01 岩体力学复习资料
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岩体力学复习资料一、名词解释1、结构面:岩体中存在着的各种不同成因(特性)的地质界面,包括物质的分界面、不连续面,如节理、片理、断层、不整合面等。
2、结构面: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界面或带。
3、蠕变:是指岩石在恒定的荷载作用下,其变形随时间而逐渐增大的性质。
4、饱和吸水率: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。
5、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破坏,进而引起施加于支护衬砌上的压力。
6、剪切刚度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。
7、天然应力:人类工程活动之前存在于岩体中的应力。
8、RQD值:大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
9、围岩抗力系数:使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力。
10、岩石软化性:是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。
11、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,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质坏境中的地质体,是岩体力学研究的对象。
12、单轴抗压强度:在单向压缩条件下,岩块能承受的最大压应力。
13、吸水率:是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比。
14、重分布应力:由于人类工程活动改变后的应力。
15、变形模量:是指在儋州压缩条件下,轴向应力与轴向应变之比二、填空题1、围岩的支承压力分为应力降低区、应力升高区、应力不变区这三个区。
其中以应力峰值点为界限,又将支承压力分为弹性区、极限平衡区。
2、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
3、地应力的测量方法分直接法、间接法两大类,分别各举一例:如前者水压致裂(声发射法、扁千斤顶法)、后者应力解除法。
4、按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。
5、岩石的破坏形式包括脆性断裂和塑性流动,其中前者细分为拉伸断裂和剪切破坏。
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岩体力学复习资料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。
软化系数:指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。
3、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。
4、蠕变:指在应力不变的情况下,岩石的变形随时间不断增长的现象。
5、结构面:指在地质历史发展过程中,岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度,厚度相对较小的宏观地质界面或带。
又称弱面或地质界面,是指存在于岩体内部的各种地质界面,包括物质分异面和不连续面,如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。
6、崩塌:斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体,突然脱离母体并以垂直运动为主,翻滚跳跃而下,这种现象或运动称为崩塌。
7、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。
8、剪胀:在剪应力作用下,模型上半部沿凸台斜面滑动,除有切向运动外,还产生向上的移动。
这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。
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。
剪胀角(angleofdilatancy):岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。
9、岩石质量指标(RQD):指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
10、岩石的长期强度:岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的,通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度11、流变性:指在外界条件不变时,岩石应变或应力随时间而变化的性质。
12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。
13、结构面类型:按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面;按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。
14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。
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中国地质大学岩体力学复习资料练习与思考1、岩体力学包括哪三种分类,各有何侧重?2、岩体力学的研究对象是什么?你能举出几个岩体变形破坏的事例?3、岩体力学的研究方法有哪些,有什么区别?4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解?练习与思考1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示,量得两组结构面沿测线的间距分别为0.45m和0.8m,且A组结构面的倾角为55°,B组倾角为20°。
1)计算每组结构面的真间距及两组结构面沿测线的混合间距及线密度(Kd);2)估算岩体沿详测线方向的RQD值。
2、何谓岩石的微结构面,主要指哪些,各有什么特点?3、自然界中的岩石按地质成因分类,可以分为几大类,各有什么特点?4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征?5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些,各有何特点?6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。
练习与思考1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系,关系如何?3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识?4、区别吸水率、含水率概念的区别。
练习与思考1、与材料力学中所学材料相比,岩块的变形与强度有什么特别的地方?2、如图,岩块试件受双向应力状态,其应力分量:σx =12Mpa,σy=20MPa,τxy=MPa。
1)绘出代表应力状态的摩尔应力圆,并根据图形确定其主应力的大小与方向(σ1与X轴的夹角);2)用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σn 和剪应力τn,并进行对比。
3、假定岩石中一点的应力为:σ1=61.2Mpa,σ3= -11.4MPa,室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强度参数C=30MPa,tgΦ=1.54,试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏,并讨论结果。
4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
5、劈裂实验中,岩样承受的是压力,为什么会在破坏面上出现拉应力?6、什么是全应力-应变曲线,为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线?7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。
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一、名词释义结构面: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界面或带.岩体:在地质历史过程中形成的,由岩石单元体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.颗粒密度:岩石固体相部分的质量与其体积的比值。
块体密度(岩石密度):指岩石单位体积内的质量。
弹性;在一定的应力范围内物体受外力作用产生的全部变形去除外力后能立即恢复原有形状和尺寸。
塑性;物体受力后产生变形,在外力去除后不能完全回复的性质。
粘性;物体受力后变形不能再瞬时完成,且应变速率随应力增加而增加的性质。
脆性; 物体受力后变形很小时就发生碎裂的性质。
延性;物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。
流变;在外部条件不变的情况下,岩石的变形或应力随时间的变化的现象弹性后效:应变恢复总是落后于应力的现象单轴抗压强度:在单向压缩条件下,岩块能承受的最大压应力法向刚度:在法向应力作用下,结构面产生单位法向变形所需的应力剪切强度:岩体内任一方向剪切面在法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力天然应力:人类工程活动之前存在于岩体中的应力重分布应力:岩体中由于工程活动改变后的应力天然应力比值系数:岩体中天然水平应力与铅直应力之比岩爆: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的现象围岩压力:地下洞室在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏,进而引起施加于支护衬砌上的压力围岩抗力:围岩对衬砌的反力围岩抗力:使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力蠕变:岩石在恒定的荷载作用下,变形随时间逐渐增大的性质尺寸效应:试件尺寸越大,岩块强度越低剪胀角:剪切位移线与水平的夹角岩(体)石力学:是力学的一个分支学科,是研究岩(体)石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一门基础学科。
工程岩体力学:为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学RQD(岩体质量指标):指大于10cm的岩芯,累计长度与钻孔进尺长度之比的百分比软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质。
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三、简答题1.简述影响岩石单轴抗压强度的主要因素。
答:(1)承压板队单轴抗压强度的影响承压板的影响主要反映在以下几方面:①试件与承压板之间的摩擦力;②当承压板的刚度很大时,其接触面的应力分布很不均匀,呈山字型;当承压板的刚度较小,呈柔性钢板时,则岩石断面的应力分布为抛物线形。
这将影响整个试件的受力状态。
因此,应该尽可能采用与岩石刚度相接近的材料。
(1分)(2)岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响①形状影响:方形试件的四个边角会产生很明显的应力集中现象,这将影响整个试件在受力后的应力分布状态。
且加工困难,不易达到有关加工精度的要求,因此尽量选用圆柱形试件。
②尺寸影响:研究表明,岩石试件直径在大于最大矿物颗粒直径的10倍以上,强度比较稳定,因此,一般取试件直径5cm 且直径大于最大矿物颗粒直径的10倍的岩石试件作为其标准尺寸。
③岩石试件的高径比:经反复研究,当h/d ≥(2-3)时强度已趋于稳定,因此国际上一般采用高径比为2:1的试件。
(2分)(3)加载速率的影响岩石的强度一般随加载速率的提高而提高,在很高的速率下,如冲击等试验求得的强度甚至可以达到数倍慢速率的结果。
我国一般将速率控制在0.5~1MPa/s之间,且按岩石的软硬不同可取不同的加载速率。
(1分)(4)环境对强度的影响①水的影响,含水量越多强度越低,对软岩表现得更为明显。
②试验一般是在常温下进行的,温度对强度的影响不大,但在加温下,可使矿物结晶水份发生变化,使强度降低(1分)1.写出3种基本岩石力学模型代表物理元件名称、变性特征、本构方程和应力应变图形。
答:(1)弹性介质模型弹性变形通常用一个具有一定刚度的弹簧来表示。
如图所示,它将表现岩石的应力——应变在卸载时可恢复且呈线性关系的特性。
表达式:εσE = (1分)(2)塑性介质模型利用一个滑块在平面上滑动来表征岩石的塑性变形。
当作用在滑块上的外力超出屈服应力时,滑块将产生滑动。
滑动量即为塑性变形量。
岩体力学期末考试复习资料

岩体力学期末考试复习资料第一章岩体地质与结构特征1、结构面:是指地质历史发展中,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界面或带。
2、岩体:在地质历史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与一定的天然应力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、结构面的分类(1)根据地质成因类型分为原生结构面、构造结构面、次生结构面;(2)根据力学成因类型分为张性结构面、剪性结构面;(3)根据结构面的规模和分级为五级;1)I级结构面:延伸几km〜几十km以上,破碎带宽度几十m以上的大断层,对区域构造起控制作用。
2)II级结构面延伸再m~几km破碎带宽度几~几十mm的断层、层间错动带、接触带、风化夹层等,对山体稳定起控制作用。
3)III级结构面延伸几百m的断层、接触带、风化夹层等,宽度小于1m,对岩体稳定起控制作用。
4)W级结构面:延伸在几十m范围内的节理、裂隙,未错动、不夹泥,影响岩体质量。
5)V级结构面:延伸差,无厚度,随机分布的隐裂隙等细小结构面,影响岩石质量。
4、结构面的基本特征(1)方位(产状):结构面在空间的分布状态,用倾向、倾角表示。
(2)间距:相邻结构面之间的垂直距离。
线裂隙率Ks:沿测线方向单位长度上结构面或裂隙的条数。
(s为结构面平均间距)1Ks=—s面裂隙率Ka:单位测量面积中裂隙面积所占的百分率。
Ka=各裂隙面积(长*宽)之和义100%所测量的岩体面积体积裂隙率Kv:单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率。
Kv=各裂隙体积(长*宽*厚)之和x100%s所测量的岩体体积°单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。
(3)延续性:表征结构面的展布范围和延伸长度。
(4)粗糙度:指结构面侧壁的粗糙程度,用起伏度和起伏差表示。
形态:台阶形;波浪形;平直形;剖面类型:粗糙的;平坦的;光滑的。
(5)结构面侧壁强度:与岩石类型和岩体风化或蚀变有关。
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岩体⼒学复习资料1.孔隙⽐:空隙的体积与固体的体积的⽐值2.孔隙率:岩⽯试样中孔隙体积与岩⽯试样总体积的百分⽐3.吸⽔率:⼲燥岩⽯试样在⼀个⼤⽓压和室温条件下吸⼊⽔的重量与岩⽯⼲重量之⽐的百分率4.渗透性:指在⽔压⼒作⽤下,岩⽯的孔隙和裂隙透过⽔的能⼒5.抗冻性:岩⽯抵抗冻融破坏的性能6.扩容:岩⽯在荷载作⽤下在其破坏之前产⽣的⼀种明显的⾮弹性体积变化7.流变:岩⽯在⼒的作⽤下发⽣与时间相关的变形的性质8.蠕变:在应⼒为恒定的情况下,岩⽯变形随时间发展的现象9.松弛:在应变保持恒定的情况下,岩⽯的应⼒随时间⽽减少的现象10. 弹性后效:在卸载过程中弹性应变滞后与应⼒的现象11. 长期强度:岩⽯的强度随外荷载作⽤时间的延长⽽降低,通常把作⽤时间t→∞的强12.度称为岩⽯的长期强度.13. 岩⽯的三向抗压强度:岩⽯在三向压缩荷载作⽤下达到破坏时所能承受的最⼤压应⼒14. 影响岩⽯强度的主要试验因素:端部效应,试件的形状尺⼨,加载速度15. 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?全应⼒—应变曲线分为四个阶段即Ⅰ曲线稍微向上弯曲,属于压密阶段,这期间岩⽯中初始的微裂隙受压闭合;Ⅱ接近于直线,近似于线弹性⼯作阶段;Ⅲ曲线向下弯曲,属于⾮弹性阶段,主要是在平⾏于荷载⽅向开始逐渐⽣成新的微裂隙以及裂隙的不稳定;Ⅳ应变软化阶段5默察阶段符合压⼒机刚度⼤于试件刚度的压⼒试验机称为刚性压⼒机试验。
压⼒机的特性对岩⽯破坏过程有很⼤影响,压⼒机在对试件加压的同时本⾝变形也相当⼤,⽽当试件破坏来临时,积蓄在压⼒机内的能量突然释放出来,从⽽引起试验系统集聚变形,试件碎⽚猛烈飞溅。
16. 简要叙述库伦、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?库伦:若⽤σ和τ代表受⼒单元体某⼀平⾯上的正应⼒和剪应⼒,则这条准则规定:当τ达到如下⼤⼩时,该单元就会沿此平⾯发⽣剪切破坏,即▏τ▕=fσ+c莫尔:在极限时滑动⾯上的剪应⼒达到最⼤值τf ,并取决于法向压⼒和材料的特性τf =f(σ)格⾥菲斯:假定材料中存在许多随机分布的微⼩裂隙,材料在荷载作⽤下,裂隙尖端产⽣⾼度的集中应⼒。
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岩体力学复习零章.绪论岩石: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型物体。
岩石有其自身的矿物成分、结构与构造,岩石中的矿物成分和性质、结构、构造等的存在和变化,都会对岩石的物理力学性质发生影响。
岩体:是地质体的一部分。
它位于一定的地质环境之中,是在各种宏观地质界面(断层、节理、破碎带、接触带、片理等)分割下形成的有一定结构的地质体。
岩体=岩石+结构面(不连续面:包括节理、裂隙、孔隙、断面、孔洞、层面)岩体的特点:岩体是不连续的;是非均质的;是各向异性的岩体结构:结构面与结构体的排列组合形式岩体力学:是研究岩体在各种力场作用下变形和破坏规律的科学。
岩体力学研究内容:(1)岩石、岩体工程地质特征的研究;1.岩体的地质特征及其对岩体变形破坏机制的影响;2.岩石组成及结构面的几何特征对岩体力学性质及其时空变化的影响;3.岩体赋存的地质环境及其对岩体力学性质的影响;4.总结岩体在天然情况下的变形破坏规律预测在工程力作用下的变形和稳定性。
(2)岩石、岩体基本力学性质的研究;1.岩石、岩体的变形和强度特征以及表征它们的指标;2.岩石、岩体的变形破坏机制、本构方程、破坏准则;3.荷载条件、时间、温度等对岩石、岩体变形和强度的影响;4.岩石、岩体力学性质的试验、现场测试方法、技术。
(3)岩体天然应力分布及测量理论、方法的研究;(4)地下硐室围岩稳定性研究;1.地下开挖引起的应力重分布;2.围岩在重分布应力下的变形和破坏;3.作用于支护上的围岩压力;4.围岩变形和破坏的监测方法;5.围岩的加固理论和方法;(5)岩基(厂基、桥基、坝基)稳定性研究;1.在工程力作用下岩基应力分布;2.岩基承载力;3.坝基抗滑稳定性及坝肩稳定性;(6)天然及人工边坡稳定性研究;1.斜坡应力分布及变形破坏机制;2.斜坡稳定性;(7)数值方法在岩体力学中的应用研究;(8)工程岩体的模型、模拟试验研究;(9)各种新技术、新方法在岩体力学中的应用研究。
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一、填空题1、按照成因,岩石可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。
2、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数表示。
3、在研究岩石的流变性质中,常用的三个基本原件为弹性元件、塑性元件和粘性元件元件。
4、根据岩石的延性度不同,岩石的破坏可分为延性破坏、脆性破坏、和过度型破坏三种类型。
5、岩石的室内剪切试验,常用的仪器有直剪仪、变角剪(压剪仪)和三轴实验机。
6、在相似材料模拟试验中,采用的三个相似定理分别是几何相似、动力相似和运动相似。
7、按围岩压力的形成机理,可将其划分为形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力四种。
8、顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮(冒)落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。
9、结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。
10、岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。
11、常见的岩体工程分类方法包括RQD 质量指标分类方法、RMR 分类方法、RQD 、Q方法。
12、岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和 5 个阶段。
13、边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。
14、岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护、强调监测和信息反馈。
15、椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时,巷道周边不出现切向拉应力,应力分布较合理,布置采场、巷道时,都应该尽量遵循这一原则。
16、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
17、锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。
18、结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。
当主应力与结构面垂直时,岩体强度与结构面无关。
19、岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。
20、根据围岩应力分布状态,可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区 4 个区域。
21、按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。
22、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。
23、采空区处理的四类基本方法是崩落法、充填法、支撑法和封闭隔离法。
24、Em 为岩体变形模量;Eme 为弹性变形模量。
25、岩石流变包括蠕变、松弛、弹性后效。
26、岩石的块体密度可采用规则试件的量积法、不规则试件的蜡封法测定。
27、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类。
28、岩石的流变主要包括蠕变、松弛和弹性后效。
29、表征岩石抗剪强度的基本指标是内聚力和内摩擦角。
30、在研究岩石流变中,常用流变模型的三个基本元件为弹性、粘性和塑性元件。
31、大量的试验和观察证明,就破坏形式而言,岩石的破坏主要有拉破坏、剪切破坏和流变破坏。
32、原岩应力主要是由自重应力和构造应力组成。
33、大量的岩体试验表明,岩体的压力—变形曲线可以划分为四种类型,即:直线型、上凹型型和下凹型、复合型。
34、岩体天然应力量测方法主要包括:水压致裂法、扁千斤顶法和钻孔套心应力解除法三种方法。
二、名词解释8、岩石的水理性:岩石与水作用时所表现出来的性质称为岩石的水理性,它包括岩石的吸水性、渗透性、软化性膨胀性等。
9、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。
10、岩石的扩容:所谓扩容,是指岩石受外力作用后,发生非弹性的体积膨胀。
11、支承压力:一般将巷道或采场围岩应力平衡后,切向应力增加的部分称为支承压力。
12、应力松弛:应变恒定情况下,应力随时间增大而衰减的性质。
13、结构面:具有极低或者没有抗拉强度的不连续面。
包括一切地质分界面。
14、软化系数:岩石在饱和状态下单轴抗压强度与干燥状态或者自然状态下岩石单轴抗压强度的比值。
15、边坡稳定性系数:边坡滑移面抗滑力与下滑力的比值。
16、岩石的碎胀性:岩石破碎后体积增大的性质。
17、准岩体强度:根据试验室中试块强度估算得到的岩体强度称为准岩体强度。
18、岩石质量指标:直径为75mm 的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm 的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值,以百分比表示。
19、岩石流变:应力不变,应变随时间增大的现象叫蠕变;应变不变,应力随时间减小的现象叫松弛,统称为流变。
20、原岩应力:在工程中指天然存在于岩体之中(内部)而与任何人为因素无关的应力,也称天然应力。
21、构造应力:由于地质构造活动在岩体中引起的应力场,这种应力与一定范围地质构造有关,其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量。
这一作用可以持续到地层深处。
22、应力重分布:岩体受到工程活动扰动,引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态。
23、围岩:在岩体中的各种坑道,开挖打破了岩体原始应力平衡状态,在其周围一定范围内的岩体中发生应力重分布,通常将这部分岩体叫围岩。
24、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。
25、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。
岩石的抗压强度:在单向压缩条件下,岩块能承受的最大压应力,也叫单轴极限抗压强度。
26、岩石的抗拉强度:岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。
27、岩石的抗剪强度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。
28、真三轴试验:在三轴压缩试验中,当三轴向主应力不相等时即(σ1>σ2>σ3)所做的压缩试验。
29、三轴压缩试验:试件在三向应力作用下进行压缩从而求出试件抵抗的最大的轴向应力的试验方法。
30、泊松比:是指在单轴压缩条件下,横向应变与轴向应变之比。
31、弹性滞后:多数岩石的大部分弹性变形在卸荷后能很快恢复,而小部分(约10%~20%)须经过一段时间才能恢复,这种现象称为弹性滞后。
.32、蠕变:岩石在恒定的荷载作用下,变形随时间逐渐增大的性质。
33、莫尔强度理论:指材料在极限状态下,剪切面上的剪应力达到抗剪强度而破坏,而抗剪强度是与剪切面上得正应力有关得。
34、地压与支承压力:地压指开挖引起原岩应力的重新分布,也叫矿压(岩压)或矿山压力(二次应力);支承压力指地压中垂直应力的增高部分35、扩容:在岩石的单轴压缩试验中,当压力达到一定程度以后,岩石中的破裂或微裂纹继续发生和扩展,岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程,称之为扩容。
三、简述题18、试分析为什么在普通试验机上只能得到岩石变形的峰前曲线,而刚性试验机上能得到岩石变形的全程应力应变曲线。
答:普通刚性试验机上聚集能量,在岩石破坏瞬间超过了岩石破坏所需要的能量,致使岩石瞬间完全破坏,故无法获得全程曲线;刚性实验机在岩石破裂瞬间赋予岩石的能量不足以将岩石完全破坏,若要岩石试件进一步变形需要持续力的作用,故能获得岩石变形的全程应力应变曲线。
19、简述地应力分布的一般规律。
答:1)相对稳定的非稳定应力场,时间和空间的函数;2)实测垂直应力基本等于上覆岩层重量;3)水平应力普遍大于垂直应力;4)最大水平应力和最小水平应力随埋藏深度增加而增加;5)平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小;6)最大水平主应力和最小主应力值相差较大,显示很强的方向性。
20、简述格里菲斯理论的基本思想及其适应条件。
答:任何材料的内部都存在着各种缺陷(裂隙),该裂隙在复杂应力作用下,这些裂隙端部会产生拉应力集中。
当这些裂隙端部某一拉应力值超过该材料的抗拉强度时,裂隙便开始扩展,其方向最后将与最大主应力方向平行,导致材料发生脆性拉伸破坏。
该理论适用于脆性拉伸破坏。
21、基于莫尔应力圆理论,简述孔隙水压力对岩石强度的影响。
答:孔隙水压力不改变摩尔应力圆的半径大小,只是减小了应力圆的圆心坐标,致使摩尔应力圆向左侧强度准则线移动,随着孔隙水压力的增大,致使摩尔应力圆与准则线相切、相割,导致岩石破坏。
22、简述影响岩石强度指标的主要因素有哪些?答:1)矿物成分对岩石强度指标的影响;2)岩石结构构造对岩石强度指标的影响;3)岩石赋存环境(水、温度)对岩石强度的影响;4)岩石风化程度对岩石强度的影响;5)加载速度对岩石强度的影响;6)围岩受力状态对岩石强度的影响。
23、简述何为岩石质量指标(RQD)及其意义。
答:岩石质量指标。
岩芯长度大于等于 10cm 的长度总和与岩层钻孔长度的比值,百分数表示。
用来检验、评价岩体的质量。
24、岩石的强度的定义,试验中各种岩石强度指标的主要影响因素?答:岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力称为岩石的强度。
包括单轴抗压强度、单轴抗拉强度和剪切强度。
影响强度的因素:①试件尺寸;②试件形状;③试件三维尺寸关系;④加载速度;⑤试件湿度。
25、岩石破坏的三种机制?答:①脆性拉伸破坏;②剪切破坏;③沿结构面滑移(重剪切破坏)。
26、莫尔强度理论?答:莫尔强度理论认为:材料在压应力作用下的破坏或屈服,主要原因是某一截面上的剪应力达到一定的极限,但也和作用在该面上的正应力有关,导致该截面剪切滑动。
27、围岩及影响范围?答:原岩中因采掘而使初始应力发生显著变化(△σ>5%σ)的区域称为采动影响范围。
采动影响范围的直径为井巷采场最大直线尺寸的3~5 倍。
习惯上将次范围内的岩体称为“围岩”。
28、岩石变形指标有哪些?最常见的。
答:①弹性模量和变形模量 E;②泊松比μ;③剪切模量 G;④拉梅常数λ;⑤体积模量 Kv。
29、岩石的力学性质研究内容,以及影响岩石力学性质的主要因素?答:主要研究岩石的强度和变形特征。
而影响岩石力学性质的因素很多,如水、温度、风化程度、加载速率、围压大小和各向异性等。
30、岩石拉伸破坏的强度理论?剪切破坏强度理论?答:岩石拉伸破坏的强度理论内容有最大线应变理论、格里菲斯理论,岩石剪切破坏的强度理论内容有莫尔强度理论和库伦理论。
31、塑性圈(松动圈):如重分布应力超过围岩强度极限或屈服极限,造成洞室周边的非弹性位移,这种现象从周边向岩体深处扩展到某一范围,在此范围内的岩体称为塑性圈(松动圈)。
32、在我国,通常将结构面分为哪几级?在工程中主要涉及到哪几级?.按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应,可将结构面分为如下 5 级:I 级:指大断层或区域性断层,一般延伸约数十公里以上,破碎带宽约数米至数十米及几百米以上。
II 级:指延伸长而宽度不大的区域性地质界面,如较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。
III 级:指长度数十米或数百米的断层、区域性、延伸较好的层面及层间错动等。