1、什么是全应力—应变曲线?为
什么普通材料试验机得不出全
应力—应变曲线?该曲线的实
际意义?
答:能全面反映岩石受压破坏过程中的
应力、应变特征,特别是岩石破坏后的强
度与力学性质变化规律的应力应变曲线
就叫全应力-应变曲线。普通试验机只能
得出半程应力-应变曲线不能得出全应力
-应变曲线的原因是由于试验机的刚性不
足,在岩石压缩过程中,试件受压,试验
机框架受拉,随着岩样不断被压缩,试验
机发生的弹性变形以应变能形式存于机
器中,当施加压力超过岩石抗压强度,试
件破坏,此时,试验机迅速回弹,被存于
试验机中的应变能瞬间释放到岩石试件
中,引起岩石的激烈破坏和崩解,因而造
成无法获得岩石在超过峰值破坏强度后
受压的应力应变曲线。根据岩石的变形把
全应力应变曲线分为6个阶段,各个阶
段的特征和反映的物理意义如下:OA段,
应力缓慢增加,曲线朝上凹,岩石试件内
裂隙逐渐被压缩闭合而产生非线性变形,
卸载后全部恢复,属于弹性变形。AB段,线弹性变形阶段,曲线接近直线,应力应
变属线性关系,卸载后可完全恢复。(3)BC段,曲线偏离线性,出现塑性变形。从
B点开始,试件内部开始出现平行于最大
主应力方向的微裂隙。随应力增大,数量
增多,表征着岩石的破坏已经开始。CD
段,岩石内部裂纹形成速度增快,密度加
大,D点应力到达峰值,到达岩石最大承
载能力。DE段,应力继续增大,岩石承
载力降低,表现出应变软化特征。此阶段
内岩石的微裂隙逐渐贯通。残余强度。
强度不再降低,变形却不断增大。
2、影响岩石力学性质的主要因素
有哪些,如何影响的?
水、温度、风化程度、加荷速率、围
压的大小、各向异性等
3、简述Hoek-Brown岩体强度估算
方法?
4、简述地下水对岩土体的力学作
用。
地下水对岩体的力学作用主要通过
空隙静水压力和空隙动水压力作用
对岩体的力学性施加影响。前者减小
岩体的有效应力而降低岩体的强度,
在裂隙岩体中的空隙静水压力可使
裂隙产生扩容变形;后者对岩体产生
切向推力以降低岩体的抗剪强度。
5、地应力的组成,主要测量方法有
哪些?地壳浅部地应力分布基
本规律?
地应力主要是由岩体自重引起的自重应力和由岩体构造作用引起的岩体构造应力组成的。
直接测量法:扁千斤顶法、刚性包体应力记法、水压致裂法、声发射法。
间接测量法:应力解除法、孔径变形法、孔壁应变法、空心包体法。
地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,它是时间和空间的函数。
实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量。
水平应力普遍大于垂直应力。
平均水平应力与垂直应力的比值随
深度增加而减小。
最大水平主应力和最小水平主应力
也随深度呈线性增长关系。
最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大,显示出很强的方向
性。
地应力的分布规律还会受到地形、地表
剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学
性质、温度、地下水等因素的影响,特
别是地形和断层的扰动影响最大。
6、什么叫岩石本构关系?岩石的本
构关系一般有几种类型?
岩石本构关系:指岩石的应力或应力
速率与应变或应变速率的关系。
7、何谓岩石强度理论?其包括哪
些常用准则?
岩石强度理论是指岩石在某应力或应变条件下产生破坏的判据,即判断岩
石试样或岩石工程在什么应力、应变条
件下破坏。
库仑强度准则、摩尔强度理论、格里菲斯强度理论、Murrell强度准则、德鲁克-普拉格准则
8、岩石力学数值分析常用方法及
软件有哪些?
9、简述维护岩石地下工程稳定的
基本原则。
答:(1)合理利用和充分发挥岩体强
度。岩石强度差异很大,将工程位置
设计在岩性好的岩层中;避免岩石强
度的损坏;充分发挥岩体的承载能
力;加固岩体。(2)改善围岩的
应力条件。选择合理的隧(巷)道断
面形状和尺寸;选择合理的位置和方
向;“卸压”方法(3)合理支护。
包括支护形式、支护刚度、支护时间、
支护受力情况(4)强调监测和信
息反馈。地质条件复杂,难以完全预
知,岩体力学性质有许多不确定性;
岩体工程设计与施工不能像“白箱”
那样操作,有一个确定性的结果;通
过围岩在施工中的反响,来判断和推测以后可能出现的变化规律,成为控制巷道稳定的最现实的方法;利用监测和反馈技术,通过施工过程或后期的监测,结合数字和力学现代理论,获得预测的结果
流体力学练习题 第一章 1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为: 0ρρ=d ,0 γγ=c 30/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 30/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解:336/1260101026.1m kg =??=-ρ 3/123488.91260m N g =?==ργ 1-3解:269/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解:N m p V V p /105.210 41010002956 --?=?=??-=β 299/104.0105.211m N E p p ?=?==-β 1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为: ()l T V V T T 4.2202000006.00=??=?=?β 由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。故: 26400/1027.16108.9140004 .22004.2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?-=?+?-=?β 2)在保证液面压强增量0.18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ,那么:体积膨涨量为: T V V T T ?=?β 体积压缩量为:
()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?=?β1 因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足: ()()???? ? ??-?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.012001145 0l E p T V V p T =???? ?????-??+=???? ???-?+=β ()kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.010028=?= μ 石油的运动粘度:s m /1011.39 .01000028.025-?=?==ρμν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.0100 4025-?===ν 石油的动力粘度:s pa .0356.010 4100089.05=???==-ρνμ 1-8解:2/1147001 .01147.1m N u =?== δμτ 1-9解:()()2/5.1621196.012.02 15.0065.021m N d D u u =-?=-==μδμτ N L d F 54.85.16214.01196.014.3=???=???=τπ 第二章 2-4解:设:测压管中空气的压强为p 2,水银的密度为1ρ,水的密度为2ρ。在水银面建立等压面1-1,在测压管与容器连接处建立等压面2-2。根据等压面理论,有 21p gh p a +=ρ (1) gz p z H g p 2221)(ρρ+=++(2) 由式(1)解出p 2后代入(2),整理得: gz gh p z H g p a 2121)(ρρρ+-=++
1.构成岩石的主要造岩矿物有正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解 石、白云石、高岭石、赤铁矿。 2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化? 答:基性岩石和超基性岩石主要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。所以基性岩石和超基性岩石非常容易风化。 3、常见岩石的结构连结类型有那几种? 1.结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。 2.胶结连结:指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。4.何谓岩石中的微结构面,主要指那些,各有什么特点? 答:岩石中的微结构面(或缺陷)是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。矿物的解理面:是指矿物晶体或晶粒受力 后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。晶粒边界:矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力,但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小,因此,晶粒边界就相对软弱。微裂隙:是指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线,也称显微裂隙。粒间空隙:多在成岩过程中形成,如结晶岩中晶粒之间的小空隙,碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。 晶格缺陷:有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷,也有由于化学比例或原子重排列的毛病所产 生的物理上的缺陷。它与岩石的塑性变形有关。 5.自然界中的岩石按地质成因分类,可分为几大类,各大类有何特点? 答:根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 岩浆岩特点: 1)深成岩:常形成较大的入侵体。颗粒均匀,多为粗-中粒状结构,致密坚硬,孔隙很小,力学强度高,透水性较弱,抗水性较强。2)浅成岩:成分与深成岩相似,但产状和结构都不相同,多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差,与其他岩种相比,它的性能较好。3)喷出岩:结构较复杂,岩性不均一,连续性较差,透水性较强,软弱结构面比较发育。沉积岩特点:1)火山碎屑岩:具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系,各类火山岩的性质差别很大。2)胶结碎屑岩:是沉积物经过胶结、成岩固结硬化的岩石。其性质取决于胶结物的成分、胶结 形式和碎屑物成分和特点。3)粘土岩:包括页岩和泥岩。其性质较差。4)化学岩和生物岩:碳酸盐类岩石,以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。变质岩特点:是在已有岩石的基础之上,经过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和压力的不同而具有不同的性质,形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。变质岩特点1)接触变质岩:侵入体周围形成岩体。岩体透水性强,抗风化能力降低。2)动力变质岩:构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好,裂隙、孔隙发育,强度低,透水性强。3)区域变质岩:这种变质岩的分布范围广,岩石厚度大,变质程度均一。一般块状岩石性质较好,层状片状岩石性质较差。 6.表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么? 答:指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7、岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。 答:试件在单轴压缩载荷作用破坏时,在试件中可产生三种破坏形式: (1)X状共轭斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏,破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度,导致岩石受拉伸破坏。 9、什么是全应力-应变曲线?为什么普通材料实验机得不出全应力-应变曲线? 答:全应力应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性,特别是破坏后的强度与力学性 质的变化规律。由于材料试验机的刚度小,在试件压缩时,其支柱上存在很大的变形和变形能,在试件 快要破坏时,该变形能突然释放,加速试件破坏,从而得不出极限压力后的应力应变关系曲线。 11.在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化? 答:三轴压缩条件下,应力应变曲线如图1-31、1-32所示,围压对岩石变形的影响主要有: (1)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的抗压强度显著增加; (2)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石破坏时,岩石的变形显著增加; (3)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的弹性极限显著增加; (4)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变,岩石的性质发生了变化,由弹脆 性---弹塑性---应变硬化。抗压强度显著增加; 12.什么是莫尔强度包络线?如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线? 答:三轴抗压强度实验得出:对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件(不同的围压时的最大轴向压力值)给出了几乎恒定的强度指标值(直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角)。这一强度指标以莫尔强度包络线的形式给出.在不同围压条件下,得出不同的抗压强度,因而可以做出不同的莫尔应力圆,这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。 16.线弹性体、完全弹性体、弹性体三者的应力-应变关系有什么区别? 答:完全弹性体:循环加载时的σ -ε关系为曲线。加载路径与卸载路径完全重合。线弹性体:循环 加载时的σ -ε关系为直线。加载路径与卸载路径完全重合。弹性体岩石:加载路径与卸载路径不同,但反复 加载与卸载时,应力应变关系总是服从此环路的规律。 19.影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的? 答:影响岩石力学性质的主要因素有水、温度、加载速度、风化程度及围压。 (1) 水对岩石力学性质的影响 1)连结作用:束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧,起连接作用。 2)润滑作用:由可溶盐、胶体矿物连接的岩石,当有水入侵时,可溶盐溶解,胶体水解,导致矿物颗粒间连 接力减弱,摩擦力减低,从而降低岩石的强度。 3)水楔作用:当两个矿物颗粒靠得很近,有水分子补充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸附力将水分子拉
《流体力学》选择题库 第一章 绪论 1.与牛顿内摩擦定律有关的因素是: A 、压强、速度和粘度; B 、流体的粘度、切应力与角变形率; C 、切应力、温度、粘度和速度; D 、压强、粘度和角变形。 2.在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为: A 、牛顿流体及非牛顿流体; B 、可压缩流体与不可压缩流体; C 、均质流体与非均质流体; D 、理想流体与实际流体。 3.下面四种有关流体的质量和重量的说法,正确而严格的说法是 。 A 、流体的质量和重量不随位置而变化; B 、流体的质量和重量随位置而变化; C 、流体的质量随位置变化,而重量不变; D 、流体的质量不随位置变化,而重量随位置变化。 4.流体是 一种物质。 A 、不断膨胀直到充满容器的; B 、实际上是不可压缩的; C 、不能承受剪切力的; D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。 5.流体的切应力 。 A 、当流体处于静止状态时不会产生; B 、当流体处于静止状态时,由于内聚力,可以产生; C 、仅仅取决于分子的动量交换; D 、仅仅取决于内聚力。 6.A 、静止液体的动力粘度为0; B 、静止液体的运动粘度为0; C 、静止液体受到的切应力为0; D 、静止液体受到的压应力为0。 7.理想液体的特征是 A 、粘度为常数 B 、无粘性 C 、不可压缩 D 、符合RT p ρ=。 8.水力学中,单位质量力是指作用在单位_____液体上的质量力。 A 、面积 B 、体积 C 、质量 D 、重量
9.单位质量力的量纲是 A、L*T-2 B、M*L2*T C、M*L*T(-2) D、L(-1)*T 10.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。 A、容重N/m2 B、容重N/M3 C、密度kg/m3 D、密度N/m3 11.不同的液体其粘滞性_____,同一种液体的粘滞性具有随温度______而降低的特性。 A、相同降低 B、相同升高 C、不同降低 D、不同升高 12.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。 A、减小,升高; B、增大,减小; C、减小,不变; D、减小,减小 13.运动粘滞系数的量纲是: A、L/T2 B、L/T3 C、L2/T D、L3/T 14.动力粘滞系数的单位是: A、N*s/m B、N*s/m2 C、m2/s D、m/s 15.下列说法正确的是: A、液体不能承受拉力,也不能承受压力。 B、液体不能承受拉力,但能承受压力。 C、液体能承受拉力,但不能承受压力。 D、液体能承受拉力,也能承受压力。 第二章流体静力学 1.在重力作用下静止液体中,等压面是水平面的条件是。 A、同一种液体; B、相互连通; C、不连通; D、同一种液体,相互连通。 2.压力表的读值是 A、绝对压强; B、绝对压强与当地大气压的差值; C、绝对压强加当地大气压; D、当地大气压与绝对压强的差值。 3.相对压强是指该点的绝对压强与的差值。 A、标准大气压; B、当地大气压; C、工程大气压; D、真空压强。
1-2 一盛水封闭容器从空中自由下落,则器内水体质点所受单位质量力等于多少 解:受到的质量力有两个,一个是重力,一个是惯性力。 重力方向竖直向下,大小为mg ;惯性力方向和重力加速度方向相反为竖直向上,大小为mg ,其合力为0,受到的单位质量力为0 1-5 如图,在相距δ=40mm 的两平行平板间充满动力粘度μ=0.7Pa·s 的液体,液体中有一长为a =60mm 的薄平板以u =15m/s 的速度水平向右移动。假定平板运动引起液体流动的速度分布是线性分布。当h =10mm 时,求薄平板单位宽度上受到的阻力。 解:平板受到上下两侧黏滞切力T 1和T 2作用,由dy du A T μ=可得 12U 1515T T T A A 0.70.06840.040.010.01U N h h μμδ? ?=+=+=??+= ?--?? (方向与u 相 反) 1-9 某圆锥体绕竖直中心轴以角速度ω=15rad/s 等速旋转,该锥体与固定的外锥体之 间的间隙δ=1mm ,其间充满动力粘度μ=0.1Pa ·s 的润滑油,若锥体顶部直径d =0.6m ,锥体的高度H =0.5m ,求所需的旋转力矩M 。 题1-9图 解:取微元体,微元面积: θ ππcos 22dh r dl r dA ? =?= 切应力: θ πσωμμ τcos 2rdh r dA dy du dA dT ?=?=?= 微元阻力矩: dM=dT·r
阻力矩: 2-12 圆柱形容器的半径cm R 15=,高cm H 50=,盛水深cm h 30=,若容器以等 角速度ω绕z 轴旋转,试求ω最大为多少时不致使水从容器中溢出。 解:因旋转抛物体的体积等于同底同高圆柱体体积的一半,因此,当容器旋转使水上升到最高时,旋转抛物体自由液面的顶点距容器顶部 h’= 2(H-h)= 40cm 等角速度旋转直立容器中液体压强的分布规律为 0222p gz r p +??? ? ??-=ωρ 对于液面,p=p 0 , 则g r z 22 2ω=,可得出2 2r gz =ω 将z=h ’,r=R 代入上式得s R gh /671.1815.04 .08.92' 22 2=??== ω 2-13 装满油的圆柱形容器,直径cm D 80=,油的密度3 /801m kg =ρ,顶盖中心点装有真空表,表的读数为Pa 4900,试求:(1)容器静止时,作用于顶盖上总压力的大小和方向;(2)容器以等角速度1 20-=s ω旋转时,真空表的读数值不变,作用于顶盖上总压力的大小和方向。
一章: 1.叙述岩体力学的定义. 岩体力学主要是研究岩体和岩体力学性能的一门学科,是探讨岩石和岩体在其周围物理环境(力场、温度场、地下水等)发生变化后,做出响应的一门力学分支。 2.何谓岩石?何谓岩体?岩石与岩体有何不同之处? (1)岩石:由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。(2)岩体:一定工程范围内的自然地质体。(3)不同之处:岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。 3.何谓岩体结构?岩体结构的两大要素是什么? (1)岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系;或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。(2)结构体和结构面。 4.岩体结构的六大类型? 块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。 5.岩体有哪些特征? 6.(1)不连续;受结构面控制,岩块可看作连续。(2)各向异性;结构面有一定的排列趋势,不同方向力学性质不同。(3)不均匀性;岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同,各部位的力学性质不同。(4)赋存地质因子特性(水、气、热、初应力)都会对岩体有一定作用。 二章: 1.岩石物理力学性质有哪些? 岩石的质量指标,水理性质指标,描述岩石风化能力指标,完整岩石的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。 2.影响岩石强度特性的主要因素有哪些? 对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状(形状、尺寸、高径比),加载速率、环境(含水率、温度)。对三相压缩强度的影响因素:侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。 3.什么是岩石的应力应变全过程曲线? 所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。 4.简述岩石刚性实验机的工作原理?:压力机加压(贮存弹性应能)岩石试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。AA′O2O1面积—峰点后,岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积——峰点后,刚体机释放的能量(贮存的能量)。ABO2O1——峰点后,普通机释放的能量(贮存的能量)。当实验机的刚度大于岩石的刚度,才有可能记录下岩石峰值应力后的应力应变曲线。 5.莫尔强度理论,格尔菲斯强度理论和E.hoek和E.T.brown提出的经验理论的优缺点? 莫尔强度理论优点是使用方便,物理意义明确;缺点是1不能从岩石破坏机理上解释其破坏特征2忽略了中间主应力对岩石强度的影响;格尔菲斯强度理论优点是明确阐明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂扩展方向;缺点是仅考虑岩石开裂并非宏观上破坏的缘故。E.hoek和E.T.brown提出的经验理论与莫尔强度理论很相似其优点是能够用曲线来表示岩石的强度,但是缺点是表达式稍显复杂。 6.典型的岩石蠕变曲线有哪些特征?
一、选择题 1、流体传动系统工作过程中,其流体流动存在的损失有( A ) A、沿程损失和局部损失, B、动能损失和势能损失, C、动力损失和静压损失, D、机械损失和容积损失 2、液压千斤顶是依据( C )工作的。 A、牛顿内摩擦定律 B、伯努力方程 C、帕斯卡原理 D、欧拉方程 3、描述液体粘性主要是依据( D ) A、液体静力学原理 B、帕斯卡原理 C、能量守恒定律 D、牛顿内摩擦定律 4、在流场中任意封闭曲线上的每一点流线组成的表面称为流管。与真实管路相比(C )。 A、完全相同 B、完全无关 C、计算时具有等效性 D、无边界性 5、一般把( C )的假想液体称为理想液体 A、无粘性且可压缩, B、有粘性且可压缩, C、无粘性且不可压缩, D、有粘性且不可压缩 6、进行管路中流动计算时,所用到的流速是( D ) A、最大速度 B、管中心流速 C、边界流速 D、平均流速 7、( A )是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、伯努力方程, B、动量方程, C、连续方程, D、静力学方程 8、( A )是用来判断液体流动的状态 A、雷诺实验 B、牛顿实验 C、帕斯卡实验 D、伯努力实验 9、黏度的测量一般采用相对黏度的概念表示黏度的大小,各国应用单位不同,我国采用的是( D ) A、雷氏黏度 B、赛氏黏度 C、动力黏度 D、恩氏黏度 10、流体传动主要是利用液体的( B )来传递能量的 A、动力能 B、压力能, C、势能, D、信号 11、静止液体内任一点处的压力在各个方向上都( B ) A、不相等的, B、相等的, C、不确定的 12、连续性方程是( C )守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、能量, B、数量, C、质量 D、动量 13、流线是流场中的一条条曲线,表示的是( B ) A、流场的分布情况, B、各质点的运动状态 C、某质点的运动轨迹, D、一定是光滑曲线 14、流体力学分类时常分为( A )流体力学 A、工程和理论, B、基础和应用 C、应用和研究, D、理论和基础 15、流体力学研究的对象( A ) A、液体和气体 B、所有物质, C、水和空气 D、纯牛顿流体 16、27、超音速流动,是指马赫数在( B )时的流动 A、0.7 < M < 1.3 B、1.3 < M ≤5 C、M > 5 D、0.3 ≤M ≤0.7 17、静压力基本方程式说明:静止液体中单位重量液体的(A )可以相互转换,但各点的总能量保持不变,即能量守恒。 A、压力能和位能, B、动能和势能, C、压力能和势能 D、位能和动能 18、由液体静力学基本方程式可知,静止液体内的压力随液体深度是呈( A )规律分布的 A、直线, B、曲线, C、抛物线 D、不变 19、我国法定的压力单位为( A ) A、MPa B、kgf/cm2 C、bar D、mm水柱 20、理想液体作恒定流动时具有( A )三种能量形成,在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换。 A压力能、位能和动能,B、势能、位能和动能, C、核能、位能和动能, D、压力能、位能和势能 21、研究流体沿程损失系数的是(A) A、尼古拉兹实验 B、雷诺实验 C、伯努力实验 D、达西实验 22、机械油等工作液体随温度升高,其粘度( B ) A、增大, B、减小, C、不变 D、呈现不规则变化
【2012年】《液压与气压传动》继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。 1.2 液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作
用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。 (6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造和推广使用。答:缺点:(1)由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格
岩体力学习题 1、何谓岩体力学? 谈谈你对岩体力学的认识和看法。 1)岩体力学是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。 2)认识和看法:对于岩体力学的认识看法,主要还是体现在其形成发展的过程以及研究对象内容所囊括的重要意义。 岩体力学的形成和发展,是与岩体工程建设的发展和岩体工程事故分不开的。岩块物理力学性质的试验,地下洞室受天然水平应力作用的研究,可以追溯到19世纪的下半叶。20世纪初出现了岩块三轴试验,1920年,瑞士联合铁路公司采用水压洞室法,在阿尔卑斯山区的阿姆斯特格隧道中,进行原位岩体力学试验,首次证明岩体具有弹性变形性质。1950~1960年,岩体力学扩大了应用范围,从地下洞室围岩稳定性研究扩展到岩质边坡和地基岩体稳定性研究等。1957年,法国的J.塔洛布尔著《岩石力学》,从岩体概念出发,较全面系统地介绍了岩体力学的理论和试验研究方法及其在水电工程上的应用。至50年代末期,岩体力学形成了一门独立的学科。60年代以来,岩体力学的发展进入了一个新的历史时期,研究内容和应用范围不断扩大,对不连续面力学效应和岩体性能进行了研究,取得了成果和发展;有限元法、边界元法、离散元法先后被引入,岩体中天然应力量测的加强与其分布规律不断被揭示。 岩体力学的理论基础直接来源于弹塑性力学,同时也包含了理论力学、材料力学等方面的知识,只是研究对象细化到了岩土体这一材料上,故而其研究的重要意义在于:大量岩体工程的开展必须要保证其既安全稳定又经济合理,所以要通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。其中,准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性,进而从岩体力学观点出发,选择相对优良的工程场址,防止重大事故,为合理的工程设计提供岩体力学依据,是工程岩体力学研究的根本目的和任务。岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。起初,由于岩体工程数量少,规模也小,人们多凭经验来解决工程中遇到的岩体力学问题。因此,岩体力学的形成和发展要比土力学晚得多。随着生产力水平及工程建筑事业的迅速发展,提出了大量的岩体力学问题。诸如高坝坝基岩体及拱坝拱座岩体的变形和稳定性;大型露天采坑边坡、库岸边坡及船闸、溢洪道等边坡的稳定性;地下洞室围岩变形及地表塌陷;高层建筑、重型厂房和核电站等地基岩体的变形和稳定性;以及岩体性质的改善与加固技术等等。对这些问题能否做出正确的分析和评价,将会对工程建设和生产的安全性与经济性产生显著的影响,甚至带来严重的后果。 2、何谓岩块、岩体? 试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点? 1)岩块:指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。 2)岩体:指在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的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,是岩体力学研究的对象。 3)岩块与岩体:岩块是构成岩体的最小岩石单元体,岩体包含岩块; 岩体与土:土不具有刚性的联结,物理状态多变,力学强度低等,因而也不具有岩体的结构面。 3、何谓岩体分类? RMR 分类和Q 分类各自用哪些指标表示? 怎样求得? 1)岩体分类:在工程地质分组的基础上,通过对岩体的的一些简单和容易实测的指标,将工程地质条件与岩体参数联系起来,并借鉴已建的工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训,对岩体进行归类的一种方法。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。 3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于:前者是作用在某一面积上的总压力;而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。 4.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 5.和液体相比,固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。 7.流体受压,体积缩小,密度增大 的性质,称为流体的压缩性 ;流体受热,体积膨胀,密度减少 的性质,称为流体的热胀性 。 8.压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ,以E 来表示 12.液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。 13.静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。 14.测压管是一根玻璃直管或U 形管,一端连接在需要测定的容器孔口上,另一端开口,直接和大气相通。 16.作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。 17.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。 18. 流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量,流线只能是一条光滑的曲线或直线。 20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混,这种流动状态称为紊流。 21.由紊流转变为层流的临界流速k v 小于 由层流转变为紊流的临界流速k v ',其中k v '称为上临界速度,k v 称为下临界速度。 23.圆管层流的沿程阻力系数仅与雷诺数有关,且成反比,而和管壁粗糙无关。
25.紊流过渡区的阿里特苏里公式为25.0)Re 68 (11.0+=d k λ。 26.速度的大小、方向或分布发生变化而引起的能量损失,称为局部损失。 29.湿周是指过流断面上流体和固体壁面接触的周界。 31.串联管路总的综合阻力系数S 等于各管段的阻抗叠加。 32.并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 2 1 1111s s s s + + = 。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同,其流速比 V 孔口/V 管嘴等于 82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82 .060 .0。 33.不可压缩流体的空间三维的连续性微分方程是0=??+??+??z u y u x u z y x 。 34.1=M 即气流速度与当地音速相等,此时称气体处于临界状态。 36.气体自孔口、管路或条缝向外喷射 所形成的流动,称为气体淹没射流。 37.有旋流动是指流体微团的旋转角速度在流场内不完全为零 的流动。 38.几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相同,任意相应线段长度保持一定的比例 。 39.因次是指物理量的性质和类别。因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。他是一方程式的因次和谐性为基础的。 二、判 断 题 3.静止液体自由表面的压强,一定是大气压。错 4.静止液体的自由表面是一个水平面,也是等压面。对 6.当相对压强为零时,称为绝对真空。错
5.1题 5.3题 解:按小孔出流计算出口流量为: 则每水面下降的微段需要的时间为: 故需要时间为: 5.4解:依据题意,为短管出流水力计算问题。 可以先计算短流量,则灌水时间可求。 2 0.62 1.218/4d Q L s πμ==? =20.82 1.612/4 N N d Q L s πμ==? =0.756 1.512p H m γ = =2 30.62/4 d Q s πμ==? =40bldH dH dT Q = = 2.8 0.5 04080 6900.1939 dH T H s === ? Q =253280.0768V T s Q == =230.0768/m s π==
5.5解:水面最终保持平衡,即说明自流管的流量最终将与两台水泵的抽水量相同。 5.14设并联前的流量为 Q1,并联后左管的流量为Q2 ,则并联后的右管流量为1/2Q2。 利用长管出流方程H=ALQ 平方 有: 5.17解:总扬程包括抬水高度及水头损失, .... 流入 吸出Q Q =A Q = 流入 161C R n == 221133889.80.0110.02580.2 ()4gn R λ???== =25023600d Q π?∴===流入 0.57H m ?=2222112222152()24H ALQ H ALQ AL Q ALQ ===+ = 22 1122520.794Q ALQ ALQ Q =?==2 2g f g l v H H h H d g λ =+=+22 40.07 1.42/0.254 Q v m s d ππ?===?221500 1.42200.02535.5620.2529.8g l v H H m d g λ ∴=+=+??=?98000.0735.56 443.50.55a a QH QH N kW N γγ η η ??=?===
1、1 A pressure of2106N/m2 is applied to a mass of wat er that initially filled a 1,000cm3 volume、Estimate itsvolume after the pressure isapplied、 将2106N/m2得压强施加于初始体积为1,000cm3得水上,计算加压后水得体积。 (999、1cm3) 1、2As shown in Fig、1-9,ina hea tingsystemthere is a dilatationwate rtank、The wholevolume ofthe water inthe system is8m3、The largest temperature rise is 500C and the coefficient of volume expansion isv=0、0 0051/K,what is the smallestcu bage of thewater bank? 如图1-10所示,一采暖系统在顶部设一膨胀水 箱,系统内得水总体积为8m3,最大温升500C,膨胀系数v=0、0051/K,求该水箱得最小容积?(0、2m3)Fig、1-9 Problem 1、2 1、3 When theincrement of pressure is 50kPa,the density of acertain liquid is 0、02%、Find thebulkmodulus of the liquid、 当压强增量为50kPa时,某种液体得密度增加0、02%。求该液体得体积模量。( 2、5108Pa) 1、4 Fig、1-10 shows the cross-sect ion of anoiltank, its dimens ions arelength a=0、6m, width b=0、4m, heightH=0、5m、The diameter of n ozzle is d=0、05m, height h=0、08m、 Oil fillsto the upper edge of thetank, find: (1)Ifonlythe thermal expansion coefficientv=6、510-41/K of the oil tankis considered, wh at is thevolume Fig、1-10Problem1、4 of oil spilledfrom the tank when the temperature ofoil increases from t1=-200C to t2=200C? (2)If thelinear expansion coefficientl=1、210-51/K of theoiltank is considered, what is the result inthiscase? 图1-10为一油箱横截面,其尺寸为长a=0、6m、宽b=0、4m、高H=0、5m,油嘴直径d=0、05m,高h=0、08m。由装到齐油箱得上壁,求: (1)如果只考虑油液得热膨胀系数v=6、510-41/K时,油液从t1=-2 00C上升到 t2=200C时,油箱中有多少体积得油溢出?
一、绪论 岩体力学:研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、1.从工程的观点看,岩体力学的研究内容有哪几个方面? 答:从工程观点出发,大致可归纳如下几方面的内容: 1)岩体的地质特征及其工程分类。2)岩体基本力学性质。3)岩体力学的试验和测试技术。4)岩体中的天然应力状态。5)模型模拟试验和原型观测。6)边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。7)岩体工程性质的改善与加固。 2.岩体力学通常采用的研究方法有哪些? 1)工程地质研究法。2)试验法。3)数学力学分析法。4)综合分析法。 二、岩块和岩体的地质基础 一、1、岩块:岩块是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v:波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f:风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面:其是指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带。它包括物质分异面和不连续面,如层面、不整合、节理面、断层、片理面等,国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度:反映结构发育的密集程度,常用线密度表示,即单位长度内节理条数。 6、节理连续性:节理的连续性反映结构面贯通程度,常用线连续性系数表示,即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC:表示结构面起伏和粗糙程度的指标,通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS:用施密特锤法(或回弹仪)测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度:指节理面两壁间的垂直距离。
流体力学网上作业题参考答案 第一章:绪论(56) 一、名词解释 1. 流体:在任何微小剪切力的持续作用下能够连续不断变形的物质/液体和气体统称为流体。 2. 流体质点:质点亦称为流体微团,其尺度在微观上足够大,大到能包含大量的分子,使得在统计平均 后能得到其物理量的确定值;而宏观行又足够小,远小于所研究问题的特征尺度,使其平均物理量可看成是连续的。 3. 惯性:惯性是物体维持原有运动状态的能力的性质。 4. 均质流体:任意点上密度相同的流体,称为均质流体。 5. 非均质流体:各点密度不完全相同的流体,称为非均质流体。 6. 粘性:流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质,成为粘性或者粘滞性。 7. 内摩擦力:流体在流动时,对相邻两层流体间发生的相对运动,会产生阻碍其相对运动的力,这种力称为内摩擦力。 8. 流体的压缩性:流体的宏观体积随着作用压强的增大而减小的性质,称为流体的压缩性。 9. 不可压缩流体:流体密度随压强变化很小,流体的密度可视为常数的流体。 10. 可压缩流体:流体密度随压强变化不能忽略的流体。 11. 表面张力:表面张力是液体自由表面在分子作用半径范围内,由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。 12. 表面力:作用在所研究流体外表面上,与表面积大小成正比的力。 13.质量力:作用在液体每一个质点上,其大小与液体质量成正比。 14.牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 二、选择题 1. 理想流体是指可以忽略( C )的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 2. 不可压缩流体是指忽略( B )的流体。A 密度 B 密度变化 C 粘度 D 粘度变化 3. 关于流体粘性的说法中,不正确的是( D )。 A 粘性是流体的固有属性 B 流体的粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C 粘性是运动流体产生机械能损失的根源 D 流体的粘性随着温度的增加而降低 4.下列各种流体中,属于牛顿流体的是( A ) A 水、汽油、酒精 B 水、新拌混凝土、新拌建筑砂浆 C 泥石流、泥浆、血浆 D 水、泥石流、天然气 5. 单位质量力的量纲与( B )的量纲相同。A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 6、在水力学中,单位质量力是指( C ) a、单位面积液体受到的质量力; b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。 7、运动粘度与动力粘度的关系是( A ) A μ υ ρ = B g μ υ= C υ μ ρ = D g υ μ=
流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 答:测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答:以当时,第2次B点量测数据(表1.1)为例,此时,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为。 3、若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定。 答:最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和,由式,从而求得。 4、如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算 式中,为表面张力系数;为液体的容重;为测压管的内径;为毛细升高。常温()的水,或,。水与玻璃的浸润角很小,可认为。于是有 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平是不是等压面?哪一部分液体是同 一等压面? 答:不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面: (1)重力液体; (2)静止; (3)连通; (4)连通介质为同一均质液体; (5)同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗? 答:关闭各通气阀,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与C点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强()与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
工程流体力学课后作业答案-莫乃榕版本
流体力学练习题 第一章 1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。则在同一地点的相对密度和比重为: ρρ= d ,0 γγ=c 3 0/830100083.0m kg d =?=?=ρρ 3 0/81348.9100083.0m N c =??=?=γγ 1-2解:3 36 /1260101026.1m kg =??=-ρ 3 /123488.91260m N g =?==ργ 1-3 解 :2 69/106.191096.101.0m N E V V V V p p V V p p p ?=??=?-=?-=????-=ββ 1-4解: N m p V V p /105.2104101000295 6 --?=?=??-=β 2 99 /104.0105.211m N E p p ?=?= = -β 1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强 受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为: ()l T V V T T 4.2202000006.00 =??=?=?β 由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。
故: 2 6400/1027.16108.9140004 .22004 .2m N E V V V V V V p p T T p T T ?=???+=?+?- =?+?- =?β 2)在保证液面压强增量0.18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。设装的汽油体积为V ,那么:体积膨涨量为: T V V T T ?=?β 体积压缩量为: ()()T V E p V V E p V T p T p p ?+?=?+?= ?β1 因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足: ()()? ??? ???- ?+=?-?+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()()) (63.197108.9140001018.01200006.01200 1145 0l E p T V V p T =??? ? ?????-??+= ???? ? ??-?+= β () kg V m 34.1381063.19710007.03=???==-ρ 1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.0100 28 =?=μ 石油的运动粘度:s m /1011.39 .01000028.025 -?=?==ρμ ν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.0100 40 25 -?===ν