什么是岩体变形

岩体环境条件改变时，结构体（见岩石和岩体、岩体结构）产生体积变化、形状改变和相对移动等变动量的总和。岩体变形受三组基本因素即岩性、岩体结构和环境状况的控制。

20世纪60年代对岩体变形的研究停留在岩石材料的变形上，只注重考虑岩石材料变形所共有的两种机理的变形，即弹性变形和流动变形。实际上，岩体是在地应力作用下，已经经历过多次变形的地质体。岩体力学研究的岩体变形是在工程活动下再变形问题。

岩体的应变、应力和时间的关系称为本构关系，这种关系的数学表达式称为本构方程。岩体变形与岩体结构的关系，主要决定于岩体结构单元的本构关系在岩体力学模型中的联合作用。岩体变形本构关系的理论研究还很不成熟。

岩体变形特征常用岩体的应力-应变曲线表征。岩体的应力-应变曲线不是一条简单直线，而是在岩体组成成分、结构及加载控制下表现为具有不同结构特征曲线族。岩体变形特征不能仅用胡克方程和弹性模量表征，而应该采用包含有控制岩体变形的岩性和结构参数的本构方程表征；岩体变形曲线由于岩性不同、加载控制不同而不同。试验时必须正确地选择加载控制。岩体变形曲线按曲线结构分为四种基本类型（图1）：直线型──弹性的；上弯型──闭合弹性的；下弯型──粘弹性的；“S”型──闭合粘弹性的。

上列四种变形曲线类型，与组成岩体的物质及结构特征有关。图2为岩体重复加压得到的岩体变形曲线与岩石破坏程度关系。它间接地反映了岩体变形与岩体结构关系，即岩体愈破坏，变形曲线斜率愈缓，其变形模量愈小。

岩体变形特征与地应力（见岩体中应力）密切有关。环境应力愈高，结构面变形成分愈小，岩体变形模量愈高。在这种情况下，岩体变形特征主要决定于岩石特征。

在实际岩体工程中常见到夹层挤出和板状岩层弯曲变形现象。这些变形成分实际上是岩体变形的重要成分──大变形。在岩体工程监测和变形观测中常观测到变形远远大于理论计算结果，就是由于在变形观测中有大变形成分，而在理论计算中没有计入大变形。这是今后岩体变形研究中应当重视的一个问题。