩体分类中，此因素考虑较少。目前，对地应力因素往往只能在综合因素中反应，如纵波速度、位移量等。 （2）水对岩体作用的影响：物理作用：润滑作用、软化和泥化作用、结合水的强化作用、冻融作用；化学作用：主要是指地下水与岩体之间的离子交换、溶解作用(岩溶)、水化作用(膨胀岩的膨胀)、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用等。力学作用：地下水对岩体的力学作用主要通过孔隙静水压力和孔隙动水压力作用对岩体的力学性质施加影响。 （1）地下洞室岩体的稳定性研究。包括地下开挖引起的应力重分布、围岩变形、围岩压力以及围岩加固等的理论与技术。 （2）岩基的稳定性研究。包括在自然力和工程力作用下，岩基中的应力、变形、承载力和稳定性稳等的理论与技术。 （3）岩坡的稳定性研究，包括天然斜坡与人工边坡的稳定性，岩坡的应力分布、变形和破坏，岩坡的失稳等的理论与技术。 1.重视工程实践 在岩体力学形成初期，主要是针对矿山建设中的围岩压力问题进行工作，现在岩体力学已被广泛应用于采矿、能源开发、国防工程、水利水电工程、交通及海洋开发工程、环境保护及减灾防灾工程、古文物保护工程、地震、地球动力学等等许多领域。而且随着工程建设的增多和规模的不断加大应更加密切的将岩体力学的知识应用于实践。 2.重视岩体中天然应力的研究 过去人们提到天然应力主要是指自重应力，现在人们已经认识到在很多情况下只考虑自重应力是不行的，必须考虑除自重应力以外如构造应力等的影响。从60年代开始，逐渐重视和加强了岩体中天然应力及其量测技术的研究，积累了丰富的实测资料，并获得了一些非常有意义的结论，同时天然应力的确定方法和量测手段也有了长足的进展， 3.重视岩体的测试技术和监测技术的发展 在开始的室内常规岩块力学参数测试的基础上，逐渐发展了岩石三轴试验、高温高压试验、刚性试验，伺服技术、结构面力学试验，原位岩体力学试验及原位监测技术和模型模拟试验等。另外，岩石微观结构研究等也逐渐应用于岩体力学中， 4.重视对岩体动力学、水力学性质及流变性质的研究 随着地下爆炸试验、地震研究、国防工程和水利水电工程的发展，岩体在振动、冲击等动载荷作用下的变形和强度特性、破坏规律、应力波传播与衰减規律及结构防护等以及岩体在长期荷载作用下的流变性能和长期强度；水岩耦合及水岩与应力耦合所表现出来的水力学性质等等，都日益受到广泛的重视，并取得了一些成果， 5.重视新理论、新技术及新方法的应用 计算机技术的应用与普及，为岩体力学解决许多复杂的岩体力学问题提供了有力的手段，提高了岩体力学解决生产实际问题的能力和效率。另外，块体理论，概率论、模糊数学、断裂力学、损伤力学、分形几何等理论相继引入岩体力学的基础理论与工程稳定性研究中，取得了一系列重大成果。近年来，还有不少学者将系统论。信息论，控制论、人工智能专家系统，灰色系统，实变理论，耗散结构理论及协同论等软科学引入岩体力学研究中，取得了一系列研究成果。最近又提出了利用神经元网络来预测岩体边坡稳定性等等，这些新理论，新方法的引入，大大地促进了岩体力学的发展。 （1）岩体结构与结构面的仿真模拟，力学表述及其力学机理问题:裂隙化岩体的强度，破坏机理及破坏判据问题；（2）岩体与工程结构的相互作用与稳定性评价问题；（3）软岩(包括松散岩体，软弱岩体，强烈应力破碎及风化蚀变岩体，膨胀性和流变性岩体等)的力学特性及其岩体力学问题；（4）水岩耦合及水岩与应力耦合作用及岩体工程稳定性问题；（5）高地应力岩体力学问题；（6）岩体结构整体综合仿真反馈系统与优化技术；（7）岩体动力学，水力学与热力学问题；（8）岩体流变与长期强度问题；（9）岩体工程计算机辅助与图像自动生成处理等等。 继续阅读