煤系地层常见岩石力学参数

煤系地层常见岩石力学参数
煤系地层常见岩石力学参数

常见岩层力学参数

常见岩层力学参数分类汇总

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

岩石力学参数测试

3.2 侏罗系煤岩层物理力学性质测试 3.2.1试验仪器及原理 本试验采用电子万能压力试验机(图3.24)对侏罗系、石炭系岩石试样进行抗压强度、抗拉强度以及抗剪强度的测定。 (a) 电子万能压力试验机 (b) 单轴抗压强度测试 (c) 抗拉强度测试 (d) 抗剪强度测试 图3.24 岩石力学电子万能压力试验机及试验过程 (1) 岩石抗压强度测定: 单轴抗压强度的测定:将采集的岩块试件放在压力试验机上,按规定的加载速度(0.1mm/min)加载至试件破坏。根据试件破坏时,施加的最大荷载P ,试件横断面A 便可计算出岩石的单轴抗压强度S 0,见式(3.1)。 S 0= P A (3.1) 一般表面单轴抗压强度测定值的分散性比较大,因此,为获得可靠的平均单轴抗压强度值,每组试件的数目至少为3块。 (2) 岩石抗拉强度的测定: 做岩石抗拉试验时,将试件做成圆盘形放在压力机上进行压裂试验,试件受集中荷载的作用,见式(3.2)。

S t = 2P DT π (3.2) 式中:S t ——岩石抗拉强度 MPa ; P ——岩石试件断裂时的最大荷载,KN ; D ——岩石试件直径; T ——岩石试件厚度。 为使抗拉强度值较准确,每种岩石试件数目至少3块。 (3) 岩石抗剪强度测定: 将岩石试件放在两个钢制的倾斜压模之间,然后把夹有试件的压模放在压力实验机上加压。当施加荷载达到某一值时,试件沿预定的剪切面剪断,见式(3.3)。 sin cos n T P A A N P A A τασα? = =? ??? ==?? (3.3) 式中:P ——试件发生剪切破坏时的最大荷载; T ——施加在破坏面上的剪切力; N ——作用在破坏面上的正压力; A ——剪切破坏面的面积; τ——作用在破坏面上的剪应力; n σ——作用在破坏面上的正应力; α——破坏面上的角度。 每组取3块试件,变换不同的破坏角,根据所得的数值,便可在στ-坐标系上画出反映岩石发生剪切破坏的强度曲线。并可求出反映岩石力学性质的另外两个参数:粘聚力c 及内摩察角?。 3.2.2 标准岩样加工 根据需要和所在矿的条件,在晋华宫矿12#煤层2105巷顶板钻取岩样,钻孔长度约22m ,在。根据各段岩心长度统计结果,晋华宫矿顶板岩层的RQD 值为72.4%,围岩质量一般。 岩心取出后,随即贴上标签,用透明保鲜袋包好以防风化,之后装箱,托运到实验室,经切割、打磨、干燥制成标准的岩石试样,岩样制作过程见图3.25。

岩体力学计算题

计算题 四、岩石的强度特征 (1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中,采用的立方体岩石试件的边长为5cm ,一组平行试验得到的破坏荷载分别为16.7、17.2、17.0kN ,试求其抗拉强度。 解:由公式σt =2P t /πa 2=2×P t ×103/3.14×52×10-4=0.255P t (MPa) σt1=0.255×16.7=4.2585 σt2=0.255×17.2=4.386 σt3=0.255×17.0=4.335 则所求抗拉强度:σt ==(4.2585+4.386+4.335)/3=4.33MPa 。 解:因为K =0.96 ,P t 、D 为上表数据,由公式σt =KI s =KP t /D 2代入上述数据依次得: σt =8.3、9.9、10.7、10.1、7.7、8.7、10.4、9.1。 求平均值有σt =9.4MPa 。 (3) 试导出倾斜板法抗剪强度试验的计算公式。 解: 如上图所示:根据平衡条件有: Σx=0 τ-P sin α/A -P f cos α/A =0 τ=P (sin α- f cos α)/A Σy=0 σ-P cos α-P f sin α=0 σ=P (cos α+ f sin α) 式中:P 为压力机的总垂直力。 σ为作用在试件剪切面上的法向总压力。 τ为作用在试件剪切面上的切向总剪力。 f 为压力机整板下面的滚珠的磨擦系数。 α为剪切面与水平面所成的角度。 则倾斜板法抗剪强度试验的计算公式为: σ=P (cos α+ f sin α)/A τ=P (sin α- f cos α)/A

(4) 倾斜板法抗剪强度试验中,已知倾斜板的倾角α分别为30o、40o、50o、和60o,如果试样边长为5cm,据经验估计岩石的力学参数c =15kPa ,φ=31o,试估计各级破坏荷载值。(f =0.01) 解:已知α分别为30o、40o、50o、和60o,c =15kPa ,φ=31o,f =0.01, τ=σ tg φ+c σ=P (cos α+ f sin α)/A τ=P ( sin α- f cos α)/A P ( sin α- f cos α)/A = P (cos α+ f sin α) tg φ/A +c ( sin α- f cos α)= (cos α+ f sin α) tg φ+cA /P P =cA /[( sin α- f cos α)- (cos α+ f sin α) tg φ] 由上式,代入上述数据,计算得: P 30=15(kN/mm 2)×25×102(mm 2)/[( sin30 - 0.01×cos30) - (cos30 + 0.01×sin30) tg31] α sin α cos α ( sin α- f cos α) (cos α+ f sin α) (cos α+ f sin α) tg φ P 30 0.5 0.866025 0.49134 0.873751 0.525002 -111.4 40 0.642788 0.766044 0.635127 0.772522 0.464178 21.93638 50 0.766044 0.642788 0.759617 0.647788 0.38923 10.12456 60 0.866025 0.5 0.861025 0.5 0.30043 6.68932 把(2)代入(1)式化简得:φφ σsin 1cos 2+=c t (3) ΔAO 2D ≌ΔAOC 得:

岩石力学作业

岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么? 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类,各有什么特点? 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些? 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释:孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别?岩石颗粒间的联结有哪几种? 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么? 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3,比重,天然含水量,试计算该岩样的孔隙率n,干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些? 2.6 岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。 2.7 什么是岩石的全应力-应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普通材料试 验机不能得出岩石的全应力-应变曲线? 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量?

2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化? 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系? 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的?它在分析岩石的力学特征上有何意义? 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛? 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段?各阶段有何特点? 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征? 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系? 2.20 请根据坐标下的库仑准则,推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式,式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验,当压应力达到100MPa时即发生破坏,破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则),试计算: 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。

岩石力学计算题

第2章 岩石物理力学性质 例:某岩样试件,测得密度为1.9kg/cm3,比重为2.69,含水量为29%。试求该岩样的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容量。 解:孔隙比:83.019 .1) 29.01(69.21) 1(=-+= -+?= γ ωεd v 孔隙度:%3.45%10083 .0183 .0%1001=?+=?+= v v n εε 饱和度:%9483 .0% 2969.2=?==εωG S r 干容重:)/(47.183 .0169.213cm g d =+=+?= εγ 例 某岩石通过三轴试验,求得其剪切强度c=10MPa ,υ=45°,试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。 解:由 例 大理岩的抗剪强度试验,当σ1n=6MPa, σ2n=10MPa ,τ1n=19.2MPa, τ2n=22MPa 。该岩石作三轴抗压强度试验时,当σa=0,则Rc=100MPa 。求侧压力 σa=6MPa 时,其三轴抗压强度等于多少? 解:(1)计算内摩擦角υ φστtg C n n 11+= (1) φστtg C n n 22+= (2) 联立求解: 021212219.2 0.735106 n n n n tg ττφφσσ--= ==?=-- (2)计算系数K : 7.335sin 135sin 1sin 1sin 10 =-+=-+=φφK (3)计算三轴抗压强度: 0100 3.7612.22C a S S K MPa σ=+=+?= 第3章 岩石本构关系与强度理论 例:已知岩石的应力状态如图,并已知岩石的内聚力为4MPa ,内摩擦角为35°。求: (1)各单元体莫尔应力圆,主应力大小和方向; (2)用莫尔库仑理论判断,岩石是否发生破坏

最新常见岩石力学参数

几种常见岩石力学参数汇总 2010年9月2日 参考资料:《构造地质学》,谢仁海、渠天祥、钱光谟编,2007年第2版,P25-P37。 1.泊松比的变化范围: 2.弹性模量的变化范围:

3.常温常压下强度极限: 4.内摩擦角和内聚力的变化范围: 一、课程名称:中国戏曲介绍课时:2个学时 二、背景分析:戏曲是中国文化的瑰宝,同学们对中国戏曲 还不够了解,不能经常接触戏曲。 三、教学内容:中国戏曲 四、教学目标:初步了解中国戏曲的相关知识,并学会哼唱具有代表性的戏曲,简要说出

他们的起源 五、教学过程: 【引入课程】1、先介绍董永和七仙女的故事,然后放[天仙配],为讲戏曲作铺垫,将同学们带入戏曲的氛围中 【初步了解】1、介绍戏曲相关知识中国戏曲主要是由民间歌舞、说唱和滑稽戏三种不同艺术形式综合而成。它起源于原始歌舞,是一种历史悠久的综合舞台艺术样式。经过汉、唐到宋、金才形成比较完整的戏曲艺术,它由文学、音乐、舞蹈、美术、武术、杂技以及表演艺术综合而成,约有三百六十多个种类。它的特点是将众多艺术形式以一种标准聚合在一起,在共同具有的性质中体现其各自的个性。[1]中国的戏曲与希腊悲剧和喜剧、印度梵剧并称为世界三大古老的戏剧文化,经过长期的发展演变,逐步形成了以“京剧、越剧、黄梅戏、评剧、豫剧”五大戏曲剧种为核心的中华戏曲百花苑。[2-5]中国戏曲剧种种类繁多,据不完全统计,中国各民族地区地戏曲剧种约有三百六十多种,传统剧目数以万计。其它比较著名的戏曲种类有:昆曲、粤剧、淮剧、川剧、秦腔、晋剧、汉剧、河北梆子、河南坠子、湘剧、黄梅戏、湖南花鼓戏等。放[刘海砍樵] 2、戏曲行当 生、旦、净、丑各个行当都有各自的形象内涵和一套不同的程式和规制;每个都行当具有鲜明的造型表现力和形式美。 3、艺术特色 综合性、虚拟性、程式性,是中国戏曲的主要艺术特征。这些特征,凝聚着中国传统文化的美学思想精髓,构成了独特的戏剧观,使中国戏曲在世界戏曲文化的大舞台上闪耀着它的独特的艺术光辉。 4、唱腔 第一种是抒情性唱腔,其特点为速度较缓慢,曲调婉转曲折,字疏腔繁,抒情性强。它宜于表现人物深沉而细腻的内心感情。许多剧种的慢板、大慢板、原板、中板均厉于这-类。放[女驸马] 第二种是叙事性唱腔,其特点为速度中等,曲调较平直简朴,字密腔简,朗诵性强。它常用于交代情节和叙述人物的心情。许多剧种的二六、流水等均属于这一类。放[花木兰] 第三种是戏剧性唱腔,其特点为曲调的进行起伏较大,节奏与速度变化较为强烈,唱词的安排可疏可密。它常用于感情变化强烈和戏剧矛盾冲突激化的场合。各戏剧中的散板、摇板等板式曲调都属于这一类。 5、国五大戏曲剧种

煤系地层常见岩石力学参数

常见岩层力学参数

11 细砂岩2800 28.85 16.04 12.02 0.20 3.47 43 4.96 5-2煤1410 2.12 1.73 0.82 0.30 0.18 20 0.2 细砂岩2597 27.00 15.28 11.2 0.21 3.1 42 3.48 5-1煤1410 2.12 1.73 0.82 0.30 0.18 20 0.2 细砂岩2586 33.40 18.02 14.02 0.19 3.8 43 5.13 砂质泥岩2520 7.88 4.9 3.2 0.23 1.18 35 1.8 泥岩2567 6.90 4.3 2.8 0.23 0.7 30 1.68 4-1煤1460 2.43 2.12 0.93 0.31 0.5 24 0.35 泥岩2463 6.39 3.94 2.6 0.23 0.68 30 0.98 底板岩层2463 6.39 3.94 2.6 0.23 0.68 30 0.98 砂岩2650 4.35 2.9 1.74 0.25 9.5 41 4.21 7煤1400 1.49 2.08 0.54 0.38 1.2 20 0.64 砂质泥岩2550 3.45 2.61 1.35 0.28 7.6 30 3.0 砂岩2690 5.61 3.35 2.3 0.22 10.7 41 4.96 9煤1400 1.49 2.08 0.54 0.38 1.2 20 0.64 砂岩2650 4.76 3.05 1.92 0.24 10.2 40 4.8 砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.5 0.28 7.8 32 3.65 石灰岩2800 10.69 5.57 4.53 0.18 11.4 38 6.7 砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.5 0.28 7.8 32 3.65 石灰岩2800 10.69 5.57 4.53 0.18 11.4 38 6.7

岩石力学与工程典型题解

绪论典型题解 1.1岩石和岩体的概念有何不同? 答:所谓岩石是由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;所谓岩体是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。岩石就是指岩块,在一般情况下,不含有地质结构面。 1.2在力学性质上,岩体具有什么特征? 答:岩体具有不连续性、各向异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子这五条特征。 ------------------------------------------------------------------- 岩石和岩体的基本物理力学性质 典型题解 2.1某岩石试件,测得容重3/9.1cm kg =γ,比重△=2.69,含水量%29=d ω,试求该岩样的孔隙比v ε,孔隙度n ,饱和度r S 和干容重d γ。 解:孔隙比:83.019 .1) 29.01(69.21) 1(=-+= -+?= γ ωεd v 孔隙度:%3.45%10083 .0183 .0%1001=?+=?+= v v n εε 饱和度:%9483 .0% 2969.2=?= =ε ω G S r 干容重:)/(47.183 .0169 .213cm g d =+=+?= εγ 上述指标,也可利用三相图进行计算,若从以知条件V ω γ= 入手,则可先假 设V=1,然后推算出三相重量及体积,按各物理指标的定义,即可将各指标求得: 设31cm V =,则按容重定义:g V W 9.1=?=γ 按含水量定义:s s d W V W 29.0==γωω 按三相图: W W W s =+ω 即 : 9.129.0=+s s W W 故: g W s 47.129 .19 .1== g W W W s 43.047.19.1=-=-=ω

《岩石力学》考研计算题

3.1 某均质岩体的纵波波速是,横波波速是,岩石容重,求岩体的动弹性模量,动泊松比和动剪切模量。 解:弹性理论证明,在无限介质中作三维传播时,其弹性参数间的关系式如下: 动泊松比 动弹性模量 动剪切模量G,按公式 计算题(普氏理论,次生应力) 1抗拉强度的公式是什么?巴西法p41. St=2P/πD·t=0.636P/D·t P-劈裂载荷 D、t-试件直径、厚度 2将岩石试件单轴压缩压应力达到120MPa时,即破坏,破坏面与最大主应力方向夹角60 度,根据摩尔库伦准则计算1岩石内摩擦角2正应力为零时的抗剪强度(就是求C) α=45°+ψ;τ=C+fσ=C+σtanψ增加公式Sc=2Ccosψ/(1 - sinψ) 3计算原岩自重应力的海姆假说和金尼克假说的内容?和各自的公式?p85 海姆假说:铅垂应力为上覆掩体的重量,历经漫长的地质年代后,由于材料的蠕变性及地下水平方向的约束条件,导致水平应力最终与铅垂应力相均衡。 公式:σ1=σ2=σ3=ρgz=γz 金尼克假说:铅垂应力仍是自重应力σz=γz,而水平方向上,均质岩体相邻微元体相互受到弹性约束,且机会均等,故由虎克定律应有εx=[σx-ν(σy+σz)]/E=0 εy=[σy-ν(σx+σz)]/E=0,得到自重力的水平分量为σx=σy=νγz/(1-ν)

例题 求在自重作用下地壳中的应力状态:如果花岗岩,泊松比,则一公里深度以下的应力 是多少? 解:因为地壳厚度比地球半径小的多。在局部地区可以把地表看作一个半平面,在水平方向为,深度也无限。现考 虑地面下深度Z 处的一个微小单元体。它受到在它上边岩、土体重量的压力。在单位面积上,这个重量是 , 其中, 是它上面物体的体积,是物理单位体积的重量,因此: 如果单元体四周是空的,它将向四周膨胀,当由于单元体四周也都在自重作用下,相互作用的影响使单元体不能向四周扩张。即 ; 解之,则得: 对于花岗岩,,一公里深度以下的应力为: 由此可见,深度每增加一公里,垂直压力增加 ,而横向压力约为纵向压力的三分之一。 绪论典型题解 1.1岩石和岩体的概念有何不同? 答:所谓岩石是由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;所谓岩体是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。岩石就是指岩块,在一般情况下,不含有地质结构面。 1.2在力学性质上,岩体具有什么特征? 答:岩体具有不连续性、各向异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子这五条特征。 ------------------------------------------------------------------- 岩石和岩体的基本物理力学性质典型题解 2.1某岩石试件,测得容重3 /9.1cm kg =γ,比重△=2.69,含水量%29=d ω,试求该岩样的孔隙比v ε,孔隙度n ,饱和度r S 和干容重d γ。 解:孔隙比:83.019 .1) 29.01(69.21) 1(=-+= -+?= γ ωεd v

最新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………………………………… 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)

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

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;

岩体力学参数确定的方法

岩体力学参数的确定方法 在岩石工程实践中,首先需要了解其研究对象———工程岩体的力学特性,确定其特性参数。力学参数的合理确定在岩石力学的研究和发展过程中始终是难题之一。在应用工程力学领域, 如果原封不动地借用经典理论力学的连续性假设和定义,会出现理解上的毛病。必须考虑假设的合理使用范围和各物理量的适用定义。本文就地下岩体工程根据侧重的点不同对岩体参数的确定方法进行探讨。 一.传统岩体参数的确定方法 地下巷道、硐室开挖后,围岩产生应力重分异作用,径向应力减少,切向应力增加,并且随着工程不断推进,岩体应力状态不断改变。巷道、硐室围岩处于“三高一扰动”条件下,岩体表现的力学特性是破坏条件下的稳定失稳再平衡过程。围岩体处于一种拉压相间出现的复杂应力状态。该类工程岩体的力学参数的确定要进行岩体的卸荷试验研究,且要依据现场工程实际条件进行卸荷条件下的应力、渗流与温度三场耦合试验研究。需要进行循环加卸载条件下的岩体力学特性研究,进而获得岩体的力学参数特征。 确定地下巷道、硐室工程岩体力学参数的方法为: (1)三轴应力状态下的卸荷三场耦合力学试验,获得有关参数; (2)进行岩体流变特性试验研究,获得有关岩体的流变参数。 目前在该领域要进行大量的工作,包括设备仪器的研制等,同时还要利用新的计算机技术才会实现。 二.建立力学模型确定岩体力学参数

建立工程岩体力学参数模型主要是解决复杂岩体力学参数确定的问题。要确定复杂岩体的力学参数需要把工程岩体看作具有连续性的模型,运用确定岩体力学参数的新方法,对含层状斜节理的岩体建立力学模型进行力学实验,从而确定了该岩体的各项基本力学参数值。 1.工程岩体力学参数模型 目前对岩石的力学属性及其划分基本有两种观点:一种观点认为岩石本身是一个连续的、没有各向异性的材料,另一种意见认为岩石由多晶体系组成,并存在空洞和裂纹等缺陷,使得岩体本身结构表现出各向异性和不连续性。一般情况下岩体被视为非连续介质,但在一定条件下仍满足连续介质力学的基本假定。因此给定工程岩体的连续性假设:假定整个物体的体积都被组成这个物体的物质微元所充满,没有任何空隙。物质微元是有大小的,物质微元的尺寸决定于所研究的工程物体的尺寸。这样就存在一个用连续体理论来研究非连续体的问题。 2.工程岩体力学参数 为确定工程岩体的力学参数,需要通过井下工程地质调查,根据岩体所含结构面的不同及结构体特性的差异,选取具有代表性的不同尺寸的岩块和结构面,然后进行一系列室内力学实验和数值模拟实验。具体步骤如下: (1) 通过井下工程调查,确定结构面的空间分布模式,抽象工程岩体结构模型;并在现场采集有代表性的完整岩块和软弱结构面试

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)

2015计算岩石力学试题

《计算岩石力学》试题 (研究生2015年) 1.工程中的力学问题,一般应如何提出计算模型,如何确定边 界条件?(15分) 遵循认识论的规律,其研究方法是首先从生活、工程或实验中观察各种现象,从复杂的现象中抓住共性,找出反映事物本质的主要因素,略去次要因素,经过简化,把作机械运动的实际物体抽象为力学模型(mechanical model),建立力学模型是工程力学研究方法中很重要的一个步骤。 2.边界单元法间接法采用了弹性力学那些问题的解作为基本解 进行求解,为什么?(25分) 3.简述FLAC的基本原理和计算过程?(25分) FLAC 是一种显式有限差分程序[10], 二维的FLAC 程序对计算区域内的介质划分为若干个二维单元, 单元之间以节点相互连接。对某一个节点施加荷载之后, 该节点的运动方程可以写成时间步长的有限差分形式。在某一个微小的时段内, 作用于该节点的荷载只对周围的若干节点(例如相邻的节点)有影响。根据单元节点的速度变化和时段,程序可以求出单元之间的相对位移, 进而求出单元应变;根据单元材料的本构方程可以求出单元应力。随着时段的增长, 这一过程将扩展到整个计算范围, 直到边界 FLAC 程序将计算单元之间的不平衡力,然后, 将此不平衡力重新加到各节点上, 再进行下一步的迭代运算, 直到不平衡力足够小或者各节点位移趋于平衡迭代终止。它在数值计算格式中采用的是动态方程, 其目的是确保当所模拟的物理系数不稳定时, 数值计算仍然是稳定的, 4.离散单元法是如何实现不连续介质问题求解的。(25分)

5.2e 论述岩石力学数值计算的发展方向和最新动态。(10分)

岩石力学计算题

第2章岩石物理力学性质 例:某岩样试件,测得密度为1.9kg/cm3,比重为2.69,含水量为29%。试求该岩样的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容量。 解:孔隙比:83 .0 1 9.1 ) 29 .0 1( 69 .2 1 ) 1( = - + = - + ? = γ ω εd v 孔隙度:% 3. 45 % 100 83 .0 1 83 .0 % 100 1 = ? + = ? + = v v n ε ε 饱和度:% 94 83 . % 29 69 . 2 = ? = = ε ω G S r 干容重:) / ( 47 .1 83 .0 1 69 .2 1 3 cm g d = + = + ? = ε γ 例某岩石通过三轴试验,求得其剪切强度c=10MPa,φ=45°,试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。 解:由 例大理岩的抗剪强度试验,当σ1n=6MPa, σ2n=10MPa,τ1n=19.2MPa, τ2n=22MPa。该岩石作三轴抗压强度试验时,当σa=0,则Rc=100MPa。求侧压力σa=6MPa时,其三轴抗压强度等于多少? 解:(1)计算内摩擦角φ φ σ τtg C n n1 1 + =(1) φ σ τtg C n n2 2 + =(2) 联立求解:0 21 21 2219.2 0.735 106 n n n n tg ττ φφ σσ -- ===?= -- (2)计算系数K: 7.3 35 sin 1 35 sin 1 sin 1 sin 1 = - + = - + = φ φ K (3)计算三轴抗压强度:0100 3.7612.22 C a S S K MPa σ =+=+?= 第3章岩石本构关系与强度理论 例:已知岩石的应力状态如图,并已知岩石的内聚力为4MPa,内摩擦角为35°。求: (1)各单元体莫尔应力圆,主应力大小和方向; (2)用莫尔库仑理论判断,岩石是否发生破坏

岩体力学计算题

四、岩石的强度特征 (1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中,采用的立方体岩石试件的边长为5cm,一组平行试验得到的破坏荷载分别为、、,试求其抗拉强度。 解:由公式σt=2P t/πa2=2×P t×103/×52×10-4=(MPa) σt1=×= σt2=×= σt3=×= 则所求抗拉强度:σt==++/3=。 (2) 在野外用点荷载测定岩石抗拉强度,得到一组数据如下: 试计算其抗拉强度。(K= 解:因为K=,P t、D为上表数据,由公式σt=KI s=KP t/D2代入上述数据依次得: σt=、、、、、、、。 求平均值有σt=。 (3) 试导出倾斜板法抗剪强度试验的计算公式。 解: 如上图所示:根据平衡条件有: Σx=0 τ-P sinα/A-P f cosα/A=0 τ=P (sinα- f cosα)/A Σy=0 σ-P cosα-P f sinα=0 σ=P (cosα+ f sinα) 式中:P为压力机的总垂直力。

σ为作用在试件剪切面上的法向总压力。 τ为作用在试件剪切面上的切向总剪力。 f为压力机整板下面的滚珠的磨擦系数。 α为剪切面与水平面所成的角度。 则倾斜板法抗剪强度试验的计算公式为: σ=P(cosα+ f sinα)/A τ=P(sinα- f cosα)/A (4) 倾斜板法抗剪强度试验中,已知倾斜板的倾角α分别为30o、40o、50o、和60o,如果试样边长为5cm,据经验估计岩石的力学参数c=15kPa,φ=31o,试估计各级破坏荷载值。(f= 解:已知α分别为30o、40o、50o、和60o,c=15kPa,φ=31o,f=, τ=σtgφ+c σ=P(cosα+ f sinα)/A τ=P( sinα- f cosα)/A P( sinα- f cosα)/A= P(cosα+ f sinα) tgφ/A+c ( sinα- f cosα)= (cosα+ f sinα) tgφ+cA/P P=cA/[( sinα- f cosα)- (cosα+ f sinα) tgφ] 由上式,代入上述数据,计算得: P30=15(kN/mm2)×25×102(mm2)/[( sin30 - ×cos30) - (cos30 + ×sin30) tg31] αsinαcosα( sinα- f cosα) (cosα+ f sinα) (cosα+ f sinα) tgφ P 3 0 4 0

北京石油大学-岩石力学参数计算软件说明书

岩石力学参数计算软件 (Ver1.00C) 石油大学(北京)岩石力学实验室 2004年10月

(一)软件的运行环境 1.CPU PIII 500或同等运算速度以上 2.内存128Mb以上 3.显存32Mb以上 4.屏幕显示分辨率1024*768 5.操作系统Windows 98 Windows2000 Windows XP 6.WORD97或2000 (二)软件的安装 1.开启计算机 2.将安装光盘放入光驱内,记住光驱的盘符,例如:E为光驱的盘符。3.计算机屏幕左下角“开始”——“运行”,出现对话框(图4.1),输入:E:\setup.exe 图4.1 运行对话框 4.“确定”后,按照提示安装软件。 5.安装软件结束后,系统会在C盘产生Dg_RockPra100C的目录,同时在“程序”中产生“岩石参数DG”的菜单条,软件可从这里启动。

(三) 软件入门 第一步:软件启动 点击“程序”中“岩石参数DG”的菜单条,软件启动,产生如下界面:

第二步:建立一个计算文件 1.激活菜单 + 2.输入参数窗口 新建计算文件打开计算文件保存计算文件计算输出结果到文件

(1)压裂井描述 井号:井名,对软件很重要,自动计算和保存的数据都是以井号为依据;(2)层段描述: 一个层段描述由层段类别、顶界深度、底界深度、参数预测中各项内容组成。 顶界深度:压裂、隔层或其他地层的起始深度; 底界深度:压裂、隔层或其他地层的终止深度; 层段类别:压裂、隔层或其他地层; “添加”:将层段类别、顶界深度、底界深度添加到计算数据库; “删除”:将当前指定的层段类别、顶界深度、底界深度从计算数据库中删除; “确定修改”:将当前指定的层段类别、顶界深度、底界深度、参数预测内容修改后保存到计算数据库; 注意:参数预测中的每项参数改动后,“确定修改”才有效。

岩体力学习题及答案1_-_副本

一、绪论 一、解释下例名词术语 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、简答题 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。目的是研究岩块和岩体的地质与结构性,为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。 2)试验法。其目的主要是为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。 3)数学力学分析法。通过建立岩体模型和利用适当的分析方法,预测岩体在各种力场作用下变形与稳定性。 4)综合分析法。这是岩体力学研究中极其重要的工作方法。由于岩体力学中每一环节都是多因素的,且信息量大,因此,必须采用多种方法考虑各种因素进行综合分析和综合评价才能得出符合实际的正确结论,综合分析是现阶段最常用的方法。 二、岩块和岩体的地质基础 一、解释下例名词术语 1、岩块:岩块是指不含显着结构面的岩石块体,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。 10、岩体:岩体是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,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。 11、结构体:岩体中被结构面切割围限的岩石块体。 12、岩体结构:岩体中结构面与结构体的排列组合特征。 13、岩体完整性系数K v:其是指岩体纵波速度和岩块纵波速度之比的平方。 14、岩石质量指标RQD:大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。

(完整版)岩石力学试卷一及答案

……………………………………密…………封……………线………………………………… 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

……………………………………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

……………………………………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( )。 (a )>45°时 (b )>60°时 (c )>75°时 (d )90°时 第 3页 共 6 页 \

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