重庆大学岩石力学

岩石力学重庆大学采矿工程考研试题答案

岩石力学历年考题

一、名词解释

1、矿物与岩石（2003，2009）

矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。

岩石是自然界各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物，是构成岩体的基本单元。

2、地质体与岩体（2003）岩石与岩体（2004）p75

地质体是指地壳内占有一定的空间和有其固有成分，并可以与周围物质相区别的地质作用的产物。

岩体是指在一定的地质条件下，含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。

3、岩石的容重（2006）天然容重、干容重与饱和容重（2003）p24-25

岩石的容重：岩石单位体积（包含岩石内孔隙体积）的重量。，式中r为岩石容重，w为被测岩样的重量，v为被测岩样的体积。

天然容重：天然状态下岩石的容重。

干容重：在105-110°烘干24小时的的岩石的容重。

饱和容重：饱水状态下岩石的容重。

4、岩体完整性（龟裂）系数（2003，2006，2007，2009）p110

岩体完整性系数又称裂隙系数，为岩体与岩石的纵波速度平方之比，用来判断岩体中裂隙的发育程度。(附上书上的公式）

5、岩石（芯）质量指标RQD（2003，2004，2005，2006，2007，2009）p119

岩石质量指标（RQD）：将长度在（含）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。（附上书上公式）

6、岩石的流变性（2003，2006）与蠕变、松弛和弹性后效（2003）p198

流变性：材料应力—应变曲线关系与时间因素有关的性质，包括蠕变、松弛和弹性后效。

蠕变：应力不变时，变形随时间增加而增长的现象。

松弛：应变不变，应力随时间增加而减小的现象。

弹性后效：加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。

7、岩石的透水性与渗透系数（2003）p29

岩石的透水性：岩石能被水透过的性能。透水性的大小可用渗透系数来衡量，它主要取决于岩石中孔隙的大小，方向及相互连通情况。

渗透系数：单位水力梯度下的单位流量，它表示岩体被水透过的难易程度。

8、（岩体）结构面的裂隙度和切割度（2003）p88-89

岩体裂隙度:沿取样线方向单位长度上的节理数量。

切割度：岩体被节理割裂分离的程度。

9、岩石的抗冻性（2004,2009）p30

岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能，通常用抗冻系数表示。抗冻系数指岩石试样在±的温度区间内，反复降温、冻结、融解、升温，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度的百分比。

10、抗剪切强度(2004)p43

岩石抗剪强度是指岩石在剪切荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大剪应力。

2、完全弹性岩石(2004)

完全弹性岩石：岩石在受外力作用的瞬间即产生全部变形，而去除外力后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质。

3、泊松比(2004，2008)p60

泊松比：岩石在单轴压缩条件下横向应变与纵向应变之比。

4、构造结构面（2005，2009）p83与结构面区分p82

构造结构面：岩体在受构造应力作用下形成的各种结构面，如劈理，节理，断层，层间错动等。

结构面：指具有一定方向，延展较大而厚度较小的二维面状地质界面。

5、岩石力学（2005）

岩石力学：是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的学科。

6、岩石的比重（2005，2008，2009）p25

岩石的比重就是指岩石固体的质量与时同体积水的质量之比值。，Gs为岩石比重，Ws是体积为V的岩石固体部分的重量，Vs为岩石固体部分的体积，为单位体积水的重量。

7、岩石的软化性（2005，2007）p29

岩石的软化性:岩石浸水后强度降低的性能。可用软化系数来衡量。软化系数指岩样在饱水状态的抗压强度与自然风干状态抗压强度的比值。

8、地应力（2005）原岩应力（2007）p129

地应力：存在于地层中的未受扰动的天然应力，也称岩体初始应力，绝对应力或者原岩应力。

9、岩石的天然含水率（2006）p27

天然状态下岩石中水的质量m

w 与岩石的烘干质量m

的比值，用百分数表示。（附

上公式）

10、岩石的强度（2006）

岩石的强度：即岩石在各种不同荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力。

11、岩体力学性质（2007）

岩体力学性质：岩体抵抗外力作用的能力。包括岩体的稳定性特征，强度特征和变性特征。

12、岩石的扩容（2007，2008）

岩体在荷载作用下,随着荷载增加产生微裂隙引起的非弹性体积膨胀的现象。或：岩石扩容是指在偏应力作用下，当应力达到某一定值时，岩石的体积不但不缩小反而增大的一种力学现象。

13、岩石的损伤破坏（2008）p463

在载荷作用下，由于岩石微观结构的缺陷引起材料或结构的劣化过程，称为岩石的损伤破坏。

14、岩石的碎胀性（2008）

岩石在一定轴向力作用下，岩石试件横向明显体积扩大膨胀破碎的性质。

15、岩石的变形（2008）p52

岩石在外力或其他物理因素（如温度、湿度）作用下发生形状或体积的变化。

二、简答题

1、简要说明岩石的水理性及其描述方法（2003）p27

岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括吸水性、透水性、软化性和抗冻性。

岩石的天然含水率：天然状态下岩石中水的质量m

w 与岩石的烘干质量m

的比值，

用百分数表示。

岩石的吸水性：是指岩石吸收水分的性能，取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭程度等，描述岩石吸水性的指标有吸水率、饱水率和饱水系数。

吸水率：岩石在常温常压下吸入水的质量与其烘干质量的百分比。

饱水率：岩石在强制状态下（高压或真空，煮沸），岩石吸入水的质量与岩样烘干质量的百分比值。

饱水系数：岩石吸水率与饱水率的百分比。

透水性：岩石能被水透过的性能。透水性的大小可用渗透系数来衡量，它主要取决于岩石中孔隙的大小，方向及相互连通情况。

软化性：岩石浸水后强度降低的性能。可用软化系数来衡量。软化系数指岩样在饱水状态的抗压强度与自然风干状态抗压强度的比值。

抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的性能，常用抗冻系数表示。抗冻系数指岩石试样在±的温度区间内，反复降温、冻结、融解、升温，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度的比值，用百分数表示，即

《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《岩石力学与工程》内容概要总结地应力是存在于地层中的为受工程扰动的天然应力。也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。地质软岩：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体的总称。工程软岩：工程力作用下能产生显著性变形的工程岩体。声发射：材料在受到外载荷作用时，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，发生声响。岩石岩石地下工程：地下岩石中开挖并临时获永久修建的各种工程。围岩：在岩石地下地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。锚喷支护：锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。边坡：岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。岩石：自然界各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。容重：岩石单位体积的重量。根据含水情况将岩石的容重分为天然容重、干容重、饱和容重。孔隙性：天然岩石中包含着数量不等、成因各异的孔隙和裂隙。孔隙率：指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。分为总孔隙率、总开孔隙率、大开孔隙率、小开孔隙率、和闭孔隙率。孔隙率愈大，岩石力学性能越差。水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质。包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。岩石强度：岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受的最大应力。单轴抗压强度：岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。岩石破坏形式：x状共轭斜面剪切破坏。这种破坏形式是最常见的破坏形式；单斜面剪切破坏。这两种破坏都是由于破坏面上的剪应力超过极限引起的。拉伸破坏：横向拉应力超过岩石抗拉极限引起的。流变破坏：岩石的三轴抗压强度：岩石在三向荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力。莫尔强度包络线：同一种岩石对应各种应力状态下破坏莫尔应力圆外公切线。直线型、抛物线型、双曲线型。点载荷试验：试验所获得的强度指标值可以用做岩石分级的一个指标。点载荷实验装置是便携式的，可带到岩土工程现场去做实验。点载荷试验对试件的要求不严格。缺点是要根据经

重庆大学流体力学课程试卷

重庆大学流体力学课程试卷 2005~2006学年第 2 学期开课学院：城环学院课程号：考试日期： 2006.7.3 考试方式：考试时间： 120 分钟 1.作用在流体上的力按作用方式分有：和力。 2．液体静力学基本方程p z c g ρ+=的几何意义为液体中任意两点的相等；则物理意义为。 3. 尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各个区域内影响沿程阻尼系数λ的因素不同，其中紊流光滑区影响λ的因素为，紊流粗糙区影响λ的因素为。 4．圆管均匀流中，切应力与点到管轴的距离r 成，管轴处切应力的值为。 5.管嘴出流的工作条件是：(1) 、(2) 。二、名词解释（共10分，每小题5分） 1. 理想流体模型 2. 临界水深三、计算题（共70分） 1. 如图所示，两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门，已知：圆柱体直径D=1m ，垂直于图面长L=1m ；左池敞口，水深H=6m ；右池密闭，h=1m ，。求：作用在圆柱体闸门题1图 2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l /s ，水塔距与水池液面高差H =20m ，吸水管长度l 1=200m ，管径d 1=250mm ，压力管长度l 2=600m ，管径d 2=200mm 。水泵真空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ 2 =0.02，各局部阻力系数分别为：1 2.5ξ=, 20.5ξ= 3 1.1ξ=，4=ξ管水头线。命题人：龙天渝组题人：审题人：命题时间：学院专业、班年级学号姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密

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

重庆大学流体力学考研学习指导

第一章绪论一、学习导引 1.主要概念质量力，表面力，粘性，粘滞力，压缩系数，热胀系数。注：（1）绝大多数流动问题中质量力仅是重力。其单位质量力F在直角坐标系内习惯选取为： F=（0，0，-g）（2）粘性时流动介质自身的物理属性，而粘滞力是流体在产生剪切流动时该属性的表现。 2.主要公式牛顿剪切公式：或：二、难点分析 1.用欧拉观点描述流体流动，在对控制体内流体进行表面力受力分析时，应包括所有各个可能的表面的受力。这些表面可能是自由面或与周围流体或面壁的接触面。 2.牛顿剪切公式反映的应力与变形率的关系仅仅在牛顿流体作所谓的纯剪切运动时才成立，对于一般的流动则是广义牛顿公式。三、典型例题例1-1. 一底面积为40cm345cm，高1cm的木块，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动。已知速度v=1/s，δ=1mm，求润滑油的动力粘滞系数。

解：设木块所受的摩擦力为T。 ∵木块均匀下滑, ∴ T - Gsinα=0 T=Gsinα=539.835/13=18.8N 又有牛顿剪切公式得： μ=Tδ/(Av)=18.830.001/(0.4030.4531)=0.105Pa2S 例1-2. 一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，椎体与固定壁间的距离δ =1mm，全部为润滑油（μ=0.1Pa2S）充满。当旋角速度ω=16s-1, 椎体底部半径R=0.3m，高H=0.5m时，求作用于圆锥的阻力矩。解：设圆锥体表面微元圆台表面积为ds，所受切应力为dT，阻力矩为dM。 ds=2πr(H2+R2)1/2dh 由牛顿剪切公式： dT=μ3ds3du/dy=μ3ds3ωr/δ dM=dT3r r=Rh/H 圆锥体所受阻力矩M： M=

重庆大学流体力学考研辅导班09笔记

2009年重庆大学流体力学辅导班笔记适用专业 .081403☆市政上程 .081404供热、供燃气、通风及空调上程 .081421★城市环境与生态上程(建筑环境与设备上程专业) .081421★城镇建设安全上程 .083001.☆环境科学 .083002☆环境工程注意事项: 1、考试试卷与答题纸是分开的，答题一律答到试卷上; 2、考试的时一候会给步骤分，所以答题不要怕麻烦，该写的不能省略; 3、题型:参照历年真题； 4、不要押题，猜题，笔记上讲过的题目并不是说要考的题目，主要掌握的还是方法，要想考高分一定要全全面复习，多做题目; 5、笔记中的章节结合教材《水力学》(修订版)严新华主编，科学技术文献出版社& 《流体力学学习辅导与习题精编》蔡增基主编，中国建筑工业出版社； 6、历年真题中的概念题反复出现，望重视，从历年考题的大题可以初步了解考试的重点;

2009年重庆大学流体力学辅导班笔记第一部分不考的内容《流体力学》龙天渝、蔡增基主编，中国建筑工业出版社2004年此书中打*的章节不考以下章节以《水力学(工程流体力学)》(修订版)严新华主编为准，具体考试内容后面笔记会详细涉及。第一章绪论 ●表面张力不考第二章水静力学 ●浮体、潜体不考，本章的一些证明不考(如压强公式的证明) 第三章一元恒定流动动力学 ●考试重点章节，动量方程为重点; ●恒定气体伯努利方程建环考，给排环境不考； ●恒定平面势流问题：关于应力和应变率的关系不考，关于微团的流动只需了解，需知道液体微团运动的意义，恒定平面势流中势流的叠加不考，流函数，势函数的关系重点(必考)。 ●不可压缩流体运动微分方程:方程的意义要会写，紊流的基本方程，

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。

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A卷 B卷开卷闭卷其他，

222 7.7kN()4 z H O H O D P V L πγγ=?=? ?=↑ 7.7kN()z P P ==↑过圆柱中心 2. 图示水泵给水系统，输水流量Q =100l/s ，水塔距与水池液面高差H=20m 水管长度l1=200m ，管径d1=250mm ，压力管长度l2=600m ，管径d2=200mm 空度为7.5m,吸水管与压力管沿程阻力系数分别为λ1=0.025，λ2=0.02，分别为： EMBED Equation.DSMT4 1 2.5ξ=, 20.5ξ= 2

f h g p z g p z ++ + =+ + 222 2 2 22 1 1 1υγ υγ 18 .908.96 .1902++=+ p p 2=9.8kN/m 2 （1分）控制体，受力分析如图：（2分）615.06.194 2.04 2 12 1=??= = ππp d P kN 308.08.94 2.04 2 22 2=??= = ππp d P kN （5分）列x 动量方程： ) 185.3185.3(1.01308.0615.0) (1221--??=-+--=-+=∑R Q R P P F x υυρ R=1.56kN 4. 已知：u x =-kx ， u y =ky ，求：1）加速度；2）流函数；3）问该流动是有涡流还是无涡流，若为无涡流求其势函数。（15分）解：加速度（4分） 22x y a k x a k y == 流函数ψ （4分） c kxy kydx dy kx dx u dy u y x +-=--=-=??ψ （4分） 000)( 5.0=-=??- ??=y u x u x y z ω 是无旋流（3分） C ky kx kydy xdx k dy u dx u y x ++-=+-=+=??2 2 5.05.0? 5．一梯形断面明渠均匀流动，已知：粗糙系数n=0.025，边坡系数m=1，渠底宽为b=10m ，水深h=2m ，渠底过流能力76.12=Q m 3/s 。求渠道的底坡i 。（10分）

完整版重庆大学岩石力学总结

比值。9岩石的水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括岩石的吸水性，透水性，软化性和抗冻性。 10 岩石的天然含水率w m w m w表示岩石中水的质量，岩石的烘干质量m rd m rd 11 岩石在一定条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性。它取决于岩石孔隙的数量，大小，开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率，饱和吸水率和饱水系数。岩石吸水率w a m o m dr. m dr为岩石烘干质量，m o为岩石浸 m dr 水48 小时后的总质量。 12岩石的饱水率是岩石在强制状态下（高压，真空或煮沸）岩石吸入水的质量与岩石烘干质量的比值。13岩石的透水性：岩石能被水透过

的性能。可用渗透系数衡量。主要取决于岩石孔隙的大小，方向及相互连通情况。q x k dh A K 为岩石的渗透系数，h 为 dx 水头的高度，Ａ为垂直于Ｘ方向的截面面积，qx 为沿Ｘ方向水的流量。透水性物理意义：是介质对某种特定流体的渗透能力，渗透系数的大小取决于岩石的物理特性和结构特征。 14岩石在反复冻融后强度降低的主要原因：１构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀缩不均而导致岩石结构的破坏。２当温度降到０℃以下时，岩石孔隙的水结冰，体积增大约％９，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变甚至破坏。15进行岩石强度实验选用的试件必须是完整岩块，而不应包含节理裂隙。16岩石强度指标值受下列因素影响：①试件尺寸②试件形状③试件三维尺寸比例④加载速率（加载速率越多，所测岩石强度指标值越高⑤湿度

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第1页共4页 A卷流体力学期末试卷B卷第1学期开课学院：课程号：考试日期：考试方式：开卷闭卷其他考试时间：120 分钟一、填空题（共20 分，每空 2 分） 1. 作用在流体上的力按作用方式分有：质量力和表面力。（4 分） p 2．液体静力学基本方程z c 的几何意义为液体中任意两点的测压 g 管水头相等；则物理意义为单位重量流体具有的位能不变。（4分） 3.尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各个区域内影响沿程阻尼系数的因素不同，其中紊流光滑区影响的因素为 Re ，紊流粗糙区影响的因素为 5 6 /d。（4分） H 4．圆管均匀流 3 l 2d 2 4 中，切应力与点到管 2 H z l 1d 1 轴的距离 r 成 1 正比，管轴处切应力的值为0。（4分） 5.管嘴出流的工作条件是：（1）作用水头 H0<9m 、(2)管嘴长度 l<3~4d。（4 分）二、名词解释（共10 分，每小题 5 分） 1.理想流体模型答：当流体粘性较小，忽略它对计算精度不产生影响，因而假定流体不具粘性，按理想流体计算，这个假定称理想流体模型。（5 分） 2.临界水深答：明渠流动中，流量一定，断面形式一定，相应于比能最小时的水深。（5 分）三、计算题（共70 分） 1.如图所示，两水池间的隔板处有一个圆柱体闸门，已知：圆柱体直径D=1m，垂直于图面长 L=1m；左池敞口，水深 H=6m；右池密闭， h=1m，且装有 U 形水银测压管，测压管读数 h 368mm 。求：作用在圆柱体闸门上的静水总压力。（15 分）解： 1)右液面压强水头：（ 5 分） h0水p0右 /水Hg h / 水 5.0mH 2O 故有：h h0水 6 H mH 2O 2)作用在圆柱体闸门上的静水总压力水平分力：（5分） P x0

(完整版)重庆大学流体力学课堂习题

一元流体动力学基础 1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kg /7.980，试求断面平均流速。解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kg ρ=?→// A Q v ρ= 得：s m v /0154.0= 2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v = 由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122= 3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求 (1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333== 质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程： 33223311,A v A v A v A v == 得：s m v s m v /5.2,/625.021== 4.设计输水量为h kg /1.2942的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。试确定管道直径，根据所选直径求流速。直径应是mm 50的倍数。解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1= 5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。试设计直径，根据所定直径求流速。直径规定为50 mm 的倍数。解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得：s m v /5.17= 6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。（1）试计算各测点到管心的距离，表为直径的倍数。（2）若各点流速为54321u u u u u ，，，，，空气密度为ρ，求

(完整版)重庆大学-博士、硕士岩石力学考题2

重庆大学二零零五年博士生（秋季）入学考试试题一、论述岩石的流变特性以及蠕变变形曲线特征。（20分）二、论述摩尔判据的基本内容，并简要评述摩尔判据的优缺点。（20分）三、什么是初始地应力？试论述初始地应力的成因及其分布规律。（20分）四、评述岩石在复杂应力条件下的的变形特性。（20分）五、论述在单轴压缩载荷作用时岩石试件的端部约束效应。（20分）重庆大学博士生入学考试试题答案

一、论述岩石的流变特性以及蠕变变形曲线特征（20分）所谓岩石的流变性质就是指岩石的应力-应变关系与时间因素有关的性质，包括蠕变、松弛与弹性后效三个方面。所谓蠕变是指当载荷不变时，变形随着时间而增长的现象；所谓松弛是指当应变保持不变时，应力随着时间增长而减小的现象；所谓弹性后效是指当加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。岩石的蠕变变形特性曲线可以通过单轴或三轴压缩、扭转或弯曲等蠕变实验来进行研究。实验表明，在恒定载荷作用下，只要有充分长的时间，应力低于或高于弹性极限均能产生蠕变现象。但在不同的恒定载荷下，变形随时间增长的蠕变曲线却有差异。岩石的蠕变曲线不仅与应力大小、性质及岩石种类有关、而且还与其所在的物理环境如温度、围压、湿度等因素有关，上图为岩石的一典型蠕变曲线。当在岩石试件上施加一恒定载荷，岩石立即产生一瞬时弹性应变ε e (OA段)。这种变形往往按声速完成，可以近似认为在t=0完成，其应变为ε e =σ/E。若载荷保持恒定且持续作用，应变则随时间缓慢地增长，进入到蠕变变形阶段，将蠕变变形一般可分成三个阶段：(1)第一蠕变阶段(AB段),也称过渡蠕变阶*段,在这个阶段内, 蠕变为向下弯曲的形状,也就是说曲线的斜率逐渐变小，若在这一阶段之中(曲线上某一点E)进行卸载，则应变沿着曲线EFG下降，最后应变为零、其中EF曲线为瞬时弹性应变之恢复曲线，而FG曲线表示应变随时间逐渐恢复为零；(2)第二蠕变阶段(BC段), 也称稳定蠕变阶段，蠕变变形曲线近似一倾斜直线，即蠕变应变率保持常量，一直持续到C点。若在这一阶殷中进行卸载，则应变沿曲线HIJ逐渐恢复趋近于一渐近线，最后保留一定永久应变;(3)第三蠕变阶段(CD段),也称加速蠕变阶段，应变率由C点开始迅速增加，达到D点，岩石即发生破坏，这一阶段完成时间较短，严格地说，这一阶段可分为两个区间：即发育着延性变形但尚未引起破坏的阶段(CP段)和微裂隙剧烈发展导致变形剧增和引起破坏的阶段(PD段)，它相当于褶皱形成后的断裂形成阶段。同一种岩石，其载荷值越大，在第二阶段持续的时间也就越短，第三阶段破坏出现也就越快。在载荷很大的情况下，几乎加载之后立即产生破坏。一般中等载荷，所有的三个蠕变变形阶段表现得十分明显。任何一个蠕变变形阶段的持续时间，都取决子岩石类型、载荷值及温度等因素。二、论述摩尔判据的基本内容，并简要评述摩尔判据的优缺点（20分）。摩尔假定是摩尔于1900年提出的一种剪切破坏理论，该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起，并提出当剪切破坏在一平面上发生时，该破坏平面上的法向应力σ和剪应力τ由材料的函数特征关系式联系： |τ|=f（σ）按摩尔假定可以看出：①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的，周向应力越高破坏强度越大； ②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关，而与中间主应力无关；③三向等压条件下，摩尔应力圆是法向应力σ轴上的一个点圆，不可能与摩尔包络线相切，因而岩石也不可能破坏；④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合，而是取决于其极限摩尔应力圆与摩尔包络线相切处切点的位置，这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关，也与破裂面上出现的法向正应力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。摩尔判据的优点是：①在判断复杂应力状态下岩石是否发生破坏以及破坏面的方向时，很简单，也很方便；②能比较真实地反映岩石的抗剪特性；③可以解释为什么在三向等拉时会发生破坏，而在三向等压时不会发生破坏。但其缺点是：①只考虑了最大主应力和最小主应力对岩石破坏强度的影响，而忽略了中间主应力的作用，实验表明中间主应力对岩石破坏强度是有一定程度影响的；②摩尔判据不适用于含有结构面的岩石试件，尽管岩石中的结构面会严重地影响岩石试件的破坏强度；③摩尔判据只适用于剪切，对受拉区研究不够充分，不适于膨胀或蠕变破坏。三、什么是初始地应力？试论述初始地应力的成因及其分布规律（20分）。回答要点：初始地应力初始地应力是指未受到任何工程扰动的岩体在天然状态下所具有的内应力，主要由岩体自重及地质构造作用所引起，地形、地质构造、地震力、水压力、热应力等也会在一定的时间和空间范围内一定程度上影响到岩体中的初始地应力。

高等岩石力学试题答案(2012)

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：

岩石力学总结

第一章岩块：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结构面：是指地质历史发展过程中，在岩体内部形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。（结构面根据地质成因不同分为原生，构造和次生结构面）（结构面对工程岩体的完整性、渗透性、物理力学性质及盈利传递等都有显著地影响）岩体：是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存予一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。第三章渗透系数的物理意义是介质对某种特定流体的渗透能力，岩石的参透系数表征的就是岩石对水的渗透能力，其取决于岩石的物理性质和结构特征例如岩石中孔隙和裂隙的大小岩石遇水后体积增大的特性成为岩石的膨胀性岩石的膨胀性大小主要通过膨胀力和膨胀率两个指标来体现，测定方法由平衡加压法，压力恢复法和加压膨胀法第四章弹性指物体在外力作用下发生变形，而当撤除外力后能够恢复原状的性质（线性，非线性）塑性是指物体在外力的作用下发生不可逆变形的性质脆性是指物体在力的作用下变形很小时即发生破坏的性质延性是指物体在力的作用下破坏前能够发生大量的应变的性质，其中主要是塑性变形黏性指的是在力的作用下物体能够抑制瞬间变形，使变形因时间效应而滞后的性质岩石单轴压缩试验的目的：通过测定岩石试件在单轴压缩应力条件下的应变值，绘制应力-应变曲线，分析岩石的变形特性，并计算岩石的变形指标岩石的应变可分为三种：轴向应变εa(试样沿压力方向长度的相对变化)、横向应变εc（试样在垂直于压力的方向上长度的相对变化）和体应变εv（试样体积的相对变化）岩石典型的全应力-应力曲线：1.微裂隙闭合阶段（OA段）2.弹性变形至微破裂稳定发展阶段（ABC 段）3.裂隙非稳定发展和破坏阶段（CD段）4.破坏后阶段（D点以后）岩石典型的全应力-应力曲线决定于岩石的矿物质成分和结构特征岩石记忆：逐级一次循环加载条件下，其盈利-应变曲线的外包线与连续加载条件下的曲线基本一致，说明加、卸过程并未改变岩石变形的习性，这种现象成为~ 回滞环：每次加荷、卸荷曲线都不重合，且围成一环形面积，成为~ 疲劳强度：岩石的破坏产生在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程交点处。这时的循环加、荷试验所给定的应力，成为疲劳强度。岩石流变力学特性主要包括以下几个方面：（1）蠕变现象：当应力保持恒变时，应变随时间逐渐增长的过程（2）应力松弛：当应变保持恒定时，应力随时间逐渐减小的过程（3）流动特征：时间一定时，应变速率与应力大小的关系（4）长期强度：在长期何在持续作用下岩体的强度蠕变是指岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质蠕变分为稳定蠕变和非稳定蠕变稳定蠕变型是岩石在较小的恒定应力作用下，变形随时间增加到一定程度后就趋于稳定，最后变形保持一个常数，不在随时间增大。非稳定蠕变型是岩石承受的恒定荷载比较大，当超过某一临界值时，变形随时间的增加不仅不会保持常数，反而变形速率逐渐增加，最终导致岩体的整体失稳破坏了一个典型的非稳定型蠕变曲线分为瞬间弹性变形阶段、一次蠕变阶段、二次~、三次~ 岩石的强度是指岩石对荷载的抗力，或者成为岩石抵抗破坏的能力岩石的强度有：抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。抗剪强度又有抗剪断强度，抗切强度和弱面的剪切强度三种。岩石的破坏形式：脆性、延性、弱面剪切破坏岩石的抗压强度是指岩石试件在单轴压力作用下，抵抗破坏的极限能力，他在数值上等于破坏时的最大压应力

高等岩石力学练习题详解

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。

(完整版)重庆大学岩石力学往年题

这是我自己搜集的，答案可能不全，仅供参考。 1. 试论述岩石的水理性岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。 A 天然含水率天然状态下岩石中水的质量m w 与岩石的烘干质量m dr 的比值，称为岩石的天然含水率，以百分率表示，即： %100?= dr m m ω ? B 吸水性定义：岩石在一定条件下吸收水份的性能。影响因素：孔隙的数量、大小、开闭程度和分布情况等。表征岩石吸水性指标吸水率、饱和吸水率、饱水系数。（1）吸水率a ω是岩石在常压下吸入水的质量与其烘干质量dr m 的比值，即 %1000?-= dr dr a m m m ω 式中，0m 为烘干岩样浸水48小时后的总质量。（2）饱和吸水率是岩石在强制状态下岩石吸入水的质量与岩样烘干质量的比值，即 %100?-= dr dr sa sa m m m ω 式中，sa ω为岩石的饱和吸水率；dr m 为真空抽气饱和或煮沸后之间的质量（kg ）。（3）饱水系数w k 是指岩石吸水率与饱和率的比值，即 %100?= sa a w k ωω C 透水性透水性：岩石能被水透过的性能达西定律：当地下水沿着岩石中的孔隙或裂隙流动时，其水流速度与水力梯度成正比，即 dl dh k l h h K -=?--=12ν D 软化性定义：岩石浸水后强度降低的性能软化系数：c cw c σση= 式中：c η为岩石的软化系数 cw σ为饱水岩样的抗压强度(MPa) c σ为自然风干岩样的抗压强度(MPa) E 抗冻性定义：岩石抵抗冻融破坏的性能，岩石的抗冻性常用抗冻系数来表示。抗冻系数： %100?-= c cf c f c σσσ 式中，f c 为岩石的抗冻系数，c σ为岩石动容钱的抗压强度（kpa ）。cf σ为岩样冻融后的抗压强度（kpa ）。 2.论述影响岩石力学性质的主要因素（A ）水对岩石力学性质的影响地下水包括结合水和重力水。对岩石力学性质影响的5个方面：连接作用、润滑作用、水楔作用、孔隙压力作用、溶蚀及潜蚀作用（B ）温度对岩石力学性质的影响随着温度的增高，岩石的延性加大，屈服点降低，峰值强度也降低。（C ）加载速度对岩石力学性质的影响随着加荷速度的降低，岩石的延性加大，屈服点降低，峰值强度也降低。（D ）围压对岩石力学性质的影响随着围压的增高，岩石的延性加大，屈服点增加，峰值强度也增加。（E ）风化对岩石力学性质的影响主要表现在以下3个方面：产生新的裂隙、矿物成分发生变化、结构和构造发生变化 3.试论述岩体中的初始地应力及分布规律 a.定义：地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。 b.组成：自重应力、构造应力、热应力、地震应力、扰动应力 c. 地应力的成因大陆板块边界受压、地幔热对流、地心引力、岩浆侵入、地温梯度、地表剥蚀等引起的地应力场。 d.地应力分布的基本规律（归纳） 1)地应力是一个具有相对稳定的非稳定应力场，它是时间和空间的函数 2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量 3)水平应力普遍大于垂直应力

(完整版)重庆大学岩石力学总结

重庆大学岩石力学总结第一章 1 岩石中存在一些如矿物解理，微裂隙，粒间空隙，晶格缺陷，晶格边界等内部缺陷，统称微结构面。 2 岩石的基本构成是由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定。 3 岩石的结构是指岩石中矿物颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小，形状，排列，结构连接特点及岩石中的微结构面。其中以结构连接和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。 4岩石中结构连接的类型主要有两种：结晶连接，胶结连接。 5 岩石中的微结构面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。 6 矿物的解理面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。 7 岩石的物理性质是指由岩石固有的物质组成和结构特征所决定的比重，容重，孔隙率，岩石的密度等基本属性。 8 岩石的孔隙率是指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值。 9岩石的水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括岩石的吸水性，透水性，软化性和抗冻性。 10 岩石的天然含水率rd w m m w = w m 表示岩石中水的质量，岩石的烘干质量rd m 11 岩石在一定条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性。它取决于岩石孔隙的数量，大小，开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率，饱和吸水率和饱水系数。岩石吸水率dr dr o a m m m w -=. dr m 为岩石烘干质量，o m 为岩石浸水48小时后的总质量。 12 岩石的饱水率是岩石在强制状态下（高压，真空或煮沸）岩石吸入水的质量与岩石烘干质量的比值。 13岩石的透水性：岩石能被水透过的性能。可用渗透系数衡量。主要取决于岩石孔隙的大小，方向及相互连通情况。A dx dh k q x = K 为岩石的渗透系数，h 为水头的高度，Ａ为垂直于Ｘ方向的截面面积，qx 为沿Ｘ方向水的流量。透水性物理意义：是介质对某种特定流体的渗透能力，渗透系数的大小取决于岩石的物理特性和结构特征。 14 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因：１构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀缩不均而导致岩石结构的破坏。２当温度降到０℃以下时，岩石孔隙的水结冰，体积增大约％９，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变甚至破坏。 15 进行岩石强度实验选用的试件必须是完整岩块，而不应包含节理裂隙。 16 岩石强度指标值受下列因素影响：①试件尺寸②试件形状③试件三维尺寸比例④加载速率（加载速率越多，所测岩石强度指标值越高⑤湿度

[考研类试卷]2009年重庆大学研究生入学考试(流体力学)真题试卷.doc

[考研类试卷]2009年重庆大学研究生入学考试（流体力学）真题试卷一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。 1 粘性流体静止时__________(有，无)切应力，因为__________。理想流体运动时__________(有，无)切应力，因为__________。 2 直角坐标系下的流线方程为：__________。当流动__________时，流线和迹线相同。 3 连续方程、动量方程和能量方程是分别根据__________、__________和 __________定律导出的；伯努利方程是由__________方程沿流管(流线)积分所得。 4 粘性流体运动的雷诺数Re=__________，雷诺数的物理意义是__________。 5 按从大到小的顺序写出边界层三种厚度：__________，__________， __________。 6 已知不可压流场在X方向的速度分量为u=a(x2-y2)，Z方向的速度分量为w=b，a 和b均为常数，试根据连续方程求Y方向的速度分量。 7 如图附录4—1所示，水从圆形喷管水平射出到一块垂直方向的平板上，然后按相同的速度大小和流量分别沿上下方向流走。已知需要固定平板的力F的大小是70N，假设流动为一维、定常、无摩擦流动。求： (1)喷管出口速度V2。(2)质量流量。(3)水银压力计的计数h。(0℃水的密度ρwater=1000kg／m3，水银的密度 ρmercury=13550kg／m3)

8 考虑两个平行平板之间的粘性不可压缩流体的运动，流体动力粘性系数为μ。设两板为无限平面，间距为2h。下板不动，上板以均匀速度U沿如图附录4—2所示 X方向运动。设沿流向压力梯度为常数，运动定常，流体所受外力不计。求：(1)平板间的速度分布u(y)。 (2)压力梯度满足什么条件时，两平板之间的总流量为 0。

重庆大学博士研究生试题岩石力学2006年春

一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容。（20分）二. 论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义。（20分）三. 论述影响岩石力学性质的主要因素。（20分）四. 什么是岩石的水理性？如何描述岩石的水理性？（20分）五. 什么是岩石的应力-应变全过程曲线，研究应力-应变全过程曲线的意义是什么？（20分）

一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容该准则是1773年由库仑引入的，他认为趋于使一平面产生破坏的剪应力受到材料的内聚力和乘以常数的平面的法应力的抵抗，即 |τ| = S 0 + μσ 其中，σ和τ是该破坏平面的法向应力和剪应力，S 0可以看作是材料的固有剪切强度的常数，μ是材料的内摩擦系数的常数。根据该理论可以推论出，当岩石发生破坏时所产生的破裂面将有两个可能的共轭破裂面，且均通过中间主应力的方向，并与最大主应力方向成夹角(φπ2 141-)，这里的内摩擦角μφ1tan -=。莫尔假定是莫尔于1900年提出的一种剪切破坏理论，该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起，并提出当剪切破坏在一平面上发生时，该破坏平面上的法向应力σ和剪应力τ由材料的函数特征关系式联系： |τ| = f （σ）按莫尔假定可以看出：①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的，周向应力越高破坏强度越大；②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关，而与中间主应力无关；③三向等压条件下，莫尔应力圆是法向应力σ轴上的一个点圆，不可能与莫尔包络线相切，因而岩石也不可能破坏；④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合，而是取决于其极限莫尔应力圆与莫尔包络线相切处切点的位置，这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关，也与破裂面上出现的法向正应力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。总之，莫尔假定考虑了岩石的受力状态、周向应力约束的影响和岩石的本身性能，能较全面的反映岩石的破坏强度特征，但该假定忽视了中间主应力对岩石破坏强度的影响，而事实证明中间主应力对其破坏强度是有一定程度影响的。二. 论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义在关于岩石破裂的所有讨论中，破裂面的性质和描述是最重要的，出现的破裂类型可用下图中岩石在各种围压下的行为来说明。在无围压受压条件下，观测到不规则的纵向裂缝[见图(a)]，这个普通现象的解释至今仍然不十分清楚；加中等数量的围压后，图(a)中的不规则性态便由与方向倾斜小于45度角的单一破裂面所代替[图(b)]，这是压应力条件下的典型破裂，并将其表述为剪切破坏，它的特征是沿破裂面的剪切位移，对岩石破裂进行分类的Griggs 和Handin(1960)称它为断层；因为它符合地质上的断层作用，后来有许多作者追随着他们；然而，更可取的似乎是限制术语断层于地质学范围，保留术语剪切破裂于试验范围更好；如果继续增加围压，使得材料成为完全延性的，则出现剪切破裂的网格[图(c)]，并伴有个别晶体的塑性。破裂的第二种基本类型是拉伸破裂，它典型地出现于单轴拉伸中，它的特征是明显的分离，而在表面