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岩石力学2复习题

岩石力学2复习题
岩石力学2复习题

第一章 复习思考题

1、岩块具有哪些力学特征?

答:1.岩块的力学性质与组成岩块的矿物成分及其相对含量有关。一般来说,含硬度大的粒柱状矿物愈多,岩块强度越高。含硬度小的片状矿物越多,岩块的强度越低。

2.胶结连接的岩块强度 硅质胶结>铁质、钙质胶结>泥质胶结

3.岩块的力学性质与组成岩块的岩石结构构造有关。颗粒形状 强度:粒状、柱状>片状>鳞状。 颗粒大小 强度:粗粒<细粒

4.岩块的力学性质与岩块的微结构面发育程度有关,微观结构面削弱岩块强度,导致各向异性

5.岩块的风化程度对岩块力学性质也有影响。导致岩块的硬度降低,抗变形能力减弱,渗透性增加

2、软弱结构面具有哪些地质特性?

答:1.由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构2.粘粒含量很高

3.含水量接近或超过塑限

4.密度比原岩小

5.常具有一定的胀缩性

6.力学性质比原岩差

7.强度低8.压缩性高9.易产生渗透变形

3、结构面特征对岩体性质的影响是什么?

答:1.产状:常用走向,倾向和倾角表示,结构面与最大主应力之间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。当结构面与最大主平面的夹角β为锐角时,岩体将沿结构面滑移破坏;当β=90°时则表现为平行结构面劈裂拉张破坏;β=0°表现为横切结构面产生剪断岩体破坏2.连续性:常用连续性系数K ,迹长和面连续性系数表示,K 在0~1之间,K 值愈大说明结构面连续性愈好,当 K=1时,结构面完全贯通。结构面的连续性对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性有很大的影响。3.密度:密度控制着岩体的完整性和岩块的强度。一般的,结构面发育越密集,岩体的完整性越差,岩块的块度愈小,进而导致岩体的力学性质变差,渗透性增强4.张开度:使结构面实际接触面积减少,导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。当结构面张开且被外来物质填充时,则其强度主要由充填物决定5.形态:结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性质存在明显的影响。

6.充填胶结:结构面经胶结后,总的来说力学性质有所改善。

4、《岩土工程勘察规范》(国标GB50021-2001)用哪两个指标来评价岩块的风化程度 答:波速比v k 和风化系数f k

风化程度(硬质岩石按波束指标的风化分级)

全风化;强风化;中等风化;微风化;未分化

5、岩体的定义是什么?

答:在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面组成的具有一定结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

6、按结构类型划分岩体有哪五种?

答:整体状结构,块状结构,层状结构,碎裂结构,散状结构等五种类型。

7、为什么要进行岩体工程分类?岩块和岩体的工程分类方法有哪些?

答:总的来说是为工程服务。岩体工程分类既是工程岩体稳定性分析的基础,也是岩体工程地质条件定量化的一个重要途径

岩块工程分类方法:(1)迪尔和米勒的双指标分类(2)按岩石强度分类

岩体工程分类方法:(1)岩体质量分级(2)洞室围岩分类(3)岩体地质力学分类

(4)巴顿岩体质量分类

第二章 复习思考题

1、岩石密度对岩石力学性质有何影响?

(岩石密度分为颗粒密度和块体密度)

答:1.密度越大,岩石强度越高2.密度大小也决定于地下工程的几何尺寸及其布置

2、岩石空隙性对岩石力学性质有何影响?

答:(1)一般来说,空隙率愈大,岩块强度愈大,塑性变形和渗透性愈大(2)空隙率越大岩石抗风性降低(3)对可溶性岩石来说,空隙率愈大岩石力学强度愈小并且其透水性增强(4)空隙中充填物的存在,形成软弱结构面

3、岩石的吸水率、饱水率和饱水系数有何区别?

答:(1)吸水率:指的是岩石试件在常温常压下自由吸入水的质量与岩样干质量之比

(2)饱水率:指的是岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比

(3)饱水系数:岩石的吸水率与饱和吸水率之比

4、岩石软化性对岩石力学性质有何影响?

答:岩石软化性:指岩石浸水饱和后强度降低的性质;常用软化系数KR 表示。

影响:1.KR 愈小,岩石软化性愈强。在水的作用下岩石承载能力降低2.KR 愈小,岩石的抗冻性和抗风化能力越差3.KR 愈小,岩石的工程地质条件愈恶劣工程稳定性也越差。

5、岩石透水性与哪些因素有关?它对岩石力学性质有何影响?

答:用渗透系数K 表示透水性K=U/J(U 为渗透流速J 为水力梯度),影响因素岩石中空隙的大小,数量、方向、及连同情。透水愈大,岩体力学性质愈差,强度愈低

6、如何表征和计算岩石的密度、空隙性、吸水性、软化性和透水性。

岩石的密度:1、颗粒密度(ρs)ρs= ms/Vs 2、块体密度(ρ) ρ=m/V

空隙性用孔隙率(n )表征

总空隙率(n)

总开空隙率(no) 大开空隙率(nb) 小开空隙率(na) 闭空隙率(nc)

吸水性用吸水率(Wa)表征岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比,用百分数表示

%10000?=V

V n v %100?=V

V n vb b b va a n n V V n -=?=0%1000%100n n V V n vc c -=?=%100)1(%100?-=?=s d v V V n ρρ

软化性用软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗压强度(σc)的比值

透水性用渗透系数(K )

第三章 复习思考题

1、在单轴压缩连续加载条件下,岩块变形有何特征?结合应力--应变曲线分阶段加以阐述。

答:1.孔隙隙压密阶段,OA 曲线上凹曲线斜率随之增加而增大,表明岩块中微裂隙被压密,形成早期非线性形变2.弹性变形阶段(AB 段)曲线呈直线,表明岩块变形随σ成正比例增加,且为弹性形变。3.微破裂稳定发展阶段(BC 段):曲线偏离直线,表明岩块内出现新的微裂隙,并且随σ增加而逐渐发展为塑性变形4.非稳定破裂发展阶段(CD 段)σ o A B

C

D E

ε(+) ε(-) εL εV

εd c

cw R

K σσ=KJ

U =

曲线下凹,微破裂的发展出现了质的变化。由于破裂过程造成的应力集中效应显著岩块内微裂隙不断发展,直到试件破坏5.破坏后阶段(D点以后阶段):曲线反向下凹,表明岩块内部结构完全破坏,形成宏观破裂面,变形主要表现为,沿宏观破裂面的块体滑动,但岩块并不完全失去承载能力。

2、在单轴压缩连续加载条件下,峰值前岩块应力--应变曲线的基本类型有几种?

弹性型弹-塑性型塑-弹性型

塑-弹-塑性型1 塑-弹-塑性型2 弹性-蠕变型

答:共有六种类型:1.直线型,曲线不发生明显弯曲,且以弹性变形为主。一般的,致密、坚硬的岩石表现出这种类型;2.下凹形,曲线开始为直线,当应力增大到一定值以后,变下弯,直到破坏,为弹——塑性变形。一般的,较坚硬而少裂隙的岩石为这种类型;3.开始为上凹型曲线,随后变为直线,直到破坏,没有明显的屈服段。为塑-弹性型变形,坚硬而有裂隙发育的岩石表现出出此类型4.S型,中部比较陡,较长的直线段而两端曲线段较短为塑—弹—塑变形,是某些坚硬变质岩常见的变形曲线5.S型,中部较缓而两端曲线较长,为塑—弹—塑变形,某些压缩性较高的岩石表现出此类型;6.开始为一很小的直线段,随后就出现不断增长的塑性变形和蠕性变形,为弹—蠕变形。是盐岩等蒸发岩、极软岩等的特征曲线。

3、变形模量及泊松比的定义及测定方法是什么?

答:变形模量:在单轴压缩条件下轴向压应力与轴向应变之比1.σ—ε曲线为直线类型时,变形模量用弹性模量E表示,即E=σ/ε 2.当σ—ε曲线为非直线性时,变形模量用初始模量,切线模量、割线模量表示,即1.初始模量(Ei):值曲线原点处的切线斜率。Ei=σi/εi;2.切线模量(Et):指曲线上中部直线段的斜率,Et=(σ2-σ1)/(ε2-ε1);3.切割模量(Es):指曲线上(σc/2)处的点与原点连线的斜率:Es=σ50/ε50;泊松比:在单轴压缩条件下,横向应变εd与轴向应变εL之比:μ=-εd/εL

4、论述三轴压缩条件下岩石变形与破坏特征与单轴压缩的不同之处。

不同之处:1.岩石破坏前的应变随围岩压增大而增加2.岩石塑性变形随围岩压增大而增大3.岩石的物态也随围压变化而变化;一般的,随围压增大,由脆性状态向延性流动状态变化4.随围压增大,岩块的变形模量和泊松比都有一同程度的提高5.岩块在三轴压缩条件下破坏型式大致分为脆性劈裂,剪切及塑性流动三类。

5、何为流变、蠕变、应力松驰及弹性后效?

答:流变:指在外部条件不变的情况下,岩石的变形或应力随时间变化的现象,包括蠕变,松弛,弹性后效。(1)蠕变:指岩石在恒定载荷作用下,变形随时间逐渐增大的现象(2)松弛:指应变一定时,应力随时间逐渐减小的现象(3)弹性后效:指弹性变形在卸荷后经过一段时间才能恢复的现象(应变恢复总是落后于应力)

6、论述蠕变三阶段的变形特征。

答:蠕变的曲线特征:划分为三个阶段1.AB段初始蠕变阶段2.BC段等速蠕变阶段3.CD 段加速蠕变阶段

7、影响蠕变性质的因素有哪些?如何影响?

答:影响因素1.岩性,岩石本身性质是影响其蠕变性质的内在因素2.应力:对同一种岩石来说,应力大小不同,蠕变曲线的形状及各阶段的持续时间也不同3.温度,温度上升,岩石总应变与等速阶段应变速率都明显增加了,另外,岩性不同岩石的总应变及蠕变等

速率随温度增加幅度也不同4.湿度:一般情况下湿度大的岩石比湿度小的岩石蠕变速率大且随溶液性质不同而不同。

8、在单轴压缩循环加载条件下,当卸荷应力值不同时,岩块变形有何特征?

答:1.当卸载点P的应力值低于岩石弹性极限(A)时,则卸载荷曲线将基本上沿加荷曲线返回到原点,表现为弹性恢复2.当卸载荷点p的应力值高于岩石弹性极限(A)时,则卸载曲线偏离原来的加荷曲线,也不能回到原点,其变形包括弹性变形εe和塑性变形εp,此时有

Ee=σ/εe;E=σ/(εe+εp)

9、如何测定岩石单轴抗压强度并分析测定单轴抗压强度的影响因素。

答:测定方法:抗压强度试验与点荷载试验

影响因素:1.岩石本身性质方面的因素(矿物组成,结构构造、颗粒大小、连接及微结构发育、密度、风化程度等)2.实验条件方面的因素:(1)试件的几何形状及加工精度:断面形状强度:圆形>六边形>四边形>三角形,试件尺寸越大,岩块强度越低即尺寸效应。试件的高径比,即试件高度(h)与直径或边长(D)的比值,随高径比的增大,岩块强度降低。(2)加荷速率:强度随加荷速率增大而增高(3)端面条件:端面条件对岩块强度的影响,称为端面效应(4)湿度和温度:含水量越高,强度越低。一般来说,温度升高,岩石脆性降低,粘性增强,岩块强度也随之降低(5)层理结构:岩块的强度因受力方向不同而有差异。

10、岩块剪切强度参数有哪两个?它们在直剪和三轴试验中是如何确定的?

特别要掌握莫尔圆与抗剪强度的关系。

答:参数为:岩块内聚力C和内摩擦角φ。在直剪实验时,先在试件上施加法向压力N,然后在水平方向逐级施加水平剪力T,直至试件破坏。用同一组岩样,在不同法向力σ下进行直剪试验,可得到不同σ下的抗剪断强度τf,且在τ-σ坐标中绘制出岩块强度包络线,研究表明该曲线不是严格的直线,但在法向应力不太大的情况下,可近似地视为直线,这时可按库伦定律τ=C+σtanφ求岩块的剪切强度参数C,φ值。在三轴试验时:将一组试件试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的围压σ3投到σ1-σ3曲线,得到极限的σ1-σ3曲线,然后在曲线上选择一最佳直线段,求出其斜线斜率m和σ1轴上的截距b,按下式求剪切强度参数C,φ值

φ=sinˉ1(m-1/m+1);C=b*(1-sinφ)/2cosφ

11、阐述库仑一纳维尔判据及莫尔判据的主要内容及其应用。

答:库仑判据:岩石内任一点发生剪切破坏时,破坏面上的剪切应力τ应等于或大于岩石本身的抗剪强C和作用于该面上由法向应力引起的摩擦阻力σtanφ之和,

即τ=C+σtanφ

摩尔判据:当岩石中一点可能滑动面上的箭应力大于该面上的剪切强度时,该点就产生破坏,而滑动面的剪切强度τ又是作用于该面上法向力σ的函数,即τ=f(σ)。

12、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。

答:理论和实验研究表明,岩块抗拉强度受空隙影响,特别是受裂隙空隙的影响很大。如果岩块含有宏观裂隙,则其抗拉强度还要小。原因就在于岩石中包含有大量的微裂隙和孔隙,直接削弱了岩块的抗拉强度。相对而言,空隙对岩块抗压强度的影响就小的多,因此岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多

13、为什么在普通材料试验机上得不到全应力--应变曲线?

答:普通机由于机器本生刚度小,实验时机器内贮存了很大的弹性形变.这种变形能在岩块试件濒临破坏时突然释放,作用于试件上,使之遭受崩溃性破坏.所以峰值以后的曲线测不出.

第四章复习思考题

1、结构面的法向刚度和剪切刚度是如何定义及测定的?

答:1.剪切刚度是在剪应力作用下,结构面产生单位剪切位移所需要的应力,其值等于峰值前τ-△μ曲线上任意一点的切线斜率。确定方法:(1)实验法(室内剪切实验,现场剪切实验)通过室内试验测出τ-△μ曲线,然后从曲线上求斜率。(2)经验估算法(Barton方程)

法向刚度指在法向应力作用下,结构面产生单位发行变形所需要的应力,数值上等于σn-△Uj曲线上的一点切线斜率。确定方法:实验法(室内压缩实验,现场压缩实验);

(2)本构方程和经验估算

2、影响结构面抗剪强度的主要因素有哪些?

答:影响结构面抗剪强度的主要因素主要包括结构面的形态、连续性、胶结充填特征及壁岩性质、次生变化和受力历史(反复剪切次数)等等。根据结构面的形态、充填情况及连续性等特征,将其划分为:1.平直无充填结构面:取决于壁岩岩性及平直光滑程度;若壁岩岩性软弱壁面平直光滑,则其摩擦强度低粘聚力小,其抗剪强度愈低2.粗糙起伏无充填的结构面:抗剪强度与法向应力、结构面形态、壁面岩性有关3.非贯通断续结构面:剪切破坏要经历线性变形——裂隙端部发生新裂隙——新旧裂隙扩展联合过程其应力状态复杂4.具有充填物的软弱结构面与充填物的物质成分结构,充填程度和厚度、含水率等因素有关。

3、何为剪胀(爬坡)效应和啃断效应?

答:1.剪胀效应:在无充填情况下当法向应力较低条件下,在剪切过程中,上盘岩体主要是沿结构面产生滑动破坏,即剪胀效应(或称爬坡效应)。在法向应力较大条件下,其破坏将由沿结构面滑动转化剪断突起而破坏,引起所谓啃断效应。

4、具有充填物的软弱结构面抗剪强度的影响因素有哪些?

答:(1)充填物的颗粒成分:抗剪强度随粘粒含量增加而降低,随粗碎屑含量增多而增大;(2)充填物的厚度:充填物较薄时,随着厚度的增加,摩擦系数迅速降低,而粘聚力开始时迅速升高,升高到一定的值后又逐渐降低。

(3)充填夹层的强度:当充填物厚度达到一定值后,摩擦系数和粘聚力都趋于某一稳定值。这时,结构面的强度主要取决于充填夹层的强度。可用充填物的抗剪强度来代替结构面的抗剪强度(4)结构面充填程度:充填度愈小,结构面抗剪强度愈高(5)除此之外充填物的结构特征及含水率对结构面的强度也有明显的影响。充填物结构疏松且具定向排列时,结构面抗剪强度较低。抗剪强度随充填物含水率的增高而降低。

第五章复习思考题

1、岩体变形特征参数有哪些?如何确定。

答:一是由原位岩体变形实验法(静力法:承压板法钻孔变形法狭缝法水压洞室法单(双)轴压缩试验法动力法:声波法地震波法)等确定的岩体变形模量Em和弹性变形模量Eme参数.二是由岩体变形参数估算(1)在现场地质调查的基础上,建立适当的岩体地质力学模型利用岩块的资料估算岩体的(2)在岩体质量评价和大量实验资料的基础上,建立分类指标与岩体变形参数之间的关系,并用于岩体变形参数的估算.利用此方法可以确定出表征层状岩体变形性质的5个参数:Emn μnt Emt μtn Gmt

2、岩体剪切变形特征曲线有哪三种?各自的特征是什么?各种特征曲线对应的岩体类

型是什么?

答:A峰值前曲线平均斜率小,破坏位移大;峰值后应力降很小或不变。多为沿软弱结构面剪切。

B峰值前曲线平均斜率较大,峰值强度较高。峰值后应力降较大。多为沿粗糙结构面、软弱岩体及剧风化岩体剪切。

C峰值前曲线斜率大,线性段和非线性段明显,峰值强度高,破坏位移小。峰值后应力降大,残余强度较低。多为剪断坚硬岩体。

3、结构面性质是如何影响岩体变形性质的?

答:(1)结构面方位导致岩体变形各向异(2)结构面密度愈大,岩体完整性变差变形愈大,(3)张开度及充填特征,一般的结构面张开度大,又无填充物或填充物厚度薄时,岩体变形大。

4、试论述结构面、应力状态和风化程度等因素对岩体剪切强度的影响。

答:1.应力状态:高应力条件下,岩体剪切强度近似等于岩块剪切强度;低应力条件下,岩体剪切强度主要受结构面发育特征及其组合关系的控制2.结构面:沿结构面剪切破坏时,岩体剪切强度最小,并且岩体剪切强度约等于结构面抗剪强度;横切结构面剪切(剪断破坏)时,岩体剪切强度最大,并且岩体剪切强度等于岩块剪切强度;沿复合剪切面剪切破坏时,岩体剪切强度介于上述两者之间3.岩体风化程度:在剧风化岩体中,剪断岩体时的内摩擦角多在30°-40°之间变化,内聚力多在0.01-0.5Mpa 左右,其强度包络线上下限比较接近,变化范围比较小,且其岩体强度总体上比较低.

5、分析影响波在岩体中传播速度的主要因素。

答:不同岩性岩体中弹性波速度不同,岩体愈致密坚硬,波速愈大,反之则愈小。沿结构面传播的速度大于垂直结构面传播的速度。 在压应力作用下,波速随应力增加而增加,波幅衰减少;反之,在拉应力作用下,则波速降低,衰减增大。随岩体中含水量的增加导致弹性波速增加。岩体处于正温时,波速随温度增高而降低,处于负温时则相反。

6、岩体原位变形试验方法有哪些?

答:1.静力法:在选定的岩体部位上施加法向载荷,测定其岩体变形值,然后绘制出压力——变形关系曲线,并计算出岩体变形参数;又分为承压板法、夹缝法、钻孔变形法、水压洞室法和单(双)轴压缩试验法2.动力法包括声波法和地震波法。

7、论述及推导单结构面理论。

第六章 复习思考题

1、何为天然应力(地应力、初始应力、原岩应力)?何为重分布应力(次生应力、二次应力)?

j j f C tg +=-=-++=φστβσστβσσσσσ强度判据2sin 22cos 22313131β

βφφσσσ2sin )1()(2331ctg tg tg C j j j -+=-

答:人类工程活动之前存在于岩体中的应力称为天然应力;重分布应力:由于工程活动改变了岩体中的应力

2、岩体天然应力由哪两个部分组成?分布特征如何?

答:自重应力和构造应力组成;分布特征:1.岩体中的铅直天然应力(σv),在岩体天然应力场中,σv大都是最小主应力,少数为最大或中间主应力,且自重应力分布规律随深度成线性分布。2.岩体中的水平天然应力:a.岩体中水平天然应力以压应力为主,出现拉应力甚少,多为局部。b.大部分岩体中水平应力大于铅直应力。c.岩体中两个水平应力σhmax和σhmin通常不相等。d.在单薄的山体、谷坡附近以及未受构造变动的岩体中,天然水平应力都小于铅直应力。3.岩体中天然水平应力与铅直应力的比值(定义为天然应力比值系数λ)随深度增加而减小4.岩体天然应力状态:岩体中天然应力一般处于三维应力状态。

3、在什么情况下可以按自重应力理论计算天然应力?如何计算?

答:在地形较为平坦,未经过过强烈构造变动的岩体中,天然主应力方向近似为铅直方向和水平方向。

4、岩体天然应力量测方法有哪几种?

答:1.水压致裂法2.应力恢复法(扁千斤顶法)3.套芯应力解除法4.先弹法5.声发射法6.X射线法

第七章复习思考题

1、何为围岩?何为围岩压力(山岩压力、地压)?何为压力显现?

答:围岩:地下开挖后重分布应力影响范围内的岩体

围岩压力:地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动变形破坏,进而引起施加于支护衬砌上的压力。

压力显现:把支架压裂的现象

2、地压的分类及各类的定义是什么?

答:地压(围岩压力)的分类:形变围岩压力,松动围岩压力,冲击围岩压力

形变围岩压力:是由于围岩塑性变形塑性挤入,膨胀内鼓,弯折内鼓等形成的挤压

松动围岩压力:由于围岩拉裂塌落、块体滑移及重力坍塌等破坏引起的压力

冲击围岩压力:由岩爆形成的一种特殊的围岩压力,它是强度较高且较完整的弹脆性岩体过度受力后突然发生的岩石弹射变形所引起的围岩压力现象。

3、围岩应力重分布作用的结果,会导致地下洞室发生哪些力学反映?

答:地下开挖后,岩体中形成一个自由变形空间,是原来处于挤压状态的围岩,由于失去了支撑在重分布应力作用下向洞内发生松胀变形;如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力,围岩将产生破坏。并从母岩中脱落形成坍塌、滑动或岩爆,我们称前者为变形,后者为破坏。

4、深埋于弹性岩体中的水平圆形洞室开挖前、开挖后洞壁上的重分布应力的规律有哪些?

答:开挖前重分布应力规律:

开挖后重分布应力:

(1)λ≠1 情况

洞壁上的τr θ=0,σr =0,为单向应力状态

σθ大小与与洞室尺寸R0无关

当θ=0、180o ,σθ=3σV-σh=(3-)σV

当θ=90、270o ,σθ=3σh-σV=(3-1)σV

当λ<1/3时,洞顶底将出现拉应力

当1/3<λ<3时,σθ为压应力且分布较均匀

当λ>3时,洞壁两侧出现拉应力,洞顶底出现较高的压应力集中

(2)λ=1

当r =R0(洞壁)时,σr=0,σθ=2σ0,可知洞壁上的应力差最大,

且处于单向受力状态,说明洞壁最易发生破坏

5、试论述各类结构围岩的变形破坏特点。

答:1.整体状和块状岩体围岩:a.岩体具有很高的力学强度和抗

变形能力,其主要结构面是节理,很少有断层,含有少量裂隙水。

b.在力学属性上可视为均质,各向同性,连续的线弹性介质,应

力变形呈近似的直线关系c.围岩具有很好的自稳能力其变形破坏

形式主要有岩爆,脆性开裂及块体滑移等。d.该类围岩的整体变

形破坏可用弹性理论分析,局部块体滑移可用块体极限平衡理论

来分析。(附:a.岩爆是高地应力地区,由于洞壁围岩中应力高度集中,使围岩产生突发性变形破坏现象b.脆性开裂:出现在拉应力集中部位c.块体滑移:以结构面切割而成为的不稳定块体滑出的形式出现)。2.层状岩体围岩:a.常呈软硬岩层相间的互层形式b.结构面以层理面为主,并有层间错动及泥化夹层等软弱结构面发育c.变形破坏常可用[]?????=-++=--+==02cos )1(212cos )(20θ

τθλλσθσσσσσσθr V V h V h r ???????????=???? ??+=???? ??-=01122002200θτσσσσθr r R r R r

弹性梁,弹性板或材料力学中的压杆平衡理论来分析d.变形破坏主要受岩层产状及岩层组合等控制,破坏形式主要有:沿层面张裂,折断塌落、弯曲内鼓等。3.碎裂状岩体围岩:a.碎裂岩体是指断层、褶皱、岩脉穿插挤压和风化破碎加次生夹泥的岩体b.变形破坏形式表现为塌方和滑动c.用松散介质极限平衡理论来分析。4.散体状岩体围岩:a.是指强烈构造破裂,强烈风化的岩体。常表现为弹塑性、塑性或流变性b.可用松散介质极限平衡理论配合流变理论来分析c.围岩结构均匀时,其变形破坏形式以拱形冒落为主。当围岩结构不均匀或松动岩体仅构成局部围岩时,常表现为局部塌方,塑性挤入及滑动等变形破坏形式。d.围岩的变形破坏是渐进形式逐次发展的。

6、试论述围岩与支护相互作用原理(结合p-u曲线论述)。

围岩位移特性曲线:以支架所承受荷

载为纵坐标,以围岩位移为横坐标,

作出围岩位移与支架所受变形的关系

曲线,如图所示。

架设支架后,支架受到围岩变形所产

生的变形压力Pi而发生弹性变形,此

时支架的反力逐渐增大,围岩因变形

而对支架产生的压力逐渐减小,在

Pi= P时,围岩与支架达到平衡,变

形停止。

7、形变围岩压力和松动围岩压力有哪些分析方法?如何分析?

答:形变围岩压力是由于围岩塑性变形塑性挤入,膨胀内鼓,弯折内鼓等形成的挤压

分析:形变围岩压力可利用支衬结构对围岩的支护力pi就是作用于支衬上的形变围岩压力。基于这一思路,可得计算圆形洞室变形围岩压力的修正芬纳-塔罗勃公式,或卡斯特纳公式

松动围岩压力:是指松动塌落岩体重量所引起的作用在支护衬砌上的压力。

分析:围岩过度变形超过了它的抗变形能力,就会引起塌落等松动破坏,这时作用于支护衬砌上的围岩压力就等于塌落岩体的自重或分量。

计算松动围岩压力的方法主要有:平衡拱理论、太沙基理论及块体极限平衡理论

8、岩爆的产生条件是什么?形成机理是什么?

答:一.1.围岩应力条件

判断岩爆发生的应力条件有两种方法:

一是用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc之比值作为岩爆产生的应力条件;一是用天然应力中的最大主应力σ1与岩块单轴抗压强度σc之比进行判断。2.岩性

条件:弹性变形能系数ω>70/%时,会产生岩爆,ω越大发生岩爆的可能性越大。(弹性变形能系数ω:加载到0.7σc后再卸载至0.05σc时,卸载释放的弹性变形能与加载吸收的变形能之比的百分数。)3.应变能消耗比:岩石单向压缩时,达到强度极限前积累于岩石内的应变能与强度极限后消耗于岩石破坏的应变能之比n。当n<1时,不会发生岩爆;当n>1时,可能发生岩爆。

二.形成机理:1)劈裂成板阶段(岩爆孕育)

垂直洞壁方向受张应力作用而产生平行于最大环向应力的板状劈裂。仅在洞壁表部,部分板裂岩体脱离母岩而剥落,而无岩块弹射出现。

2)剪切成块阶段(岩爆的酝酿)

劈裂岩板向洞内弯曲,发生张剪复合破坏。处于爆裂弹射的临界状态。

3)块、片弹射阶段

劈裂、剪断岩板,产生响声和震动。岩块发生弹射,岩爆形成。

第八章复习思考题

1、试论述岩体边坡内的应力分布特征。

答:1.边坡面附近的主应力迹线发生偏转。最大主应力与坡面近于平行,最小主应力与坡面近于正交,向坡体内逐渐恢复初始应力状态。2.坡面上径向应力为零,为双向应力状态,向坡内逐渐转为三向应力状态3.坡面附近产生应力集中带。在坡脚附近,最大剪应力增高,最易发生剪切破坏。在坡肩附近,常形成拉应力带。边坡愈陡,则此带范围愈大,因此,坡肩附近最易拉裂破坏。 4.最大剪应力迹线为凹向坡面的弧线

2、边坡变形的基本类型有哪两种?边坡破坏的基本类型有哪几种?

答:1.变形的基本类型:a.卸荷回弹b.蠕变变形2.破坏的基本类型:a.崩塌b.滑坡(平面滑动,楔形状滑动,圆弧形滑动)c.倾倒破坏

3、分析影响边坡岩体变形破坏的主要因素。

答:1、岩性决定岩体边坡稳定性的物质基础。

2、岩体结构岩体结构及结构面的发育特征是岩体边坡破坏的控制因素。

3、水的作用使岩土的质量增大、滑动面的滑动力增大;岩土软化、抗剪强度降低;对岩体产生动水压力和静水压力。

4、风化作用使岩体内裂隙增多、扩大,透水性增强,抗剪强度降低。

5、地形地貌直接影响边坡内的应力分布特征,进而影响边坡的变形破坏形式及边坡的稳定性。

6、地震产生地震惯性力

7、天然应力

8、人为因素

4、何为边坡稳定性系数和安全系数?

答:1.稳定性系数=滑动面上可能利用抗滑力/滑动力

n>1 稳定 n≦1 不稳定。2.安全系数:根据各种因素人为规定的允许的稳定系数。大小是根据各种影响因素人为规定的,必须大于1(安全系数一般=1.05—1.5)。

5、块体极限平衡法的假设条件及计算步骤有哪些?

答:1.假设条件:a.边坡岩体将沿某一结构面(滑动面)产生滑移剪切破坏b.滑体在滑动过程中相对位置不变化,即为刚体。c.滑动面上的应力分布均匀d.不考虑滑体两侧的抗滑力。2.步骤:a.可能滑动岩体几何边界条件的分析b.受力条件分析c.确定计算参数

d.计算稳定性系数

e.确定安全系数,进行稳定性评价。

6、单平面滑动稳定性计算的推导思路是什么(要理解公式的含义)?

仅有重力作用时

滑动面上的抗滑力Fs=Gcos βtg φj+CjL 滑动力Fr =Gsin β

稳定性系数

第九章 复习思考题

1、水平采场顶板岩层中应力可划分为哪四个区?

答:1.拉应力区:取决于矿床跨度与开采深度(h )h 越大,拉应力越小。若拉应力区有裂隙,裂隙尖端会有拉应力集中,极易冒落2.卸载区:σx 、σy 均比开采前的σx 、σy 低,其上边界具有拱形,称卸压拱,顶板围岩出现弯曲下沉3.压缩区,σy 比开采前大,引导原岩应力向矿床两边移动的作用,4.支撑压力区。

2、根据采场顶板变形及破坏程度,顶板变形可分为哪三个带?

答:(1)冒落带.如果顶板由层状岩层构成,由于各岩层岩性不同(E 不同),于是在自重作用下顶板岩层发生弯曲变形。在顶板岩层发生弯曲变形过程中,各层的挠度不同,顶板岩层出现离层现象。因出现离层使作用在离层部分荷载减小,进而使作用在两侧部分荷载增加。顶板表面拉应力作用区加大到采场跨度的67%。顶板岩层拉应力区扩大及离层,导致在采场顶板中发生一断面形状略呈拱形的冒落区或冒落带。冒落带出现与否取决于顶板岩层岩性及采场跨度。当其出现时,该区高度一般不超过开采层厚度的4~6倍。

(2)裂隙带。在冒落区上部岩层由初始弯曲变形,进而于其间发生裂隙,裂隙一般与弯曲层面成垂直或沿层面发展。这些裂隙组成一系列沿层面或垂直方向的透水通道。裂隙带的高度为采高20~30倍。(3)弯曲带。弯曲带位于裂隙带之上,在此带范围内岩层呈现弯曲变形。但在这一带中产生的裂隙互不贯通,因此不会发生向井下透水的危险。

第十章至第十二章 复习思考题

1、电阻应变式测试的基本原理是什么?所用的设备及传感器是什么?

答:1.基本原理:是利用敏感元件的物理效应,将待测的岩石应变量转换成电阻值的变化,建立非电量与电量的等效联系。所用设备:一般由电阻应变片、电阻应变仪和记录仪器组成。

2、岩体变形测量包括哪两大部分?各部分主要使用哪个测量仪器?

答:包括围岩表面位移测量和岩体深部位移测量,使用的仪器:最常用的是收敛计和各种类型的机械式或电测量式深孔位移计。

3、何为岩体声波探测法?

答:它是研究人工激发或岩石破裂产生的超声波在岩体内的传播规律,并以此规律判断岩体内结构状态,应力大小,物理力学性质等岩体力学指标。

βφβηsin cos G L C tg G F F j j r

s +==

2011岩石力学考试试题(含答案).

1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于()。 ( A )岩体中含有大量的不连续面 ( B )岩体中含有水 ( C )岩体为非均质材料 ( D )岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指()。 ( A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 ( B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 ( C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 ( D )岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为()。 (A)岩石类型、埋深 (B)岩石类型、含水量、温度 (C)岩体的完整性和岩石的强度 (D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照()。 (A)岩石的饱和单轴抗压强度 (B)岩石的抗拉强度 (C)岩石的变形模量 (D)岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?() (A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?() (A)原生结构面(B)构造结构面(C)次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在() (A)劈理面(B)解理面(C)结构 (D)晶面 8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是() (A)柱状>板状>块状 (B)块状>板状>柱状 (C)块状>柱状>板状 (D)板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为() (A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体 (B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体 (C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体 (D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体 10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于() (A)结构面的性质(B)结构体型式 (C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑

中国石油大学(华东)岩石力学复习参考

中国石油大学(华东)现代远程教育 《岩石力学》综合复习资料 一、填空题 1、当岩石孔隙度增大或孔隙压力增大时,岩石强度(1);当围压增大时,岩石强度(2)。 2、对于岩石而言,破坏前的应变或永久应变在(3)可作为脆性破坏,(4)作为延性破坏,(5)为过渡情况。 3、围压影响着岩石的残余强度。随着围压加大,岩石的残余强度逐渐增加,直到产生(6)或(7)。 4、随着围压的增加,岩石的破坏强度、屈服应力及延性都(8)。 5、抗剪强度一般有两种定义:一种是指(9);另一种定义为(10)。前者考虑到剪切破坏时岩石中包含(11)和(12);后者仅仅取决于(13)。因此,亦有人称前者为(14),称后者为(15)。确定岩石抗剪强度的室内实验常采用(16),从岩石三轴实验可知,当围压较低时,岩石剪切破裂线近似为(17);但当围压较高时则为(18)。 6、岩石的抗拉强度是指(19)。可采用(20)方法来测定岩石的抗拉强度,若试件破坏时的拉力为P,试件的抗拉强度为σ,可用式子(21)表示。 7、在物理环境不变的条件下,若盐岩颗粒较大,则蠕变应变率(22)。岩石蠕变应变率随着湿度的增加而(23)。 8、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是(24)、(25)、(26)。将这些变形单元进行不同的组合,用以表示不同的变形规律,这些变形模型由(27)、(28)、(29)。 9、在岩体中存在大量的结构面(劈理、节理或断层),由于地质作用,在这些结构面上往往存在着软弱夹层;其强度(30)。这使得岩体有可能沿软弱面产生(31)。 10、Griffith理论说明了裂缝(32),但不能说明裂缝(33)。 11、在加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的(34)时,井眼发生破裂。此时的压力称为(35)。当裂缝扩展到(36)倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(37),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为(38)。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到(39)。 二、选择题 1、围压增加,岩石的弹性模量()。 A、增大 B、减小 C、不变 2、岩石的变形能力越大,岩石的()越大。 A、脆性 B、塑性 C、刚性 3、岩石的峰值强度随围压的增加而()。 A、增大 B、减小 C、不变 4、在地下,岩石所受到的应力一般为()。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 5、岩石的抗拉强度一般通过()实验获取。 A、直接拉伸 B、三轴实验 C、巴西实验 6、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 7、钻井过程中地层发生剪切破坏时,发生()。 A、井塌 B、井漏 C、缩径 8、地层坍塌压力越高,井壁越()。 A、稳定 B、不稳定 C、无关

(完整版)高等岩石力学试题答案(2012)汇总

1..简述岩石的强度特性和强度理论,并就岩石的强度理 论进行简要评述。 答:岩石作为一种天然工程材料的时候,它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点,并且受水力学作用显著。在地表部分,岩石的破坏为脆性破坏,随着赋存深度的增加,其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关,如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响,其他因素影响研究并不深入,故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a.Coulomb-Navier准则 Coulomb-Navier准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏,它不仅与该剪切面上剪应力有关,而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏,而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即:? τtan σ =C +

式中?为岩石材料的内摩擦角,σ为正应力,C为岩石粘聚力。 b. Mohr破坏准则 根据实验证明:在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大,与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点,莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程,即:()σ τf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式,具体视实验结果而定。 虽然从形式上看,库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线,但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr强度准则是典型的单剪强度准则,没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发,提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论,并得到了双剪统一强度理论:

《岩石力学》试题及标准答案A

《岩石力学》试题及答案A

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20 ~20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分 一、简答题:(40分) 1、岩石力学的定义(5分) 2、何为岩石的强度?表示岩石强度的指标有哪些?(5分) 3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举4个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。(7分)

第1页共6 页20 ~20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 4、什么是岩体初始应力?试简要说明研究岩体原始应力的工程意义?(5分) 5、详细介绍压力拱理论?(8分) 6、什么叫滑坡?滑坡动面的形式有几种?(5分) 7、什么叫岩基极限承载力?计算时应考虑哪能些条件?(5分)

第 2 页 共 6 页 20 ~20 学年 第 学期 级 地质、岩土 专业 岩石力学 试题 学号: 姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 二、作图题:(5分) 直剪破坏试验全过程曲线可分几段?各区段的特点是什么? 三、选择题:(2/题)(共10分) 1、模量比是指: a. 岩石的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。( ) b. 岩石的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。( ) c. 岩体的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。( ) d.岩体的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。( ) 2、室内静荷载单轴抗压强度试验要求加荷速度: a.0.5_0.8MPa/s ( ) b. 0.5_1.0MPa/s ( ) c. 0.3_0.5MPa/s ( ) d. 0.3_0.8MPa/s ( ) 3、 a. γ μ)1(+= E k ( ) b. γμ)1(-=E k ( ) c. γμγE k = ( ) d. μ γ+=1E k ( ) 4、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中,哪一种被称为凯尔文模型?( ) (A )弹簧模型 ( ) (B )缓冲模型 ( ) (C )弹簧与缓冲器并联 ( ) (D )弹簧与缓冲器串联 ( ) 5、岩坡发生在岩石崩塌破坏的坡度,一般认为是( )。

最新岩石力学试题及答案

岩石力学试卷(闭卷) 一、填空题(每空1分,共20分) 1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油气水在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油气藏的良好盖层的是()。 2、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是()、()、 ()。 3、在水力压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的() 时,井眼发生破裂。此时的压力称为()。当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为()。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到()。 4、通常情况下,岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而(),而破坏前应变则随着应变率降低而()。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称();第二蠕变阶段或称();第三蠕 变阶段或称()。但蠕变并一定都出现这三个阶段。 6、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。 二、选择题(每题2分,共10分) 1、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是() A、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下,岩石所受到的应力一般为()。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高,井壁越()。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括() A、自重应力和残余应力 B、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力

高等岩石力学试题答案1

1. 简述岩石的强度特性和强度理论,并就岩石的强度理论进行简要评述。 答:岩石作为一种天然工程材料的时候,它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点,并且受水力学作用显著。在地表部分,岩石的破坏为脆性破坏,随着赋存深度的增加,其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关,如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响,其他因素影响研究并不深入,故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a. Coulomb-Navier 准则 Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏,它不仅与该剪切面上剪应力有关,而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏,而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即: ?στtan +=C 式中?为岩石材料的内摩擦角,σ为正应力,C 为岩石粘聚力。 b. Mohr 破坏准则 根据实验证明:在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大,与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点,莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程,即: ()στf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式,具体视实验结果而定。 虽然从形式上看,库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线,但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则,没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发,提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论,并得到了双剪统一强度理论: () 3211t b b σσσασ=+--α ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数,是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里,上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。 (2). 屈服强度准则 a. Tresca 屈服准则

中国石油大学岩石力学模拟试题

《岩石力学》练习题 绪论 一、名词解释 1.岩石力学 岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学,它是力学的一个分支,是探讨岩石和岩体对其周围物理环境中力场的反应。 2.静岩压力 地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡,类似于静水压力;其数值与该处上覆岩石的总重量相等,称为静岩压力,其大小可用P=ρgh来表达,即静岩压力(P)等于某一深度(h)、该处上覆物质平均密度(ρ)与平均重力加速度(g)的乘积。 二、简答题 1 岩石具有哪三种特性? ①非均质性;②不连续性。岩体不但有微观的裂隙,而且有层理、片理、节理以至于断层等不连续面;③各向异性。 2 怎样理解岩石的多相体? 岩石是由岩石骨架和孔隙组成。岩石骨架是固体,孔隙里面充满了流体,流体包括油气水。所以,岩石是由固体和流体组成的,是固液两相或固液气三相,所以岩石是多相体。 3. 岩石力学的复杂性体现在什么地方? 岩石力学的复杂性表现在:⑴岩石具有局部破坏特性;⑵尺寸效应;⑶抗拉强度比较小;⑷地下水的影响;⑸风化;⑹岩体外载的不确定。 4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关? ①井壁稳定问题,包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等;②岩石破碎问题,包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。 第一章应力与应变 一、选择题 1、在地下,岩石所受到的应力一般为( B )。

A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 二、名词解释 1、什么是面力?什么是体力? 所谓面力指的是作用在物体表面上的力,如压力、摩擦力等。 体力指布满在物体内部各质点上的力,如重力、惯性力、电磁力等。 2、什么是正应力?什么是剪应力? 作用力与受力面的关系可以呈任意方向,如果作用力是沿着受力面的法线方向,作用力就称为法向力,除以受力面的面积得到的值就是正应力值。如果作用力与受力面的法线方向垂直,即与受力面平行,作用力就称为剪切力,除以受力面的面积得到的值就是剪应力值。 三、简答题 1、应力的正负是怎样规定的? 岩石力学中,①正应力以压应力为正,拉应力为负;②剪应力以使物体发生逆时针转动为正,反之为负;③θ角以x轴正向沿逆时针方向转动所形成的夹角为正,反之为负。 2、一个点的平衡状态需满足哪两个平衡? 一是满足力的平衡,二是满足力矩的平衡。 3、怎么理解受力单元体? 由于岩石的破坏具有局部性的特点,所以采用受力单元体的方式来进行分析,找到受力单元体破坏的方位,从而对整体岩石的破坏进行分析。 4、应力的两个下标各表示什么含义? 应力的第一个下标表示应力所在面的外法线方向;第二个下标表示应力的方向。由于正应力的两个下标一样,所以可用一个下标来表示。 5、画出二维应力受力体的受力图。 所谓二维应力状态,是指与第三角标有关的应力分量皆为零的状态,即 σ33 = σ32 = σ31 = 0 这也就是通常所指的平面应力状态。

(完整版)岩石力学考试试题含答案

岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于() ( A )岩体中含有大量的不连续 ( B )岩体中含有水 ( C )岩体为非均质材料 ( D )岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指()。 ( A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 ( B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 ( C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 ( D )岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为()。 (A)岩石类型、埋深 (B)岩石类型、含水量、温度 (C)岩体的完整性和岩石的强度 (D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照()。 (A)岩石的饱和单轴抗压强度 (B)岩石的抗拉强度 (C)岩石的变形模量 (D)岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?() (A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D

6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?() (A)原生结构面(B)构造结构面 (C)次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在() (A)劈理面(B)解理面(C)结构 (D)晶面 8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是() (A)柱状>板状>块状 (B)块状>板状>柱状 (C)块状>柱状>板状 (D)板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为()(A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体 (B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体 (C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体 (D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体 10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于() (A)结构面的性质(B)结构体型式 (C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D 选择题 1、在我国工程岩体分级标准中,软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为()。(A)15~30MPa (B)<5MPa (C)5~15MPa (D)<2MPa 2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据()。

高等岩石力学答案

3、简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。 答:岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端,固定后,通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定,一种情况是锚头直接附着在结构上,以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是: (1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力,其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。 (2)使被锚固地层产生压应力,或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚杆)。

(3)加固并增加地层强度,也相应地改善了地层的其他力学性能。 (4)当锚杆通过被锚固结构时.能使结构本身产生预应力。 (5)通过锚杆,使结构与岩石连锁在一起,形成一种共同工作的复合结构,使岩石能更有效地承受拉力和剪力。 锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台,也并非每一个功能都发挥作用。 若采用非预应力锚杆,则在岩土体中主要起简单的加筋作用,而且只有当岩土体表层松动变位时,才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆。效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析,可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上,从而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。 岩土的锚杆类型: (1)预应力与非预应力锚杆 对无初始变形的锚杆,要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度,一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上,以对锚杆施加预应力,同时也在结构物和地层中产生应力,这就是预应力锚杆。 预应力锚杆除能控制结构物的位移外,还有其它有点: 1安装后能及时提供支护抗力,使岩体处于三轴应力状态。 2控制地层与结构物变形的能力强。 3按一定密度布臵锚杆,施加预应力后能在地层内形成压缩区,有利于地层稳定。 4预加应力后,能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。 5张拉工序能检验锚杆的承载力,质量易保证。 6施工工艺比较复杂。 (2)拉力型与压力型锚杆 显而易见,锚杆受荷后,杆体总是处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内的灌浆体分别处于受拉或受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递的。锚杆工作时,固定段的灌浆体易出现张拉裂缝.防腐件能差。

岩石力学复习题 2解析

《岩石力学》测试题一 西南科技大学考试试题单 考试科目:岩石力学 (不必抄题,但必须写明题号,试题共计三大题) 一、解释下列术语(每小题4分,共28分) 1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限 2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。不同的结构面,其 力学性质不同、规模大小不一。 3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态 4.流变在外力作用下,岩石的变形和流动 5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性,用碎胀系数ξ来表示。 6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象 7.矿山压力地下矿体被开采后,其周围岩体发生了变形和位移,同时围岩内的应力也 增大和减小,甚至改变了原有的性质。这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。 二、简答题(每小题7分,共42分) 1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点? 都是岩石形状改变的一种类型,膨胀和扩容时岩石的体积会增大,扩容和蠕变时需要受力2.岩体按结构类型分成哪几类?各有何特征? 整体块状 层状 碎裂

散体 3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么? 4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么? 5.在不同应力状态下,岩石可以有几种破坏形式? 压缩破坏拉伸破坏剪切破坏 6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面? 喷射混凝土的厚度是否越大越好?为什么? 三、计算题(30分) 1.将一岩石试件进行三向抗压试验,当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时,垂直加压到2700kg/cm2试件破坏,其破坏面与最大主平面夹角成60°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算:(1)内磨擦角φ;(2)破坏面上的正应力和剪应力;(3)在正应力为零的那个面上的抗剪强度;(4)假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2,试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态?(本题20分) 2.岩体处于100m深,上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3,泊松比μ=0.2,自重应力为多少?当侧压力系数为1.0时,自重应力为多少?(本题10分 《岩石力学》测试题二 双击自动滚屏

岩石力学复习题

概念 岩石力学:是研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门理论科学。 岩石:是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然体。 岩体:由结构面和结构体组成的地质体。 结构面:指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面。 岩石结构:岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型等。 软化系数指岩石试样在饱水状态下的抗压强度σcw 与在干燥状态下的抗压强度σc 之比 弹性模量E;单向受压时,弹性变形范围内正应力与轴向应变之比 变形模量:单向压缩时,轴向应力与轴向总应变的比值 泊松比:岩石在单轴压缩条件下横向应变与纵向应变之比 抗压强度岩石试件在单轴受压条件下出现破坏时,试件单位面积上所能承受的最大压应力 抗拉强度:岩石试件在单轴拉伸条件下出现破坏时,试件单位面积上所能承受的最大拉应力 抗剪强度:岩石试件在剪切荷载作用下,抵抗剪切滑动破坏的能力。 流变性:指在外力不变的条件下,岩石应力或应变随时间而变化的性质。 蠕变:当应力保持恒定时,应变随时间延长而增大。 准岩体强度:由完整岩石试件的强度和岩石完整性系数K 确定。 完整性系数(龟裂系数)——根据弹性波在岩体和该岩石试件中的传播速度比。 普氏系数:f=σC/10 原岩应力:原岩中天然赋存的应力称为原岩应力,又称为初始应力、天然应力或地应力 自重应力:地壳上部各种岩体由于受到地心引力的作用而产生的应力。它是由岩体自重引起的 构造应力:由地质构造作用产生的应力称为构造应力. 侧压系数:某点水平应力与垂直应力的比值. 狭义地压 :因围岩位移和冒落破坏而作用在支架上的压力 广义地压:将巷道无支护条件下原岩对围岩的压力 地压现象:围岩发生变形、出现裂隙、断裂冒落和支架破坏的现象 次生应力(二次应力)岩体开挖扰动了原岩的自然平衡状态,使一定范围内的原岩应力发生变化,变化后的应力称为次生应力或二次应力。 变形地压 :岩体受支架约束而产生的对支架的压力 散体地压:如果假设支架,冒落下的岩体会以重力的方式作用在支架上。此时支架所承受的压力。 崩落角:指地表裂缝区的最边缘至井下采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。 移动角:地表位移边界线至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。 问题 1. 岩石与岩体的区别。 岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。岩体,是指一定工程范围内的自然地质体,它经历了漫长的自然历史过程,经受了各种地质作用,并在 %钻孔总长度 以上岩芯累计长度10010?≥=cm RQD

岩石力学试题及答案

岩石力学试卷(闭卷) 、填空题(每空1分,共20 分) 1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油气水在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油气藏的良好盖层的是()。 2 、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是()、()、()。 3、在水力压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的()时,井眼发生破裂。此时的压力称为()。当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系 统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为( 、选择题(每题2分,共10 分) 1、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是( A 、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下,岩石所受到的应力一般为()。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高,井壁越()。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括() A 、自重应力和残余应力 B 、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力 三、判断改错题(每题2分,共10 分) 1、岩石中的孔隙和裂隙越多,岩石的力学性质越好。)。如果围岩渗透性 很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到()。 4、通常情况下,岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而),而破坏前应变则随着应变率降低而()。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称( 变阶段或称()。但蠕变并一定都出现这三个阶段。 );第二蠕变阶段或称();第三蠕6、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。

岩石力学复习

一、名词解释 1、各向异性:岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。 2、软化系数:饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。 3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。 4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。 5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。 6、平面应力问题:某一方向应力为0。(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等) 7、平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。 8、给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。 9、长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。 10、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象 11、支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。 12、平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。 13、给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。 14、准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。 15、剪胀现象:岩石受力破坏后,内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。 16、滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。 17、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。 18、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。 19、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度: 20、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。 21、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。 22、软岩(地质定义):单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。 23、砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。 24、混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀能力有所增强的效应。 25、卓越周期:地震波在地层中传播时,经过各种不同性质的界面时,由于多次反射、折射,将出现不同周期的地震波,而土体对于不同的地震波有选择放大的作用,某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显,这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。 26、工程地质问题:工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。 27、工程地质条件:与工程建筑有关的地质要素的综合,包括:地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质结构、水文地质、物理地质现象和天然建筑材料六个方面。 28、滑坡:斜坡岩土体在重力等因素作用下,依附滑动面(带)产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。 29、振动液化:饱水砂、粉砂土在振动力的作用下,抗剪强度丧失的现象。 30、混合溶蚀效应:不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀性有所增强,这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应。 31、基本烈度:指在今后一定时间(一般按100年考虑)和一定地区范围内一般场地条件下

岩石力学试卷二及答案

20~20学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分 一、简答题:(30分) 1、岩石的常用物理指标有哪些?它们与岩石的强度之间大致有什么关系?(5分) 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些?(5分) 3、简述水对岩石强度的影响。(5分) 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些?是如何影响的?(5分) 5、什么是岩体初始应力场?岩体内产生应力的原因有哪些?(5分) 第1页共6 页

20~20学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护,它与传统的老式支护有何区别?(5分) 二、作图题(5分) 什么是岩石的蠕变?试作图说明岩石流变三阶段的特点: 三、填空题: (0.5/空)(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的,是探讨岩石对 。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式:、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有:、和、、 、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料,岩石之所以破坏是由于在 引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉 第2页共6 页20~20学年第学期级专业试题

应力集中所致外,还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生 。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ,用它们来表示G:λ:、 K:。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下,围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力;切向应力θσ则岩体中的初始应力,在洞壁上达最大值。由理论上可以证明,开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力,称为“变形压力”;将由于岩体而而对支护或衬砌的压力,称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析,在可形成压力拱的洞室内,压力拱的高度是 ,洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为,洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。 四、选择题:(2/题)(共10分) 1、岩石与岩体的关系是( )。 (A )岩石就是岩体 ( )(B )岩体是由岩石和结构面组成的 ( ) (C )岩体代表的范围大于岩石 ( ) (D )岩石是岩体的主要组成部分 ( ) 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+=( ) b.)(42 y xy Rc Rt στ+=( ) c.)(42 x xy Rt Rt στ+= ( ) d.)(42 x xy Rc Rt στ+= ( ) 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏,一般发生在( )。 (A )不均匀岩体 (B )薄层脆性岩体 (C )厚层泥质岩体 (D )多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中,承载力系数主要取决于下列哪一个指标? ( ) (A ) (B )C (C ) (D )E 5、下列关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的?( )。 (A )垂直应力一定大于水平应力; (B )构造应力以水平应力为主; (C )自重应力以压应力为主 ; (D )自重应力和构造应力分布范围基本一致; 第 3页 共 6 页 20~20学年 第学期 级专业 试题 学号: 姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 五、计算题:(35分)

(整理)岩石力学2复习题

第一章 复习思考题 1、岩块具有哪些力学特征? 答:1.岩块的力学性质与组成岩块的矿物成分及其相对含量有关。一般来说,含硬度大的粒柱状矿物愈多,岩块强度越高。含硬度小的片状矿物越多,岩块的强度越低。 2.胶结连接的岩块强度 硅质胶结>铁质、钙质胶结>泥质胶结 3.岩块的力学性质与组成岩块的岩石结构构造有关。颗粒形状 强度:粒状、柱状>片状>鳞状。 颗粒大小 强度:粗粒<细粒 4.岩块的力学性质与岩块的微结构面发育程度有关,微观结构面削弱岩块强度,导致各向异性 5.岩块的风化程度对岩块力学性质也有影响。导致岩块的硬度降低,抗变形能力减弱,渗透性增加 2、软弱结构面具有哪些地质特性? 答:1.由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构2.粘粒含量很高 3.含水量接近或超过塑限 4.密度比原岩小 5.常具有一定的胀缩性 6.力学性质比原岩差 7.强度低8.压缩性高9.易产生渗透变形 3、结构面特征对岩体性质的影响是什么? 答:1.产状:常用走向,倾向和倾角表示,结构面与最大主应力之间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。当结构面与最大主平面的夹角β为锐角时,岩体将沿结构面滑移破坏;当β=90°时则表现为平行结构面劈裂拉张破坏;β=0°表现为横切结构面产生剪断岩体破坏2.连续性:常用连续性系数K ,迹长和面连续性系数表示,K 在0~1之间,K 值愈大说明结构面连续性愈好,当 K=1时,结构面完全贯通。结构面的连续性对岩体的变形、变形破坏机理、强度及渗透性有很大的影响。3.密度:密度控制着岩体的完整性和岩块的强度。一般的,结构面发育越密集,岩体的完整性越差,岩块的块度愈小,进而导致岩体的力学性质变差,渗透性增强4.张开度:使结构面实际接触面积减少,导致结构面粘聚力降低和渗透性增大。当结构面张开且被外来物质填充时,则其强度主要由充填物决定5.形态:结构面的形态对岩体的力学性质及水力学性质存在明显的影响。 6.充填胶结:结构面经胶结后,总的来说力学性质有所改善。 4、《岩土工程勘察规范》(国标GB50021-2001)用哪两个指标来评价岩块的风化程度 答:波速比v k 和风化系数f k 风化程度(硬质岩石按波束指标的风化分级) 全风化;强风化;中等风化;微风化;未分化 5、岩体的定义是什么? 答:在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面组成的具有一定结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 6、按结构类型划分岩体有哪五种? 答:整体状结构,块状结构,层状结构,碎裂结构,散状结构等五种类型。 7、为什么要进行岩体工程分类?岩块和岩体的工程分类方法有哪些?

岩石力学复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 岩石力学(专科) 一、名词解释: 1.岩体 2.围岩 3.稳定蠕变 4.柔性支护 5.塑性破坏 6.稳定蠕变 7.剪胀8.长期强度 9.脆性破坏10.端部效应 11.构造应力12.松脱地压 13.非稳定蠕变14.结构面充填度 15.变形地压16.延性 17.蠕变18.岩体结构 19.真三轴试验20.扩容 21.剪胀率 二、问答题: 1.解释锚杆支护的挤压加固作用,并指出其适用条件。 2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用,写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。 3.解释锚杆支护的组合作用,并指出其适用条件。 4.什么是常规三轴压缩试验?试指出在常规三轴试验中,随围压增大,岩石的抗压强度和变形特征。 5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。 6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因,如何消除端部效应对试验结果的影响? 7.岩石有哪些基本破坏方式?莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式? 8.对岩石进行三轴压缩试验,试问在不同的围压条件下,岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么? 9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。 10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模?岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征? 11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验,试问有哪几种典型的应力应变曲线形式(要求画出相应的曲线)? 三、判断题: 1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态(应力圆)以及组成岩体的岩石的强度曲线(a )和节理强度曲线(b ),图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为α。试判别图中表示的分析结果是否正确。 [ ] a.岩体沿节理剪切破坏( ) b. 岩体沿节理剪切破坏( ) 图1 2.设计一条水平坑道断面如图2所示,其长轴与原岩应力分量p 平行,短轴与原岩应力分量q 平行。已知1/>q p 。这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。 [ ]

岩石力学考试的题目复习重点

岩石力学考试重点题型分析 第一题:对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系 第二题:填空题 1.根据结构面的成因,通常将其分为三种类型:原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度,中间的是抗剪强度,最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧(巷)道轴线方向一般应与最大主应力平行(一致)。弹性应力状态下,轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关,应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性,而且也具有流变性质,岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的,应力第一不变量I1=__。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。

9.岩坡的失稳情况,按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力,一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种,高于天然地面的填方路基称为路堤;低于天然地面的挖方路基称为路堑。 第三题:简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面? 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6.岩石的强度指标主要有哪些?各指标是如何定义的? 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面? 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。 第四题:论述题 1.结合下图,说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中:①不按块体极限状态计算的等K 法;②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路(块体中各种作用力可以用符号代表)(图见书上424页图8-14a )(第四题) 2. 推导平面问题的平衡微分方程 (图见书上181页图4-2) 3. 根据莫尔—库仑强度理论,推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式: φ φσσsin 1sin 1+-= c t 第五题:计算题: 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/m 3,比重80.2=s G ,天然含水量%80=ω,试计算该岩样的孔隙率n ,0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ

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岩石力学练习题 (填空,选择,判断) 一、填空题 1.表征岩石抗剪性能的基本指数是()和()。 2.如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。 3.岩石在单轴压力作用下,随加荷、卸荷次数的增加,变形总量逐次(),变形增量逐次()。4.所谓洞室围岩一般是指洞室周围()倍半径范围内的岩体。 5.边坡岩体中,滑移体的边界条件包括()、()和()三种类型。 6.垂直于岩石层面加压时,其抗压强度(),弹性模量();顺层面加压时的抗压强度(),弹性模量()。 7.莫尔强度理论认为:岩石的破坏仅与()应力和()应力有关,而与()应力无关。8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时,破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于()的;而破坏面又总是与中间主应力()。 9.不论何种天然应力条件下,边坡形成后,在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面(),最小主应力作用方向与边坡面()。 10.主要的岩体工程分类有()、()、()、()等。 11.水对边坡岩体的影响表现在()、()和()。 12.天然应力场的主要成分有()、()和()。 13.地质结构面对岩体力学性质的影响表现在()和()。 14.结构面在法向应力作用下,产生()变形,其变形性质用指标()表征。 15.岩石抗拉强度的试验室方法有()和()。 16.地质结构面按力学条件可分为()和()。 17.岩体结构类型可分为()、()、( )、()和()。 18.岩体的强度处在()强度与()强度之间。 19.结构面的线连续性系数是在()至()变化的。 20.水对岩石力学性质的影响表现在()、()和()。 21.格里菲斯强度理论认为材料破坏的原因是()。 22.八面体强度理论认为材料破坏的原因是()。 23.有一对共轭剪性结构面,其中一组走向为N30E,而另一组为N30W,则岩体中最大主应力方向为()。如果服从库仑-纳维尔判据,则岩体的内摩擦角为()。 24.软弱夹层的基本特点有()、()、( )、()和()。 25.岩体中逆断层形成时,最大主应力方向为(),最小主应力方向为()。 26.原生结构面据其成因中划分为()、()、()。 27.表征岩块变形特性的指标有()和()。 28.根据库仑强度理论,最大主应力与破裂面的夹角为()。 29.据岩体力学的观点看,岩体的破坏类型有()和()。 30.岩体中的结构面据其地质成因分为()、()和()。 31.岩体中一点的水平天然应力与铅直天然应力之比称为()。 32.岩体中正断层形成时的应力状态是:最在主应力方向为(),最小主应力方向为()。33.均质各向同性的连续岩体中的圆形洞室洞壁上一点的剪应力为()。 34.洞室围岩压力的基本类型有()、()、()和()。 35.边坡形成后,边坡表面岩体中的最大主应力作用方向与边坡面(),最小主应力作用方

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