体积模量：KV=3(1?2u)；
剪切模量：剪应力与应变的比值,G=2(1?u)； 4、其它概念
流变：岩石的变形或者应力随时间变化的现象； 临界应力：试样处于临界平衡状态时横截面上的应力； 转化压力：把岩石由脆性转化为延性的临界围压
弹性后效：岩石在弹性变形卸载后没有很快恢复，而是经过一段时间才能恢复的现象；
长期强度：岩石在长期荷载作用下抵御破坏的强度值； 端面效应:端面条件对岩块强度的影响； 尺寸效应：试件尺寸越大，岩块强度越低； 脆性度；抗压强度与抗拉强度之比； 5、岩块典型全应力-应变曲线的基本特征
E
E
（1） 孔隙裂隙压密阶段(OA段)在该阶段,随着载荷的增加,试件中原有张开性
结构面或微裂隙逐渐闭合,岩石被压密,形成岩块的应力应变，全过程曲线早期的非线性变形,应力一应变曲线呈上凹型,曲线斜率随应力增加而逐渐增大,表明微裂隙的闭合开始较快,随后逐渐减慢,本前段变形对裂隙化岩石来说较明显,而对坚硬裂隙的岩石则不明显,甚至不显现。
（2） 弹性变形至微破裂稳定发展阶段(A段)，该阶段的曲线呈近似直线关系,
而曲线开始(AB段)为直线关系,随应力增加逐渐变为曲线关系,据其变形机理又可细分为弹性变形阶段(AB段)和微破裂稳定发展阶段(BC段),弹性变形阶
段不仅变形随应力成比例增加,而且在很大程度上表现为可恢复的弹性变形,B点的应力可称为弹性极限,微破夏稳定发展阶段的变形主要表现为性变形,试件内开始出 ,并随应力增加面逐渐发展,当载荷保持不变时,微破裂也停止发展,由于微裂的出现,试件体积压缩速率减缓，曲线偏离直线向纵轴方向弯曲,这一阶段的上界应力(C点应力)称为服极。
（3） 非稳定破裂发展阶段(或称累进性裂阶段)(CD段)进入破裂的发展发生了
质的变化,由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著载荷保不变,破裂仍会不断发展,并在某些薄弱部位首先破,重新分,其结又引起次薄部位的破坏,依次进行下去直至试件完全破坏,试件面体积压缩转为扩轴向应变和体积应变速率迅速增大。试件承载能力达到最大 段的上界应力称为峰强度单轴抗压。 （4） 破坏后阶段(图23,D点以后阶段)岩块承载力达到峰值后,其内部结构完全
破坏,但试件仍基本保持整体状,到本阶段,裂隙快速发展、交叉且相互联面。此后,岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移,试件承载力增大迅速下但并不降到零,说明破裂的岩石仍有一定的承载能力。 6、
扩容现象的解释
非稳定破裂发展阶段(或称累进性裂阶段)(CD段)进入破裂的发展发生了质的变化,由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著载荷保不变,破裂仍会不断发展,并在某些薄弱部位首先破,重新分,其结又引起次薄部位的破坏,依次进行下去直至试件完全破坏,试件面体积压缩转为扩轴向应变和体积应变速率迅速增大。试件承载能力达到最大 段的上界应力称为峰强度单轴抗压。 7、
岩块蠕变曲线的特征
（1） 初始蠕变阶段(或称减速蠕变阶段)如图中的AB段,曲线呈下凹型,应最
初随时间增大较快,但其应变率随时间迅速递减,到B点达到最小值。若在本阶段中某一点P卸载,则应变沿PQR下降至零。其中,PQ段为瞬时应变的恢复曲线,而QR段表示应变随时间逐渐恢复至零。由于卸载后应力立即消失,而应变则随时间逐渐恢复,二者恢复不同步。应变恢复总是落后于应力,这种现象称为弹性后效。
（2） 等速蠕变阶段(或称稳定蠕变阶段)如图中的BC段,曲线近似呈直线,应
变随时间近似等速增加,直到C点。若在本阶段内某点T卸载,则应变将沿TUV线恢复,最后保留一永久应变εp。
（3） 加速蠕变阶段)如图的CD段,曲线呈上凹型,应变率随时间迅速增加,应
变随时间增长越来越大,其蠕变加速发展直至岩块破坏(D点) 8、强度的概念及计算方法
抗压强度：岩石所能承受的最大压应力，σc=抗拉强度：岩石所能承受的最大拉应力，σt=
PCAPtA
；
抗剪强度：在剪切荷载作用下，岩石抵抗剪切破坏的最大剪应力； 9、影响岩块抗压强度的因素
一是岩石本身性质方面的因素：矿物组成、结构构造（颗粒大小、联结、微结构发育特征等）、密度及风化程度等；二是试验条件因素：试件的几何形状及加工精度、加载速率、端面条件、温度和湿度、层理结构等。
第三章 结构面的变形和强度性质
1、概念
剪胀角：剪切时剪切位移的轨迹线与水平线之间的夹角。
法向刚度：在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力。 剪切刚度：数值上等于峰值前τ??μ曲线上任一点的切线斜率。 2、结构面的法向变形的主要特征
（1） 开始时随着法向应力的增大，结构面的闭合迅速增长，两曲线均为上凹
型。当增加到一定值时，曲线变陡并且大致平行，说明这是结构面已基本上完全闭合。
（2） 从变形上看，在初始压缩阶段，含结构面的变形主要是由结构面的闭合
造成的。
（3） 研究表明，当法向应力大约在3c处，含结构面的变形会转化为岩块的弹
性变形为主。
（4） 结构面的变形曲线大致以?Vj=?Vm为渐近线的非线性曲线。 （5） 结构面的最大闭合量始终小于结构面的张开度。 3、结构面的剪切变形的主要特征
σ
（1） 结构面的剪切变形曲线均为非线性曲线，按期剪切变形机理可分为脆性
变形和塑性变形。
（2） 结构面的峰值位移△a受其风化程度的影响。风化结构面的峰值位移比
新鲜的大,这是由于结构面遭受风化后,原有的两壁互锁程度变差,结构面变得相对平滑的缘故。
（3） 对同类结构面而言,遭受风化的结构面,剪切刚度比未风化的小1/4~1/2。 （4） 结构面的剪切刚度具有明显的尺寸效应,在同一法向应力作用下。其剪切
刚度随被剪切结构面的规模增大而降低。 （5） 结构面的剪切刚度随法向应力的增大而增大。 4、平直无填充结构面的剪切强度特征
结构面的抗剪强度主要来源于结构面的微咬合作用和胶黏作用,且与结构面的壁岩性质及其平直光滑程度密切相关。若壁岩中含有大量片状或鳞片状矿物,如云母、绿泥石、黏土矿物、滑石及蛇纹石等矿物时,其摩擦强度较低,摩擦角一般在20°~30°之间,小者仅10°~20°,黏聚力在0~0.1MPa之间。而壁岩为硬质岩石,如石英正长闪长岩、花岗岩及砂砾岩和灰岩等时,其摩擦角可达30°~40°,黏聚力一般在0.05~0.1MPa之间。结构面愈平直,擦痕愈细腻,其抗剪强度愈接近于下限,黏聚力可降低至0.05MPa以下,甚至趋于零;反之,其抗剪强度就接近于上限值。
4、有填充结构面的剪切强度特征
填充物厚度对结构面抗剪强度的影响较大。当填充物较薄时,随着厚度的增加,摩擦系数迅速降低,而黏聚力开始时迅速升高,升到一定值后又逐渐序低,当填充物厚度达到一定值后,摩擦系数和黏聚力都趋于某一稳定值。这时,结构面的强度主要取决于填充夹层的强度,而不再随填充物厚度的增大而降低。据试验研究表明,这一稳定值接近于填充物的内摩擦系数和内聚力,因此,可用填充物的抗剪强度来代替结构面的抗剪强度。 5、非贯通断续结构面的剪切强度特征
非贯通断续的结构面的抗剪强度要比贯通结构面的抗剪强度高，因为沿非贯通结构面剪切时,剪切面上的应力分布实际上是不均匀的,其剪切变形破坏也是一个复杂的过程,剪切面上应力分布不均匀表现在:岩桥部分受到的法向应力一般比
岩体力学期末考试复习资料
