岩石力学复习提纲(11)120105

岩体力学复习提纲

一．概念题

1．名词解释：

【（1）岩石；（2）岩体；（3）岩石结构；

（4）岩石构造；（5）岩石的密度；（6）块体密度；

【（7）颗粒密度；【（8）容重；【（9）比重；

【（10）孔隙性；【（11）孔隙率；（12）渗透系数；【（13）软化系数；【（14）岩石的膨胀性；（15）岩石的吸水性；（16）扩容；（【17）弹性模量；（18）初始弹性模量；（19）割线弹性模量；（20）切线弹性模量；（21）变形模量；

（22）泊松比；（23）脆性度；【（24）尺寸效应；

（25）常规三轴试验；（26）真三轴试验；【（27）岩石三轴压缩强度；（28）流变性；【（29）蠕变；（30）松弛；

【（31）弹性后效；【（32）岩石长期强度；（33）强度准则。

【2．岩石颗粒间连接方式有哪几种？

【3．何谓岩石的水理性？水对岩石力学性质有何影响？

【4．岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看，岩石材料可分为哪些类型？

5．岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。

6．简述循环荷载条件下岩石的变形特征。

7．简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。

【8．岩石的弹性模量与变形模量有何区别？

【9．岩石各种强度指标及其表达式是什么？

10．岩石抗拉强度有哪几种测定方法？在劈裂法试验中，试件承受对径压缩，为什么在破坏面上出现拉应力破坏？

11．岩石抗剪强度有哪几种测定方法？如何获得岩石的抗剪强度曲线？

12．岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响？哪一种状态下的强度较大？

13．简述影响岩石单轴抗压强度的因素。

14．岩石典型蠕变可划分为几个阶段，图示并说明其变形特征？

15．岩石流变模型的基本元件有哪几种？各有何特征？

【16．简述马克斯伟尔（Maxwell）模型和凯尔文（Kelvin）模型的特点。

17．何谓岩石长期强度，其与岩石瞬时强度的关系如何？其研究实际意义是什么？

18．莫尔强度理论的主要观点是什么？如何根据莫尔强度理论判断岩石中一点破坏与否？

19．简述格里菲斯强度理论的基本观点,并写出格里菲斯条件。

20．对岩石进行单轴抗压试验，如果发生剪切破坏，破坏面是否一定是试样中的最大剪应力面？为什么？如果发生拉断破坏，此时的抗压强度是否即为抗拉强度？为什么？

【21．结构面的起伏形态有哪几种？巴顿将结构面的粗糙度划分为几级？

23．根据岩体中结构面和结构体的成因、特征及其排列组合关系，岩体结构划分为哪几种类型？

24．岩体拉伸破坏和剪切破坏机理如何？

25．简述水对岩体有哪些影响？

26．在三维应力作用下含有一组不连续面的岩体可能发生哪些破坏方式？产生某种破坏方式取决于什么参数？

27．岩体工程分类与岩体结构分类有什么不同？岩体工程分类考虑的主要因素有哪些？目前国内外常用的岩体工程分类方法有哪些？

【28．简述RMR法和Q法。

29．初始应力、二次应力和应力场的概念是什么？

【30．请阐述海姆假说和金尼克假说。

【31．试述地应力的成因。地应力场的主要组成部分是什么？

32．岩体原始应力状态与哪些因素有关？

33．什么是侧压系数？海姆假说和金尼克假说中的侧压系数分别为多大？

34．何谓高地应力？任何判别高地应力？

35．地应力测量方法分哪两类？两类的主要区别在哪里？每类包括那些主要测量技术？

36．简述套孔应力解除法的基本测量原理和主要测试步骤。

37．简述水压致裂法的基本测量原理，并对水压致裂法的主要优缺点作出评价。

38．简述应力解除法的基本原理。

39．简述声发射法的主要测试原理。

【40．井巷维护原则有哪些？

41．井巷支护的支架包括哪些？

42．注浆加固作用机理是什么？

43．注浆包括哪些工艺？

44．锚索支护结构主要包括哪些？

45．锚索施工的主要工艺包括哪些？

46．喷射混凝土的适用条件及施工工艺是什么？

【47．喷层和锚杆的力学作用什么？

二．计算题

【 1．将某矿的页岩岩样做成边长为5cm 的三块立方体试件，分别作剪切角度为45°、

55°和60°的抗剪强度实验，施加的最大载荷相应地为22.4、15.3和12.3kN ，求该页岩的内聚力C 和内摩擦角?值，并给出该页岩的抗剪强度曲线图。

2．某种岩石的两组抗剪强度试验数据为: 1n σ＝6MPa ，1τ＝19.2MPa ；2n σ＝lOMPa ，

2τ＝22MPa 。求该岩石的内聚力和内摩擦角，并估算在围压为5MPa 时的三轴抗压强度。。

3．将直径为5cm 的岩芯切成厚度为2.5cm 的圆盘形试件，然后进行劈裂试验，当荷载达到9.125kN 时，试件即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。

【6．有一岩柱，在单向受压时，其抗压强度为60MPa ，该岩石内摩擦角?＝30°。

采用莫尔—库仑强度理论，当侧向压力为5MPa 时，求：

（1）其轴向应力为多大时，岩柱发生破坏？

（2）破坏面的位置。

（3）其破坏面上的正应力和剪应力。

7．某岩石三轴试验时，围压为σ2=σ3= 10MPa ，并在轴压达到64MPa 时破坏，破坏

面与最小主应力夹角为60°。已知岩石的破坏服从库仑准则，试求：

（1）内摩擦角；

（2）单轴抗压强度；

（3）内聚力；

（4）若该岩石在正应力为10MPa 条件下进行剪切试验，抗剪强度多大？

8．有一矿柱受40MPa 的垂直应力，矿柱的内聚力C =10MPa ，内摩擦角?＝30°。采用莫尔—库仑强度理论，求：

（1）判断该矿柱是否发生破坏？

（2）破坏面的位置。

（3）如不使岩柱破坏，需加多大的侧向应力？

9．已知岩体应力状态：σ3=10MPa，σ1=50 MPa，岩体中有一组与最大主平面成42o角的结构面，其粘结力为C0=0.2 MPa，摩擦角为Φ0=30o，完整岩石的强度参数为：C=30MPa, Φ=40o，问在此种应力状态下岩体是否会发生破坏？

10．如果某一组结构面与最大主平面夹角为32o，岩体的强度参数为C=15MPa，Φ=35o,其余条件为σ3=10MPa，σ1=50 MPa，粘结力为C0=0.2 MPa，摩擦角为Φ0=30o，岩体是否会发生破坏？若发生破坏，将发生什么方式的破坏？

11．已知硐室顶板的最大主应力σ1=61.2MPa，最小主应力σ3=﹣19.1MPa，岩石的单轴抗拉强度σt=﹣8.7MPa，粘结力C=50 MPa，内摩擦系数f=tgΦ=1.54，使用莫尔强度准则判据判断顶板的稳定性，并讨论计算结果。

12．某矿大理岩试验成果如下：其单向抗压强度为σc=120MPa，当侧压力为σ3=σ2=80 MPa，其破坏时垂直压力为σ1=360 MPa。试问：（1）当侧压力为σ3=σ2=60 MPa，垂直压力σ1=240MPa时，其试件是否破坏？（2）当侧压力为σ3=σ2=50 MPa时，能承受的最大垂直应力是多少？

【13．根据对某矿花岗岩的测定结果：在岩体中弹性波的传播速度v=1750m/s，在该岩石试件中测得的弹性波的传播速度v=2120m/s，该岩石在室内试验测得的单向抗拉强度σt=20 MPa，单向抗压强度σc=220 MPa，试求该岩体的准岩体强度。

注意：考试时请带计算器、三角板、铅笔、橡皮