《岩体力学新进展》课件.ppt

《岩体力学新进展》本演示文稿旨在全面介绍岩体力学的最新进展。我们将探讨岩石和岩体的基本力学性质、强度理论、破坏准则以及流变特性。此外，我们还将深入研究岩体结构面、变形特性、强度特性和渗透特性。通过数值模拟方法、试验技术和监测技术，我们将分析岩体的稳定性，并探讨岩石力学参数的确定方法。最后，我们将介绍岩体加固技术、地下工程开挖方法以及岩石动力学，展望岩体力学的发展趋势。

岩体力学概述岩体力学是研究岩石和岩体在各种应力、应变和环境条件下的力学行为的学科。它综合运用材料力学、结构力学、地质学和工程地质学的理论和方法，解决岩土工程中的实际问题。岩体力学不仅关注岩石材料的力学性质，更侧重于岩体这种非均质、不连续介质的整体力学行为。在岩体力学中，岩石被视为组成岩体的基本单元，而岩体则是由岩石和结构面（如节理、裂隙、断层等）组成的复杂地质体。岩体力学的研究对象包括岩石的物理力学性质、岩体的变形和破坏规律、岩体的稳定性分析以及岩体工程的设计和施工方法。1岩石力学研究岩石材料的力学性质，如强度、刚度、变形和破坏等。2岩体结构研究岩体中结构面的几何形态、分布规律和力学特性。3数值模拟利用计算机模拟岩体的力学行为，预测岩体工程的稳定性。

岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质是岩体力学研究的基础。这些性质包括密度、孔隙率、含水率、波速、单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。岩石的这些性质受到其矿物成分、结构构造、胶结程度和含水状态等多种因素的影响。准确测定岩石的物理力学性质，是进行岩体工程设计和稳定性分析的前提。岩石的物理性质主要描述其基本物理状态，如密度反映了岩石的质量与体积之比，孔隙率反映了岩石内部孔隙的多少，含水率反映了岩石中水分的含量。这些物理性质直接影响岩石的力学性质。例如，高孔隙率的岩石通常具有较低的强度和刚度。密度单位体积岩石的质量，反映了岩石的致密程度。孔隙率岩石中孔隙体积与总体积之比，影响岩石的渗透性和强度。含水率岩石中水分的含量，影响岩石的力学性质和耐久性。

岩石的应力-应变关系岩石的应力-应变关系描述了岩石在受到外力作用时，其内部应力与应变之间的关系。这种关系是岩体力学研究的核心内容之一。岩石的应力-应变关系可以是线性的，也可以是非线性的，取决于岩石的类型、应力水平和加载路径。通过试验测定岩石的应力-应变关系，可以了解岩石的变形特性和强度特性。在低应力水平下，许多岩石表现出线弹性行为，其应力与应变之间满足胡克定律。然而，随着应力水平的提高，岩石内部的微裂隙开始扩展和贯通，导致岩石的应力-应变关系呈现非线性特征。在接近破坏时，岩石的应力-应变曲线通常会出现明显的屈服现象。1弹性阶段应力与应变成正比，满足胡克定律。2塑性阶段应力与应变呈非线性关系，出现残余变形。3破坏阶段应力达到峰值，岩石发生破坏。

岩石的强度理论岩石的强度理论是用来描述岩石在各种应力状态下发生破坏的规律的理论。这些理论基于大量的试验数据和理论分析，旨在预测岩石的破坏强度和破坏模式。常用的岩石强度理论包括最大拉应力理论、最大剪应力理论、莫尔-库仑理论和Griffith理论等。不同的强度理论适用于不同的岩石类型和应力状态。最大拉应力理论认为，当岩石中的最大拉应力达到其抗拉强度时，岩石就会发生拉伸破坏。最大剪应力理论认为，当岩石中的最大剪应力达到其抗剪强度时，岩石就会发生剪切破坏。莫尔-库仑理论是岩土力学中最常用的强度理论之一，它考虑了岩石的内摩擦角和粘聚力对强度的影响。最大拉应力理论当最大拉应力达到抗拉强度时发生破坏。最大剪应力理论当最大剪应力达到抗剪强度时发生破坏。莫尔-库仑理论考虑了内摩擦角和粘聚力对强度的影响。

岩石的破坏准则岩石的破坏准则是岩石强度理论的具体体现，它给出了岩石在多轴应力状态下发生破坏的判据。这些准则通常用数学公式来表达，可以根据试验数据进行校正。常用的岩石破坏准则包括Drucker-Prager准则、Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则等。选择合适的破坏准则对于岩体工程的稳定性分析至关重要。Drucker-Prager准则是一种常用的塑性破坏准则，它将岩石的破坏强度表示为平均正应力和偏应力的函数。Hoek-Brown准则是一种经验性的破坏准则，它考虑了岩石的完整性和结构面的影响。Mohr-Coulomb准则是最经典的破坏准则之一，它将岩石的抗剪强度表示为正应力的线性函数。Drucker-Prager塑性破坏准则，与平均正应力和偏应力有关。Hoek-Brown经验性准则，考虑岩石完整性和结构面影响。Mohr-Coulomb经典准则，抗剪强度与正应力呈线性关系。

岩石的流变特性岩石的流变特性是指岩石在长期荷载作用下，其应变随时间变化的特性。这种现象也称为蠕变。岩石的流变特性对于地下工程的长期稳定性具有重要影响。岩石的流变模型