《岩石力学》课件(1).pptxVIP

《岩石力学》课程简介岩石力学是研究岩石的力学性质及其在工程实践中的应用的一门学科。本课程将全面介绍岩石的基本物理力学性质、应力-应变关系、弹塑性特性、强度特征、破坏准则等内容,以及地应力的概念、测量方法和工程应用,以及岩体的力学特性及其在工程中的应用等。通过学习掌握岩石力学的基本理论和分析方法,为后续的岩体工程设计打下坚实的基础。1yby123yin

岩石力学的定义和研究对象1岩石力学的定义岩石力学是研究岩石材料的力学性质及其在工程实践中的应用的一门学科。它旨在了解岩石的力学行为,为工程建设提供理论支持。2研究对象岩石力学主要研究对象包括单块岩石、岩体以及地应力等。通过分析岩石的应力-应变关系、强度特性、破坏行为等,为工程设计提供依据。3应用领域岩石力学广泛应用于土木工程、采矿工程、石油工程、地质工程等领域。它为岩石挖掘、边坡稳定、基础设计等提供理论基础。

岩石的基本物理力学性性质密度岩石的密度是其重要的物理力学特性。岩石密度的大小决定了岩石自重和抗压强度。硬度岩石的硬度反映了其抵抗被切割、压碎或掘进的能力。常用莫氏硬度进行测定。孔隙率岩石的孔隙率决定了其渗透性和吸水性。孔隙率越高,渗透性和吸水性越强。

岩石的应力-应变关系1应力-应变曲线岩石在受力作用下会产生应变,两者之间呈现特定的应力-应变曲线关系。这反映了岩石的力学性质。2弹性区和塑性区岩石在小应力作用下表现为线性弹性,在大应力作用下则出现塑性变形。两者的转折点称为屈服点。3影响因素岩石的应力-应变关系受岩石类型、孔隙度、含水量、应力状态等诸多因素的影响。4工程应用分析岩石的应力-应变关系对于工程设计中的荷载计算、安全稳定性评估等至关重要。

岩石的弹性性质弹性模量岩石的弹性模量反映了其抵抗弹性变形的能力。它是描述岩石弹性特性的关键参数,在工程设计中广泛应用。泊松比泊松比描述了岩石在受压时横向变形与纵向变形的比值。它表示了岩石在弹性变形阶段的体积变化特性。弹性应力-应变关系线性弹性应力-应变关系是一种理想化的岩石力学行为模型,可用于简单的工程计算和分析。影响因素岩石的弹性性质受岩石类型、孔隙度、矿物组成、温度和含水量等因素的影响。

岩石的塑性性质塑性变形受到足够大的应力作用,岩石会出现持续的非弹性变形,即塑性变形。这种塑性行为对于理解岩石在大应力下的力学特性至关重要。应力-应变关系在超过屈服应力后,岩石进入塑性变形区域。此时应力-应变关系呈现非线性特征,体现了岩石的塑性行为。影响因素岩石的塑性性质受岩石类型、矿物组成、孔隙度、温度和含水量等诸多因素的影响。合理考虑这些因素对于准确预测岩石的塑性行为至关重要。

岩石的强度特性抗压强度岩石抗压强度是反映其承载能力的重要指标,对工程设计和施工至关重要。它受岩石的矿物组成、孔隙度、含水量等因素的影响。抗拉强度岩石抗拉强度通常比抗压强度低得多。它是评估岩石抗张断裂能力的关键参数。加固支护措施可以提高岩石的抗拉强度。抗剪强度岩石的抗剪强度决定了其在剪切作用下的承载能力。它是分析岩体稳定性和确定边坡坡面倾角的重要依据。

岩石的破坏准则1莫尔-库伦破坏准则这是最常用的岩石破坏准则之一,描述了岩石在剪应力和法向应力联合作用下的破坏行为。2最大拉应力破坏准则当岩石的最大主应力超过其抗拉强度时会发生拉裂破坏,这种破坏准则适用于脆性岩石。3Hoek-Brown破坏准则这种准则考虑了岩石的各向异性特性,并用于分析大尺度岩体的破坏行为。4破坏准则的应用合理选择破坏准则并确定其参数,对于分析岩石或岩体的极限承载能力和安全稳定性非常重要。

岩石的断裂力学断裂破坏岩石在外荷载作用下会产生内部应力集中,当主应力超过岩石的抗拉强度时会发生断裂破坏。这种破坏方式严重影响岩体的稳定性。断裂韧性岩石的断裂韧性反映了其抵抗脆性断裂的能力。断裂韧性越高,表示岩石越不易发生断裂失稳。断裂力学理论断裂力学理论通过应力强度因子、临界应力强度因子等参数,分析岩石断裂行为,为工程分析与设计提供理论支持。

岩石的疲劳性质疲劳破坏由于长期反复的外部荷载作用,岩石会发生累积性损伤,最终导致疲劳破坏。这是岩石力学中一个重要的研究课题。疲劳寿命岩石的疲劳寿命反映了其承受交变载荷的能力。科学预测岩石疲劳寿命对工程设计和施工安全至关重要。影响因素岩石的疲劳性质受到岩石类型、应力水平、应力频率、温度和含水量等诸多因素的影响,需要综合考虑。

岩石的渗透性和孔隙率渗透性岩石的渗透性反映了其内部介质（如孔隙、裂隙等）允许流体自由流动的能力。它是地下水流动和油气藏勘探中的重要参数。孔隙率岩石的孔隙率是岩石体积中空隙的占比。孔隙率越高,意味着岩石的渗透性和储存容量越强。砂岩和碳酸盐岩通常具有较高的孔隙率。测量方法孔隙率通常通过实验室测试的方式进行测量,包括气体吸附法、水饱和法等。渗透性可以通过渗透试验