岩石力学教案 .pdfVIP

岩石力学(rockmechenics)备课讲稿

绪论

一岩石力学的研究对象:

岩体中由于地质构造，重力地热等作用而形成的内应力（地应力）由于岩石工程

的开挖而以变形位移等方式重新分布，从而引起岩石工程发生变形，失稳及破坏，

对这一过程进行研究，构成岩石力学的研究对象。

二岩石力学的发展状况:

（1）初始阶段（19世纪末20世纪初）

三向应力相等，皆为γH。

（2）经验理论阶段（20世纪初20世纪30年代）

自然平衡理论，并开始利用材料力学和结构力学方法分析支护结构。

（3）经典理论阶段（20世纪30年代——20世纪60年代）

弹力和塑性力学初步引入岩石力学，认为围岩和支护共同形成稳定机制，并

开始考虑机构面对岩体力学稳定的影响，形成两大学派：连续介质理论和地

质力学理论。

（4）现代发展阶段（20世纪60年代——现在）

流变力学，断裂力学，模糊数学，计算机技术，人工智能等现代数学力学理

论引入岩石力学。

三岩石力学的基本研究内容和研究方法

1研究内容：岩石和岩体；

岩石物质组成和结构特征，岩石的物理、水理、热力学性质，岩石的基本

力学性质；

岩体的力学性质及现场测试技术；原岩应力的分布规律及测量技术；岩

体机构面的力学性质；岩体的工程分类；岩体的稳定性的研究。

2理论，实验及工程经验总结相结合的方法

①工程地质研究方法

②室内实验和现场实验的方法

③数学力学分析方法

④综合系统分析方法

四岩石力学研究的主要问题

按工程分类

①水利水电工程

②采矿工程

③交通工程（公路和铁路）

④土木建筑工程

⑤石油，海洋勘探，地震预报

第一章岩石物理力学性质

1.1岩石的主要物质成分及对岩石抗风化性能的影响（见P表）

13

1.2岩石的主要结构类型。

结晶结构：主要发生在火成岩，变质岩及部分沉积岩中，强度较大，一般晶

粒愈细，愈均匀，则强度愈高。

胶结结构：主要发生于部分沉积岩中，像灰岩，粘土岩等。

1.3岩石的容重（γ）一般而言，容重愈大，强度愈高，质量愈好。

v

1.4岩石的孔隙率（n）np

v

水的质量

1.5岩石的含水率(w)w=

烘干后的质量

1.6岩石的吸水率（W）W=吸入水的质量

aa烘干后的质量

1.7岩石的透水性：用透水系数定量衡量，见P表。

29

1.8岩石的强度

（1）岩石单轴抗压强度，岩石单轴抗拉强度，岩石抗剪强度，岩石三轴抗

压强度，点载荷强度指标。

（2）影响岩石强度的因素：试件尺寸，形状，加载速度，湿度，宽高比；



试件形状一般为圆形，D50mmL:D2.5~3,取样试件要完整，

不含节理和裂隙。

（3）单轴抗压强度及破坏形式P

33

P

=

c

A

1、共扼斜面剪切破坏



