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岩体力学复习参考资料完整版

名词解释：

红色，加粗，楷体。

简答的题：

蓝色，宋体，加粗。

填空的题：

粉色，黑体，加粗。

选择的题：

绿色，行楷，加粗。

第0章绪论

一、地质体：

是指由岩石组成的块体及在结垢面切割下具有一定的结构和构造、占据地球上一定空间的实体，称为地质体。

（名-1）

二、勘察专业所研究的岩体力学问题为：

与工程活动有关的地壳浅表层岩体变形及稳定性问题：

岩石边坡、岩石地基及硐室围岩等。

第1章岩体地质与结构特征

1.1概述

一、岩体

1、概念：

岩体是指地质历史过程中形成的，由岩块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。

是岩体力学研究的对象。

（名-2）

2、岩体的组成由结构面网络及其所围限的岩石块体组成。

3、岩体的物理力学性质特征：

非均匀、非连续、各向异性和多相性。

1.2岩块及其特征

一、概念：

岩块指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。

（名-3）

二、物质组成：

岩石是由具有一定结构构造的矿物集合体组成，因此岩块的力学性质主要取决于岩块的矿物成分及其相对含量。

三、岩块的结构与构造：

岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情况与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。

四、风化程度：

1、岩块的风化程度可用定性指标和某些定量指标表述。

2、判断岩块风化程度的定性指标主要有：

颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。

3、判断岩块风化程度的定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。

4、风化空隙率指标（Iw）是快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。

5、波速指标：

（1）风化岩块纵波速度

（2）波速比：

风化岩块与新鲜岩块的纵波速度比值；

（3）风化系数：

风化岩块与新鲜岩块的饱和单轴抗压强度比值。

1.3结构面特征

一、概念：

结构面（StructuralPlane）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。

（名-4）

二、包括：

物质分异面和不连续面，如层面、不整合面、节理面、断层、片理面等。

软弱结构面。

三、影响：

结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质、应力传递等有显著影响，是造成岩体非均质、非连续、各向异性和非线弹性体的本质原因之一。

四、结构面的成因类型

1、结构面的地质成因类型？

（简答—1）

（1）原生结构面：

是岩体在成岩过程中形成的结构面。

（2）构造结构面：

是岩体在构造应力作用下形成的各种破裂面，包括断层、节理、劈理和层间错动面等。

（3）次生结构面：

是岩体形成后在外营力作用下产生的结构面，包括卸荷裂隙、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层等。

2、结构面的力学成因类型？

各具有何特点？

（简答—2）

（1）张性结构面：

是由拉应力形成的，如羽毛状张裂面、纵张及横张破裂面，岩浆岩中的冷凝节理等。

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

（2）剪性结构面是剪应力形成的，破裂面两侧岩体产生相对滑移，如逆断层、平移断层以及多数正断层等。

特点：

连续性好，面较平直，延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。

五、结构面的规模与分级

1、Ⅰ级：

指大断层或区域性断层。

延伸数公里至数十公里；宽度数米至数十米；控制工程建设地区的地壳稳定性，直接影响工程岩体稳定性；

2、Ⅱ级：

指延伸长而宽度不大的区域性地质界面。

延伸数百米至数千米；宽度数厘米至数米；包括较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。

常控制工程区的山体稳定性或岩体稳定性。

3、Ⅲ级：

指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。

主要影响或控制工程岩体，如地下硐室围岩及边坡岩体的稳定性等。

4、Ⅳ级：

指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。

延伸数十厘米至20-30m，小者仅数厘米至十几厘米；宽度0至数厘米不等。

是构成岩块的边界面，破坏岩体的完整性，影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。

Ⅳ级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质，数量多且具随机性，其分布规律不太容易搞清楚，需用统计方法进行研究

5、Ⅴ级：

又称微结构面。

常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质。

控制岩块的力学性质；

其中I、II级结构面又称为软弱结构面，III级多数也是。

Ⅳ、Ⅴ级为硬性结构面。

六、结构面特征及其对岩体性质的影响

结构面对岩体的物理、力学性质影响主要取决于结构面的发育特征。

1、产状：

走向、倾向、倾角

结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。

2、结构面的连续性反映结构面的贯通程度。

（1）线连续性系数：

指沿结构面延伸方向，结构面各段长度之和（Σa）与测线长度的比值。

（具体公式参考教材）

线连续性系数K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈好，当K1＝1时，结构面完全贯通。

（2）迹长：

结构面与岩体露头交线的长度。

（3）结构面的密度:

结构面的密度反映结构面发育的密集程度。

①线密度（Kd）是指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数（条／m）。

②间距（d）则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。

Kd与d互为倒数关系

（4）结构面的张开度:

张开度是指结构面两壁面间的垂直距离。

（5）结构面的形态:

结构面的形态可以用侧壁的起伏形态及粗糙度来反映。

①结构面侧壁的起伏形态分为：

平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的。

侧壁的起伏程度可用起伏角（i）表示.

②结构面的粗糙度用粗糙度系数JRC表示。

（6）结构面的充填胶结特征

①结构面胶结后力学性质有所增强，硅质、Fe质胶结的强度最高，泥质与易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差。

有些强度甚至超过原岩强度。

②未胶结的结构面，力学性质取决于其充填情况，可分为：

薄膜充填、断续充填、连续充填及厚层充填4类

a.薄膜充填:

是结构面两壁附着一层极薄的矿物膜，厚度多小于1mm，多明显降低结构面的强度。

b.断续充填:

结构面不连续，厚度小于结构面起伏差。

力学性质与充填物性质、壁岩性质及结构面的形态有关。

c.连续充填:

结构面的力学性质主要取决于充填物性质。

d.厚层充填:

结构面的力学性质很差，主要取决于充填物性质，岩体往往易于沿这种结构面滑移而失稳。

七、软弱结构面

1、概念：

软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带（层），与两盘岩体相比具有高压缩和低强度等特征，在产状上多属缓倾角结构面。

（名-5）

2、包括：

原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层及其他夹泥层等。

其往往控制着岩体的变形破坏机理及稳定性。

3、其中危害最大的为泥化夹层。

特点：

（1）泥质散状结构或泥质定向结构；

（2）黏粒含量很高；（3）含水量接近或超过塑限，密度小于原岩；（4）常具有一定的胀缩性；（5）力学性质比原岩差，强度低，压缩性高；（6）易产生渗透变形。

4、岩体中存在着复杂的天然应力状态和地下水，这是岩体与其他材料的根本区别之一。

1.4岩体结构特征及结构控制论

一、岩体的组成与特征

岩体是由结构面网络及其所围限的岩块（结构体）所组成。

具有一定的结构是岩体的显著特征之一。

二、岩体的结构特征

岩体结构（rockmassstructure）指岩体中结构面与结构体的排列组合关系。

1、结构体特征

结构体（structuralelement）指岩体中被结构面切割围限的岩石块体。

它不同于岩块的概念。

三、岩体结构控制论

1、工程实践表明，岩体的应力传播、变形破坏以及岩体力学介质属性无不受控于岩体结构。

岩体结构对工程岩体的控制作用主要表现在三方面：

即岩体的变形与破坏特征、岩体的应力传播特征、工程岩体的稳定性。

2、岩体结构控制论含义：

（简答—3）

（1）具有一定结构的岩体，往往具有与之相对应的力学属性。

发育于岩体中的结构面，是抵抗外力的薄弱环节。

软弱结构面是岩体变形破坏的重要控制因素或边界；硬性结构面是划分岩体结构、鉴别岩体力学性质类型的重要依据。

（2）岩体变形机制受岩体结构控制。

（3）岩体的破坏机制也受控于岩体结构：

即结构控制岩体破坏的难易程度、破坏的规模和破坏的过程及岩体破坏的主要方式等。

（4）岩体结构对岩石工程稳定性的控制作用也十分显著。

整体状结构的岩体，坚硬完整，受力后强度起控制作用，一般呈稳定状态；

第2章岩块的物理力学性质

2.1概述

研究岩块的意义：

1、岩体性质接近岩块性质时，可通过研究岩块性质外推岩体性质。

例如裂隙不发育的厚层、巨厚层岩体等。

2、岩块是岩体的组成部分，当研究岩体在不同加载加载条件下的强度和变形性质时，不能忽视岩块性质的研究。

3、评价石材性能时需要研究岩块的性质；

4、在评价岩石的可钻性和可破碎性时需要研究岩块的性质；

5、在研究工程岩体分类中，岩块强度和变形模量被作为重要分类指标，这时也要研究岩块的性质。

2.2岩石的物理性质

岩石的物理性质是指岩石的三相组成相对比例不同所表现的物理状态，其由岩石的物质组成和结构决定。

一、与岩体工程密切相关的岩石物理性质有密度、容重空隙率等。

二、岩石的密度一般包括几种？

分别是什么含义？

（简答—4）

岩石密度是指单位体积的岩石的质量。

单位为g/cm3。

密度是选择建筑材料、研究岩石风化岩体稳定性、预测围岩压力等的基本参数。

岩密度分为颗粒密度和块体密度。

岩石的密度一般在2.7g/cm3左右

1、颗粒密度：

（1）是指岩石中固体相部分的质量与其体积的比值。

（2）颗粒密度大大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。

（3）密度大的矿物含量多，颗粒密度大；例如基性、超基性岩浆岩，一般2.7-3.2g/cm3。

密度小的矿物含量多，颗粒密度小；例如酸性岩浆岩，密度2.5-2.85g/cm3。

（4）实测指标，实验测定。

2、块体密度

（1）是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又分为干密度、饱和密度和天然密度。

（2）在未指明岩块的含水状态时，所说的岩石块体密度一般是指天然密度。

（3）块体密度不仅和矿物成分有关，还和岩石的空隙性及含水状态密切相关。

致密、裂隙不发育的岩石，块体密度接近颗粒密度；孔隙、裂隙增加，块体密度减小。

（4）测定方法：

规则试件，量积法；不规则试件，蜡封法。

三、岩石的空隙性如何？

1、岩石具有较多的空隙，包括孔隙、裂隙。

尤其是裂隙，有些连通，有些封闭，其空隙性比土复杂的多；

2、空隙分为开型空隙和闭空隙，开型空隙分为大、小开型空隙。

因此，对应的有总空隙率、总开空隙率、大开空隙率、小开空隙率和闭空隙率。

（每一个定义可能出现在选择题中）

（3）总空隙率、总开空隙率、大开空隙率、小开空隙率、闭空隙率。

§2.3岩石的水理性质

一、岩石的水理性质：

岩石在水溶液作用下表现出来的性质。

（名-6）

二、主要有吸水性；软化性；抗冻性；透水性；膨胀性；崩解性。

三、岩石的吸水性

1、岩石的吸水性是指岩石在一定条件下吸收水分的能力，常用吸水率、饱和吸水率及饱水系数等指标表示。

（名-7）

2、吸水率：

是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比，用百分数表示。

可用吸水率来计算岩石的大开空隙率。

（具体公式等参见教材）

3、饱和吸水率：

是指岩石试件在高压（15MPa）或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比，用百分数表示。

4、饱水系数：

岩石的吸水率与饱和吸水率之比称为饱水系数。

它反映了岩石中大、小开空隙的相对比例关系。

三、岩石的软化性

1、岩石的软化性是指岩石浸水饱和后强度降低的性质，用软化系数表示。

（名-8）

2、软化系数定义为岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。

四、岩石的抗冻性

1、岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的能力。

2、KR>0.75,软化性弱；KR<0.75,软化性强。

3、常用抗冻系数和质量损失率来表示。

4、抗冻系数是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度与冻融前干抗压强度之比，用百分数表示。

5、质量损失率Km是指冻融试验前、后干质量之差（ms1-ms2）与试验前干质量ms1之比，以百分数表示。

五、岩石的透水性

在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。

（名-9）

六、什么是岩石的膨胀性？

通常以什么指标来表示？

（简答—5）

1、岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。

2、以自由膨胀率、侧向约束膨胀率、膨胀压力等表述。

3、岩石的自由膨胀率：

岩石的自由膨胀率是指岩石在无任何约束的条件下浸水后所产生膨胀变形与试件原尺寸的比值。

分径向和轴向。

4、岩石的侧向约束膨胀率：

岩石的侧向约束膨胀率是将具有侧向约束的试件浸入水中，使岩石试件仅产生轴向膨胀变形而求得的膨胀率。

5、岩石的膨胀压力：

膨胀压力是指岩石试件浸水后，使试件保持原有体积所施加的最大压力。

七、岩石的崩解性

1、岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时失去黏结性，并变成完全丧失强度的松散物质的性能。

（名-10）

2、其原因是水化过程中削弱了岩石内部的结构联结引起的，常见于由可溶岩和黏土质胶结的沉积岩地层中。

3、岩石崩解性一般用岩石的耐崩解性指数表示，可在实验室测定。

4、耐崩解性指数直接反映了岩石在浸水和温度变化的环境下抵抗风化作用的能力。

2.4岩石的热学性质

一、在岩体力学中，常用的热学性质指标有：

比热容、热导率、热扩散率和热膨胀系数等。

二、岩石的比热容：

在岩石内部及其与外界进行热交换时，岩石吸收热能的能力，称为岩石的热容性。

三、岩石的热导率：

岩石传导热量的能力称为热传导性，常用传导系数表示。

热力学第二定律。

四、岩石的热膨胀系数：

岩石在温度升高时体积膨胀，温度降低时体积收缩的性质，称为岩石的热膨胀性，用线膨胀（收缩）系数或体膨胀（收缩）系数表示。

2.5岩石的变形

岩石的变形包括可恢复的弹性变形、不能完全恢复的塑性变形、与时间有关的流变变形。

一、单轴压缩条件下的岩块变形性质

1、连续加载下的变形性质

（1）连续加载下岩块典型全应力-应变曲线及变形特征可以分为哪几个阶段？

（简答—6）

可以分为四个阶段：

Ⅰ.孔隙裂隙压密阶段；Ⅱ.弹性变形至微破裂稳定发展阶段；Ⅲ.非稳定破裂发展阶段；Ⅳ.破坏后阶段

（2）峰值前岩块的变形特征

①应力-应变曲线类型及其特征

米勒（1965）对28种岩石的试验成果进行统计，可将岩块峰值前应力-轴向应变曲线划分为6类（图2-4）

玄武岩、石英岩、辉绿岩等坚硬岩峰值前岩块变形的曲线特征为Ⅰ。

（看图）

石灰岩、砂砾岩和凝灰岩等较坚硬且少裂隙的岩石常表现出此类型特征。

Ⅱ（看图）

花岗岩、砂岩及平行片理加载的片岩等坚硬而有裂隙发育的岩石。

Ⅲ（看图）

如大理岩和片麻岩等某些坚硬变质岩常表现出该变形特征。

Ⅳ（看图）

压缩性较高的垂直片理加载的片岩。

Ⅴ（看图）

盐岩等蒸发岩和极软岩表现出该变形特征。

Ⅵ（看图）

②变形参数的确定

根据各类应力-应变曲线，可以确定岩块的变形模量和泊松比等变形参数。

变形参数可以表征岩石的变形特征。

a.变形模量：

是指在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向应变之比。

Ⅰ.岩块应力-应变为直线关系时，岩块的变形模量为一常量，变形多为弹性，所以又称弹性模量。

Ⅱ.当岩块应力-应变为非直线关系时，岩块的变形模量为一变量，即不同应力段上的模量不同，常用：

初始模量Ei：

指曲线原点处的切线斜率;

切线模量Et：

指曲线上任一点处切线的斜率，在此特指中部直线段的斜率。

割线模量Es：

指曲线上某特定点与原点连线的斜率，通常取σc/2处的点与原点连线的斜率。

b.泊松比μ：

指在单轴压缩条件下，横向应变εd与轴向应变εl之比。

（3）峰值后岩块的变形特征

2、循环荷载条件的变形特征

多数岩石的大部分弹性变形在卸载后能很快恢复，而小部分须经一段时间才能恢复，这种现象称为弹性后效。

（1）岩石在逐级一次循环加载条件下，其应力-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸载过程并未改变岩块变形的基本习性，这种现象称为岩石记忆。

（2）每次加、卸载曲线都不重合，且围成一环形面积，称为回滞环。

（3）岩块的破坏产生在反复加、卸载曲线与应力-应变全过程曲线交点处。

这时的循环加、卸载试验所给定的应力，称为疲劳强度。

它是一个比岩块单轴抗压强度低，且与循环持续时间等因素有关的值。

二、三轴压缩条件下的岩块变形性质

1、三轴试验

（1）三轴试验按照应力状态的不同可以分为真三轴试验（不等压三轴）和常规三轴试验（普通三轴）。

（2）围压对岩块变形破坏的影响

①首先，破坏前岩块的应变随围压增大而增加；

②其次，随围压增大，岩块的塑性也不断增大，且由脆性逐渐转化为延性。

（3）通常把岩石由脆性转化为延性的临界围压称为转化压力

三、岩块的蠕变性质

1、流变：

在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化的现象叫流变。

（名-11）

主要包括蠕变、松弛和弹性后效。

2、蠕变是指岩石在恒定的载荷作用下，其变形随时间而逐渐增大的性质。

（名-12）

3、岩石蠕变曲线的特征

根据蠕变曲线的特征，可将岩石蠕变划分为三个阶段。

（1）初始蠕变阶段（或称减速蠕变阶段）

（2）等速蠕变阶段（或称稳定蠕变阶段）

（3）加速蠕变阶段

4、影响岩石蠕变性质的因素

（1）岩性：

影响岩石蠕变性质的内在因素。

（2）应力：

对同一种岩石来说，应力大小不同，蠕变曲线的形状及各阶段的持续时间也不同。

（3）温度、湿度：

温度和湿度对岩石蠕变也有较大的影响。

2.6岩块的强度性质

岩块破坏根据破坏时的应力类型可分为拉破坏剪切破坏流动。

常用的强度指标的有单轴抗压强度、单轴抗拉强度、剪切强度及三轴压缩强度等。

一、单轴抗压强度的确定

1、单轴抗压强度的确定

在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力称为单轴抗压强度。

简称抗压强度。

用σc表示。

（名-13）

2、影响单轴抗压强度的因素

（1）一是岩石本身性质方面的因素，如矿物组成、结构构造（颗粒大小、连结及微结构发育特征等）、密度及风化程度等。

（2）二是试验条件方面的因素。

①试件的几何形状及加工精度

A.单轴抗压试验中试样截面积和高径比相同，圆形试件强度大于多边形试件强度。

多边形中，边数增多，试件强度增大。

B.尺寸效应，即试件尺寸越大，岩块强度越低。

其核心是结构效应。

C.试件的高径比，即高度与直径或者边长的比值增大，岩块强度降低。

标准试件5cm×10cm。

D.端面粗糙和不平行的试件，容易应力集中，降低岩块强度。

②加载速率

岩块的强度常随加载速率增大而增高。

这是因为随加载速率增大，若超过了岩石的变形速率，即岩石变形未达到稳定就继续增加荷载，则在试件内将出现变形滞后于应力的现象，使塑性变形来不及发生和发展，增大了岩块强度。

因此，为了规范试验方法，现行的试验规程都规定了加载速率，一般为0.5-0.8MPa/s。

③端面条件

端面条件对岩块强度的影响，称为端面效应。

④湿度和温度

水对岩块强度有显著的影响。

当水侵入岩石时，将顺着裂隙进入并润湿全部自由面上的每个矿物颗粒。

改变岩石的物理状态，削弱颗粒间的联结力，降低岩块强度。

其程度取决于岩石的空隙性及物理、水理性质。

温度升高，岩石的脆性降低，黏性增强，岩块强度也随之降低。

⑤层理结构

岩块强度因受力方向不同而有差异，具有显著层理的沉积岩，这种差异更明显。

垂直和平行层理方向强度很大。

二、三轴压缩强度

岩石试件在三轴压应力作用下所能抵抗的最大轴向应力（最大主应力1m），称为岩石的三轴压缩强度。

三、单轴抗拉强度

1、单轴抗拉强度：

岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。

2、岩石的抗拉强度远小于抗压强度。

拉破坏是工程岩体及自然界岩体的主要破坏形式之一。

3、岩石的单轴抗拉强度的测定方法有哪些？

（简答—7）

测定方法包括直接法和间接法。

间接法又包括劈裂法、抗弯法及点荷载法等。

是通过测定岩石的抗压强度，再换算成抗拉强度。

①直接拉伸法是将圆柱状试件两端固定在材料试验机的拉伸夹具内，然后对试件施加轴向拉伸荷载至破坏。

②劈裂法是用圆柱体或立方体试件，横置于压力机的承压板上，且在试件上、下承压面上各放一根垫条。

然后以一定的速率加压，直至试件破坏。

③点荷载试验

试验时将试件放在点荷载仪中的球面压头间，然后通过油泵加压至试件破坏，利用破坏荷载可求得岩块点荷载强度，然后换算成抗拉强度。

四、剪切强度

1、在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力称为剪切强度。

与土的一样，也是由内聚力及内摩擦角组成。

（名-14）

2、按照试验方法不同，可以分为：

（1）抗剪断强度

①是指试件在一定的法向应力作用下，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。

反映了岩块的内聚力和内摩擦阻力。

（名-16）

②通过抗剪断试验测得，包括：

直剪试验、变角板剪切试验和三轴试验等。

（2）抗切强度

①是指当试件上的法向应力为零时，沿预定剪切面剪断时的最大剪应力。

所以其抗剪强度仅取决于内聚力。

（名-17）

②通过抗切试验测得，包括：

单（双）面剪切及冲孔试验等。

（3）摩擦强度

①是指试件在一定的法向应力作用下，沿已有破裂面（层面、节理等）再次剪切破坏时的最大剪切力。

（名-18）

②与之对应的试验叫摩擦试验，其目的是通过试验求取岩体中各种结构面、人工破裂面及岩块与其他物体（混凝土块等）的接触面等的摩擦阻力。

第4章岩体力学性质

4.1概述

一、岩体的力学性质一方面取决于受力条件；另一方面取决于岩体的地质特征及其赋存环境。

二、岩体力学性质的影响因素：

1、岩石材料性质；

2、结构面发育特征及性质

3、岩体的地质环境条件；（天然应力、地下水）

三、岩体性质不同于岩块性质的本质原因是结构面的影响。

4.2岩体的变形性质

岩体变形是评价工程岩体稳定性的重要指标，也是岩体工程设计的基本准则之一。

岩体的变形包括结构变形和岩块材料变形。

其中结构变形包括结构面闭合填充物压密结构体转动和滑动。

一般情况下岩体的结构变形起着控制作用。

一、岩体变形试验及变形参数确定

原位岩体变形试验可分为静力法和动力法。

Ø静力法：

在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加法向载荷，并测定其岩体的变形值；然后绘制压力-变形关系曲线，计算出岩体的变形。

包括：

承压板法、钻孔变形法、狭缝法、水压洞室法、单（双）轴压缩试验法。

Ø动力法：

动力法是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。

包括声波法和地震波法。

1、承压板法

分为刚性承压板法和柔性承压板法。

试验时，先将预定的最大荷载分为若干级，采用逐级一次循环法加压。

记录各级压力（p）下的岩体变形值（W），绘制P-W曲线。

根据某级压力下的变形值，用布西涅斯克公式计算变形模型（Em）和弹性模量（Eme）。

2、钻孔变形法

钻孔变形法是利用钻孔膨胀计等设备，通过水泵对一定长度的钻孔壁施加均匀的径向载荷，同时测记各级压力下的径向变形U。

利用厚壁筒理论可推导出岩体的变形模量Em（MPa）。

与承压板法相比较，钻孔变形试验有何优缺点？

（简答—8）

优点：

（1）对岩体扰动小；

（2）可在地下水位下和相当深的部位进行；（3）试验方向基本上不受限制，而且试验压力可以达到很大；（4）在一次试验中可以同时测量几个方向的变形，便于研究岩体的各向异性。

缺点：

在于试验涉及的岩体体积小，代表性受到局限。

3、狭缝法

狭缝法又称为狭缝千斤顶法，是在选定的岩体表面刻槽，然后在槽内安