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岩石力学知识要点(打印)

矿山岩石力学知识要点
1 Rock mechanics and mining engineering
(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics:(P1)
(2)岩石力学固有复杂性/inherent complexities in rock mechanics:(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面,size effect,tensile strength,effect of groundwater,weathering (3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program:(P7-9)(Fig.1.3)通常按照下列五个方面依次进行,即Site characterization/,mine model formulation,design analysis,rock performance monitoring,retrospective analysis,而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation,mine model formulation和design analysis,改善实施效果。

2 Stress and infinitesimal strain
(1)应力/stress:(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces.
(2)正应力/normal stress component:(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。

(3)剪应力/shear stress component:(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。

(4)体力:分布在物体体积内的力。

(5)面力:分布在物体表面上的力。

(6)内力:物体本身不同部分之间相互作用的力。

(7)正面:外法线沿着坐标轴的正方向的截面。

正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正,反之为负。

(8)负面:外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。

负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正,反之为负。

(9)应力变换公式/stress transformation equation:(P15)
(9)主平面/principle plane:(P15)单元体剪应力等于零的截面。

(10)主应力/principle stress:(P15)主平面上的正应力。

(11)三维主应力方程与应力不变量:(P16)
σ1,σ2,σ3, in order of decreasing magnitude, and are identified respectively as the
major, intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力.
(12)主应力之间相互正交条件:0212121=++z z y y x x λλλλλλ
(13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress :(P17-18)
1
3
m I σ=
m S σσ-=11,m S σσ-=22,m S σσ-=33
:(P19)
(15)平面问题的主应力及其方向计算:(P21)
(16)应变-位移关系方程:(P27)
z
u y u x u z z y y x x ∂∂=∂∂=∂∂=
εεε;; 1;
2y
y x x xy z u u u u y x
x y γ∂∂⎛⎫
∂∂=+
Ω=- ⎪∂∂∂∂⎝⎭
1;21;
2y y z
z yz x x
x z z zx y u u u u z
y
y z u u u u x z
z x γγ∂∂⎛⎫∂∂=+
Ω=- ⎪
∂∂∂∂⎝⎭
∂∂∂∂⎛⎫=
+Ω=- ⎪
∂∂∂∂⎝⎭
(17)体积应变/volumetric strain :(P27)xx yy zz εεε∆=++
(18)变形协调方程/strain compatibility equations :(P28)22
222yy xy
xx y x x y
εγε∂∂∂+=
∂∂∂∂ (19)虎克定律/Hook`s law :(P29)
(20)岩土理性关于位移、应力、应变正负的规定 (i )沿坐标轴正向作用的力和位移分量为正; (ii )收缩正应变为正; (iii )压缩正应力为正;
(iv )若截面内法线相对于坐标的原点向内指,则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正,反之亦然。

3 Rock strength and deformability
(1)强度(峰值强度)/strength or peak strength :(P42) (2)残余强度/residual strength :(P42)
(3)应变软化/strain-softening or strain-weakening behavior :(P42)指岩石达到峰值强度以后继续变形,其强度随变形量增加而降低/减少的特性。

(4)塑性变形/ductile deformation :(P42) (5)屈服/yield :(P42)
(6)有效应力/effective stress :(P42)ij
ij ij u σσδ'=- (7)Tangent Yong`s modulus E t ,average Yong`s modulus E av ,secant Yong`s modulus E s :(P43-44)
(8)岩石单轴压缩与三轴压缩典型特性:(P42)(P50-51)(Fig. 3.2)(Fig. 3.11)(Fig.3.12) 岩石单轴压缩特性:从变形的四个阶段理解:弹性变形、塑性变形、(峰值强度以后)应变软化、残余变形。

岩石三轴压缩特性:与单轴压缩特性,比较不同围压下的强度、变形性能,脆-塑性转变等。

(9)扩容/dilation :(P51)
(10)Coulomb`s shear strength criterion
:(P54-55)tan n s c σφ=+
42πφ
β=+ (11)Griffith crack theory :(P57) (12)岩石结构面强度:(P64)
4 Rock mass structure
(1)岩石/rock:(P75)
(2)岩体/rock mass:(P75)
(3)岩石结构的主要类型/major types of structural feature:(P75-78)bedding planes,folds,faults,shear zones,dykes,jionts.
(4)岩石结构面的产状/orientation:(P78)dip direction/azimuth,dip
(5)结构面的间距/spacing:(P78)
For values of ë in the range 6 to 16/m, a good approximation to measured RQD values was found to be given by the linear relation. RQD = -3.68λ+110.4
(6)RQD quality designation:(P79
(7)结构面的连通性/persistence:(P80)
(8)结构面的粗糙度/roughness:(补充)Roughness is a measure of the inherent surface unevenness and waviness of the discontinuity relative to its mean planes.
(9)结构面的开度/aperture:(P82)
(10)结构面的填充性/filling:(P83)
(11)Bieniawski`s geomechanics classification:(P83-84)(补充)
(12)岩石与岩体的区别/differences between rock mass and rock element:(P87)
In the fabric:岩石存在微观节理;岩体由岩块与宏观结构面组成。

In mechanical properties:与岩石比较,岩体具有smaller elastic modulus,lower peak strength,lower residual strength,larger deformation (creep),larger Poisson ratio,stronger anisotropy.
5 Virgin stresses in the rock mass
(1)原岩应力/virgin stresses:(P96)采掘前原岩内的应力。

(2)原岩/virgin rock/initial rock:指未受采掘影响的天然岩体。

(3)自重应力/gravity stress:指由于上覆岩层重力引起的应力。

(4)构造应力/tectonic stress:指由于地壳构造运动在岩体中形成的应力。

(5)原岩应力分布的一般规律:(P99)三条。

(6)应力释放法测定原岩应力的原理与步骤:(P101)四步
(7)原岩应力现场测试方法分类:(P102)。

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