岩石力学 知识点

软化性：岩石浸水后强度降低的性能。软化系数：岩石饱水状态的抗压强度与自然风干状态抗压强度的比值。岩石强度：岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力。岩石强度指标影响因素：试件尺寸，试件形状，试件三维尺寸比例，加载速度，湿度。岩石端部效应：试件受压时，两端部受其与试验机承压极间摩擦力的束缚，不能自由侧向膨胀而产生的对强度试验值的影响。岩石端部效应产生原因：当试件由上下两个铁板加压时，铁板与时间端面之间存在摩擦力，因此在试件端部存在剪应力，并阻止试件端部侧向变形，所以试件端部的应力状态不是非限制性的，也不是均匀的，只有在离开端面一定距离的部位，才会出现均匀应力状态。端部效应产生条件：1.在单轴压缩条件下。2.上下垫板刚度大于试件刚度。3.试件端面与垫板间存在摩擦，泊松效应受到约束，两端形成锥形压缩区，区内岩石处于三轴受压状态。端部效应消除措施：1.在试件与铁板只见添加润滑剂，以减少铁板与试件端面之间的摩擦力。2.使试件长度达到规定要求，适量加长试件，以保证在试件中部出现均匀应力状态。单轴压应力作用下岩石破坏形式：1.X状共轭斜面剪切破坏。2.单斜面剪切破坏。3.拉伸破坏。岩石破坏形式：剪切力、拉应力、流变应力破坏。巴西劈裂试验本质：拉应力的破坏过程。岩石抗拉强度一般是抗压强度的1/41/25，平均为1/10。由于岩石抗拉强度很低，所以在工程中要尽可能避免出现。岩石全应力应变曲线得到：为了减少在试验过程中试验机的弹性变形及贮存在其中的变形能，就必须增加试验机的刚度，使用刚性试验机，就能获得岩石全应力应变曲线。全应力应变曲线阶段：1孔隙裂隙压密阶段vOA,试件横向膨胀较小，试件体积随荷载增大而减小。2弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段vAC,全应力应变曲线成近似直线型。3非稳定破裂发展阶段vCD,破裂不断发展，直至试件完全破坏，试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率迅速增大。4破裂后阶段VD后,裂隙快速发展，交叉且相互联合形成宏观断裂面。 塑性变形：物体受力后产生变形，在外力去除后变形不能完全恢复的性质叫塑性，不能恢复的部分变形为塑形变形。围压对岩石变形影响：1.随着围压的增大，岩石的抗压强度显著增大。2.，岩石的变形显著增大。3.岩石的弹性极限显著增大。4.岩石的应力-应变曲线形态发生明显改变，岩石性质发生了变化，由弹脆性f弹塑性f应变硬化。 岩石的扩容：岩石在荷载作用下，在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。 影响岩石力学性质因素：水、温度、加载速度、围压、风化对岩石力学性质的影响。 地应力对岩石力学性质的影响：地应力影响岩体的承载能力、岩体的变形和破坏机制、岩体中的应力传播的法则。 剪胀：在剪应力作用下，模型上部分沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动，这种剪切过程中产生的法向移动分量称为剪胀。 准岩体强度：用某种简单的试验指标来修正岩块强度，做为岩体强度的估算值。 岩石完整性系数：弹性波在岩石试块和岩体中的传播速度比，可判断岩体中裂隙发育程度，此比值平方即为系数。岩石质量指标vRQD：将长度在10cm以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。地应力：存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称为岩体初始、绝对或原岩应力。地应力分布规律：1.地应力是一种具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。2.水平应力普遍大于垂直应力。3.实测垂直应力基本上等于覆岩层的重量。4.平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同。5.最大水平主应力和最小水平应力也随深度呈线性增长关系。6.最大水平主应力和最小水平应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。7.地应力的上述的分布规律还会受到地形、地表侵蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响尤为最大。岩石流变：流变性质就是指材料的应力-应变关系与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有时间效应的现象称为流变现象。蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而增长的现象。长期强度：是使蠕变类型由趋稳定蠕变类型转变为不稳定蠕变类型的临界应力。基本元件：弹性元件、塑性元件、粘性元件。岩石强度理论：是研究岩石在各种应力状态下的强度准则的理论。莫尔强度理论：认为材料发生破坏是由于材料的某一面上，剪应力达到一定的限度，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。莫尔适用条件：既适用于塑性岩石也适用于脆性岩石的剪切破坏。莫尔优点：反映了岩石抗拉强度远小于抗压强度，并解释了岩石在三向等拉时会破坏，而在三向等压时不会破坏的特点。莫尔缺点：忽略了中间主应力的影响，与试验结果有一定的出入。只适用于剪破坏，不适用于受拉区、膨胀或蠕变。应力集中系数：K=开巷后应力/前应力=次生应力/原岩应力。 等应力轴比：使巷道周边应力均匀分布时的椭圆短轴之比。 围岩与支护的共同作用：支护所受的压力及其变形，来自于围岩在自身平衡过程中的变形或破裂导致的对支护的作用。 围岩对支护相互作用影响因素：围岩强度、支护刚度、支护时间。 围岩特性曲线：周边位移和支护反力成反比关系，所绘成的曲线即围岩特性曲线。围岩对支护相互作用影响因素详解：1.围岩变形对支护作用(P)影响，P增加，位移(u)降低，支护对围岩变形抑制。2.围岩强度：强度越低，围岩变形增大，支护力越大。3.支护刚度：斜率，k2k1,变形小，支护荷载大，柔性支护。4.支护时间：支护时间越迟，变形越大，荷载越小。 普氏拱效应：在盛满干砂的箱底开孔试验，说明箱中之砂最后会形成穹窿形平衡，穹窿以上的砂不再掉落的现象。 锚喷支护：通过置入岩体内部的锚杆，提高围岩的稳定能力，完成其支护作用。 锚杆作用机理：悬吊作用、减跨作用、组合梁作用、组合拱作用、加固作用等。锚杆对抑制节理面见的剪切变形和提高岩体的整体强度方面有着重要的作用。 尺寸效应：不同尺寸的岩石的强度和变形特征存在着力学差异，从而使得特定尺寸岩石的强度和变形特征不能直接应用于岩石工程设计和岩石结构关系的建立。 点荷载强度指标：