岩石力学复习题及参考答案
(完整版)岩石力学试题及答案

岩石力学试卷(闭卷)一、填空题(每空1分,共20分)1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油气水在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油气藏的良好盖层的是()。
2、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是()、()、()。
3、在水力压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的()时,井眼发生破裂。
此时的压力称为()。
当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为()。
如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到()。
4、通常情况下,岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而(),而破坏前应变则随着应变率降低而()。
5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称();第二蠕变阶段或称();第三蠕变阶段或称()。
但蠕变并一定都出现这三个阶段。
6、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。
二、选择题(每题2分,共10分)1、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是()A、该准则不是针对岩石材料的破坏准则B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响2、在地下,岩石所受到的应力一般为()。
A、拉应力B、压应力C、剪应力3、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。
A、等于B、小于C、大于4、地层坍塌压力越高,井壁越()。
A、稳定B、不稳定C、无关5、初始地应力主要包括()A、自重应力和残余应力B、构造应力和残余应力C、自重应力和构造应力三、判断改错题(每题2分,共10分)2、岩石在常温常压下的变形特征与深层一致。
3、围压越高,岩石的变形能力越大。
4、岩石的力学性质主要是指岩石的变形特征和强度特征。
5、岩石应力应变的全过程曲线可以通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。
四、名词解释(每题3分,共15分)1、岩石力学2、蠕变3、原地应力4、压力溶解5、滞弹性应变恢复法五、简答题(每题5分,共20分)1、三轴压机中,为什么要对实验岩心进行密封包裹?2、简述岩石的库仑-纳维尔准则?3、简述单轴应力作用下典型应力应变曲线四个阶段的含义。
《岩石力学》习题库及详细答案

练习题一、名词解释: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。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
】3.长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.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。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
、3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、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。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
岩石力学习题+思考题答案.docx

岩石力学习题+思考题答案.docx1第一章习题与思考题答案1.构成岩石的主要造岩矿物有那些?答:岩石的主要物质成分 : 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、赤铁矿等。
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?答:岩石中结构连结的类型主要有两种: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新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 : 岩浆岩分三大类,其特点:1)深成岩:常形成较大的入侵体。
岩石力学试卷一及答案

No.1岩石力学考题(地质工程、岩土工程)A 卷 答案一、简答题:(40分)1、岩石力学的定义(5分)岩石力学它是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学,是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科,具体而言,研究岩石荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性等问题。
2、 何为岩石的强度?表示岩石强度的指标有哪些?(5分) 岩石低抗破坏的极限能力即为岩石的强度。
表示岩石强度的指标有单轴抗压强度R c ,抗拉强度R t ,抗剪强度C 、ϕ值3、试述主要岩石破坏准则(要求列举4个以上)列出相应的表达式及其各自的适用情况。
(7分)最大正应力理论0))()((223222221=---R R R σσσ单向式脆性岩不在某些二进制赂应力状态受检情况。
最大正应变:[]{}[]{}[]{}0)()()(222132231222321=-+--+--+-R R R σσμσσσμσσσμσ脆性材料 [][][]塑性材料八面体剪应力理论最大剪应力理论⎪⎭⎪⎬⎫-+-+-=-----232232221223122322221)()()(0)()()-(σσσσσσσσσσσσR R R 莫尔库仑理论:ϕστtg c f += Mpa 10<σ岩石中大部分材料ϕϕσσσσsin 23131=++-ctg 莫尔理论 )(στf f =剪切破坏只与1σ、3σ有关,与2σ无关。
包络线:脆性材料、双曲线或摆线;塑性材料,抛物线。
格里菲思,适用于脆性材料(拉应力集中) )(42y xy Rt Rt στ+=0331>+σσ )(8)(31231σσσσ+=-Rt破裂角:arc 21=β)(23131σσσσ+-as 0331<+σσ Rt -=3σ 0=β伦特堡 塑性材料修正格里菲斯 脆性材料修正格里菲斯 脆性材料,由于孔隙边缘压应力集中引起压剪破坏。
第 1页 共 5 页经验公式:帕顿提出的:21331)(S RcmRcRc++=σσσ(S =1岩块 0<S <1岩体) 适合于大部分岩石(体)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) 习惯上将工程施工之前就存在于岩体上的地应力称为初始应力场。
(完整版)岩石力学考试试题含答案

(完整版)岩石力学考试试题含答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 岩石力学是研究岩石的()A. 物理性质B. 化学性质C. 力学性质D. 热学性质答案:C2. 以下哪种岩石属于沉积岩?()A. 花岗岩B. 片麻岩C. 砂岩D. 大理石答案:C3. 岩石的三轴抗压试验中,以下哪个方向的抗压试验结果最高?()A. 沿着岩石层理方向B. 垂直于岩石层理方向C. 沿着岩石节理方向D. 与岩石层理和节理无关答案:B4. 以下哪个因素对岩石的力学性质影响最大?()A. 岩石类型B. 岩石结构C. 岩石成分D. 岩石的水分含量答案:A5. 岩石力学中的强度准则,以下哪个是正确的?()A. 最大拉应力准则B. 最大拉应变准则C. 最大剪应力准则D. 最大正应力和最大剪应力的组合准则答案:D二、填空题(每题2分,共20分)6. 岩石力学中的三个基本假设分别是:连续性假设、各向同性假设和______假设。
答案:线性假设7. 岩石的三轴抗压试验中,当围压较小时,岩石的破裂形式主要是______。
答案:拉伸破坏8. 岩石力学中的弹性模量是描述岩石在______条件下变形能力的参数。
答案:弹性9. 岩石力学中的泊松比是描述岩石在______条件下横向应变与纵向应变之比的参数。
答案:轴向拉伸10. 岩石力学中的抗剪强度是描述岩石在______条件下抵抗剪切破坏的能力。
答案:剪切三、判断题(每题2分,共20分)11. 岩石的力学性质与岩石的成分和结构无关。
()答案:错误12. 岩石的抗压强度大于抗拉强度。
()答案:正确13. 岩石的泊松比越大,说明岩石的横向变形能力越强。
()答案:正确14. 岩石的三轴抗压试验中,围压越大,岩石的抗压强度越低。
()答案:错误15. 岩石的力学性质只受岩石本身的影响,与外部环境无关。
()答案:错误四、简答题(每题10分,共30分)16. 简述岩石力学中的摩尔-库仑准则。
答案:摩尔-库仑准则是一个描述岩石在剪切破坏条件下的强度准则。
《岩石力学》期末试卷及答案印-(1)

《岩石力学》期末试卷及答案姓名 学号 成绩 选择题(每题1分, 共20分)1.已知岩样的容重为 , 天然含水量为 , 比重为 , 40C 时水的容重为 , 则该岩样的饱和容重 为(.. )A..B..C..D.2.岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的( A. )A. 脆性破坏.B.塑性破坏.C.弱面剪切破坏.D.拉伸破坏3.同一种岩石其单轴抗压强度为 , 单轴抗拉强度 , 抗剪强度 之间一般关系为( . )A...B. .C. .D.4.岩石的蠕变是指(.. )A.应力不变时, 应变也不变; .B.应力变化时, 应变不变化;C.应力变化时, 应变呈线性随之变化.D.应力不变时应变随时间而增长5.模量比是指(A..A. 岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比B.岩石.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6.对于均质岩体而言,下面岩体的那种应力状态是稳定状态....) A.ϕϕσσσσsin 23131<++-cctg B.ϕϕσσσσsin 23131>++-cctg C.ϕϕσσσσsin 23131=++-cctg D.ϕϕσσσσsin 23131≤++-cctg 7.用RMR 法对岩体进行分类时, 需要首先确定RMR 的初始值, 依据是....)A. 完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况B.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间C.完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况D.完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况8.下面关于岩石变形特性描述正确的是. .. )A.弹性就是加载与卸载曲线完全重合, 且近似为直线B.在单轴实验中表现为脆性的岩石试样在三轴实验中塑性增强C.加载速率对应力-应变曲线没有影响D.岩基的不均匀沉降是由于组成岩基的不同岩石材料含水量不同导致的9.下面关于岩石水理性质描述正确的是... )A. 饱水系数越大, 抗冻性能越好B.冻融系数是岩石试件经反复冻融后干抗压强度与冻融前干抗压强度之比C.抗冻系数为25%, 重力损失率为75%, 则该岩石的抗冻性能良好D.岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时体积发生膨胀的性质10.弹塑性理论芬纳公式推导过程中应用到的条件有. . . )A 应力平衡条件和塑性平衡条件B 仅应力平衡条件C 仅塑性平衡条件D 以上都不对11.下面对于喷锚支护设计原则, 叙述不正确的是: . ..)A 对于整体围岩, 一般不支护, 对于大跨度洞室或高边墙洞室, 需要喷锚支护。
(完整版)岩石力学习题库及答案

练习题一、名词解释: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。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
3.长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.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。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、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。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
《岩石力学》习题库及答案

《岩石力学》习题库及答案练习题一、名词解释: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。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
3.长时强度:作用时间为无限大时的强度。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.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。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、软岩:单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
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中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案岩石力学(专科)一、名词解释:1.岩体2.围岩3.稳定蠕变4.柔性支护5.塑性破坏6.稳定蠕变7.剪胀 8.长期强度9.脆性破坏 10.端部效应11.构造应力 12.松脱地压13.非稳定蠕变 14.结构面充填度15.变形地压 16.延性17.蠕变 18.岩体结构19.真三轴试验 20.扩容21.剪胀率二、问答题:1.解释锚杆支护的挤压加固作用,并指出其适用条件。
2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用,写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。
3.解释锚杆支护的组合作用,并指出其适用条件。
4.什么是常规三轴压缩试验?试指出在常规三轴试验中,随围压增大,岩石的抗压强度和变形特征。
5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。
6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因,如何消除端部效应对试验结果的影响?7.岩石有哪些基本破坏方式?莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式?8.对岩石进行三轴压缩试验,试问在不同的围压条件下,岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么?9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。
10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模?岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征?11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验,试问有哪几种典型的应力应变曲线形式(要求画出相应的曲线)?三、判断题:1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态(应力圆)以及组成岩体的岩石的强度曲线(a )和节理强度曲线(b ),图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为α。
试判别图中表示的分析结果是否正确。
[ ]a.岩体沿节理剪切破坏( )b. 岩体沿节理剪切破坏( )图1 2.设计一条水平坑道断面如图2所示,其长轴与原岩应力分量p 平行,短轴与原岩应力分量q 平行。
已知1/>q p 。
这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。
[ ]p图23.岩石的基本破坏方式有( )和( );莫尔理论适用于( ),格里菲斯理论适用于( )。
[ ]A.松散破坏B.压缩破坏C.剪切破坏D.压扭性破坏E.错动张拉破坏F.拉伸破坏G.曲屈破坏。
4.从全球范围来看,一般情况下,原岩应力的水平应力与垂直应力之比随岩层埋藏深度增大而( (1) ),达到某个深度后趋于相等,说明浅部原岩应力以( (2) )为主。
[ ](1):A.增大 B.减小 C.不变;(2):A.地下水压力 B.自重应力 C.构造应力 D.热核辐射。
5.挪威土工所巴顿(Barton )的Q 法中,等式右边第一项可以表征( ),第二项表征( ),第三项表征( )。
[ ]A.岩体抗剪强度B.结构面抗剪强度C.岩体抗拉强度D.有效应力E.结构面与隧道空间关系F.结构体尺寸大小G.岩体的完整性 H.结构面形态特征和蚀变程度。
6.按照莫尔-库仑强度理论,若岩石强度曲线是一条直线,则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为 [ ]A.045B.2450φ+ C.2450φ- D.2600φ-;7.岩体中存在一组结构面,其岩石强度曲线、结构面强度曲线和岩体受力状态关系如图3所示,其破坏形式为 [ ]A.穿切不连续面破坏 B.沿不连续面破坏C.拉伸破坏 D 倾倒破坏。
图38.莫尔强度理论与格里菲斯强度理论的根本区别是前者假设岩石破坏是由( )引起的,而后者则认为岩石破坏是由( )引起的。
[ ]A.岩石颗粒骨架破裂B.拉伸破坏C.岩石致密完整D.剪切破坏E.岩石中存在明显节理。
四、分析题:1.两个处于同一水平且相互平行的直径为d 的隧道,假设其围岩处于弹性状态,请问:二者之间的距离应大于多少才可认为它们互不影响?如果两隧道中心相距2.5d ,试分析(可定性)说明两隧道之间岩体的受力状态。
2.绘制围岩产生塑性变形破坏状态下巷道围岩内的应力分布示意图,根据应力分布图作围岩划区,并在图上标注名称。
3.结合大理岩单轴压缩应力应变曲线,分析压密、弹性和塑性变形阶段,并在曲线上标示出初始弹模量、弹性模量和变形模量的测定方法。
4.在进行水平巷道设计时,需要进行巷道走向和巷道断面布置等设计。
某地质区域的原岩应力为:1σ和3σ均为水平方向,其方位分别为南北方向和东西方向,2σ沿铅垂方向,试从有利于水平巷道围岩稳定角度考虑,合理选取巷道走向和巷道断面形状及其布置。
5.试结合围岩与支架的共同作用原理图,分析围岩支护原理。
6.阐述合理的支护刚度和支护时间是巷道围岩安全经济的重要保障。
7.对软弱破碎岩体中的巷道围岩,如采用锚杆支护,试解释锚杆支护的力学作用,选取锚杆的长度和布置网度的原则是什么?8.为什么在一个原岩应力不是静水压力状态的岩层中,从围岩稳定性来看,圆形坑洞并不是理想形状的坑洞?什么形状并满足什么条件才是理想的坑洞?五、计算题:1.对砂岩试件进行单轴压缩试验,测得其单轴抗压强度σc =75MPa ;三轴压缩试验表明其强度曲线为直线,符合莫尔-库论理论,其倾斜角为450。
试确定承受σ3=10MPa 的围压时,试件达到峰值强度时的轴向应力。
2.在某矿区的巷道埋深650m ,其上覆岩层从上到下为①:泥灰岩,重度25kN/m 3,埋深0~150m ;②大理岩,重度27kN/m 3,埋深150~450m ;③闪长岩,重度28kN/m 3,埋深450m 以下。
已知闪长岩为均质、各向同性的线弹性体,其泊松比0.27。
试求巷道所在深度岩层内的地应力(原岩应力)。
3.将岩样加工成直径50 mm 、高100 mm 的试样,然后进行单轴压缩试验,当载荷达到500 kN 时,试件破坏,测得破裂面与试件轴线夹角为300。
假设岩石符合莫尔-库仑理论,试确定岩石的单轴抗压强度、内摩擦角、粘结力和单轴抗拉强度;如用该岩石进行三轴压缩试验,试计算围岩为10 MPa 时,轴压达到多大时岩石发生破坏?4.在地下1200m 深处的各向同性岩层中开挖半径为2.5m 的水平圆形巷道,已知该巷道上覆岩层的平均密度为 2.9×103kg/m 3,巷道所在深度区域岩层的泊松比为0.32,原岩应力为自重应力,岩体的粘结力10MPa ,内摩擦角为450。
试评价巷道围岩的稳定性;如围岩发生拉伸破坏,指出拉伸区位置;如围岩发生剪切破坏,指出剪切体的位置。
5.设有一圆形竖井,半径为3m ,穿过岩层的平均容重为27kN/m3,岩层内无构造应力。
计算1)距地表500m 深度、距井筒中心5m 处的三维应力,已知该深度岩层的泊松比为0.3,岩层完整、均匀、各向同性;2)假设无支护,试验算距地表500m 深度井筒围岩的稳定性,已知该深度岩层的内摩擦角为450、粘结力为20MPa 。
参考答案一、名词解释:1.由结构面和结构体组成的地质体。
2.因工程开挖打破了原岩应力平衡状态而在其周围一定范围产生应力重新分布的岩体。
3.随时间的增长蠕变逐渐停止的蠕变性质。
4.刚度较小的支护,它允许围岩适当变形并最终使围岩处于稳定状态。
5.物体在产生塑性变形的条件发生的破坏,常表现为随变形的增大其应力也增大的变形硬化阶段的破坏。
6.随时间的增长蠕变逐渐停止的蠕变性质。
7.岩石剪切变形过程中,由于产生与剪切方向垂直的位移和空化而使岩石体积增大的现象。
8.当恒定应力小于某一应力值,岩石将发生稳定蠕变,而大于该应力值时,岩石将发生非稳定蠕变,该应力值即为长期强度。
或岩石能保持长期稳定的最大恒定应力值。
9.岩石在随应力增大变形减小过程产生的破坏;或岩石塑性变形很小条件下产生的破坏。
10.在单轴压缩条件下,由于上下垫板的刚度大于岩石试件的刚度,试件在压缩下的泊桑效应因试件端面与垫板间的摩擦而受到约束,因此在试件两端形成锥形压缩区,区内岩石处于三轴压缩状态。
11.由于地壳造山运动和造陆运动中积累或剩余的一种分布力12.围岩岩体发生离层松脱之松脱体重量对支架产生的压力。
13.在恒定应力作用下物体变形随时间而增大并最终导致物体发生破坏的蠕变。
14.结构面中充填物厚度与结构面起伏差之比15.支护与围岩紧密接触共同变形过程中,围岩对支护的挤压力(作用力)。
16.物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载能力的性质。
17.材料在恒定应力作用下变形随时间而增大的性质。
18.岩体中结构面及结构体的形态及组合和排列特征。
19.三个主应力不相等(三轴向应力不相等)条件下的力学试验。
20.岩石剪切变形过程中,由于产生与剪切方向垂直的位移和空化而使岩石体积增大的现象。
21.不连续面剪切变形时,垂直位移与剪切位移之比,或剪胀角的正切。
二、问答题:1.在碎裂结构岩体中,以一定方式布置的预应力锚杆群,各锚杆的预应力在锚杆两端产生一个锥形压缩区,并使其互相连接起来,两端锥形压缩区之间岩体受到挤压,形成一个挤压加固带,这个带内的岩体强度得以提高,整体性加强,好似一个承载拱,可以更加充分地发挥围岩的自承作用,如图1所示。
图12.不连续面起伏度对不连续抗剪强度具有重要影响,起伏度越大,则不连续面的抗剪强度越大;无充填规划齿状不连续面抗剪强度公式)(ϕ+σ=τi tg 。
3.321σ=σ>σ 条件下的岩石力学试验。
围压增大,抗压强度增大,变形增大,其中,塑性和弹性变形特征因岩石不同而不同;破坏形式通常由脆性破坏转变为塑性破坏。
4.断层对边坡的切割往往是边坡破坏的主要控制因素,水则是导致边坡发生破坏的直接因素。
断层与边坡切割关系决定了边坡的破坏形式如楔体破坏、不面破坏等,水减增大边坡的下滑力和减小断层的抗滑力,对边坡起到破坏作用。
5.纵向劈裂、斜面滑移;归结为拉伸破坏、剪切破坏。
6.为了消除端部效应对单轴抗压强度测定的影响,国际岩石力学学会推荐用高径比为2.5~3.0的试件做抗压试验。
7.剪切破坏、拉伸破坏;对应的强度理论分别为莫尔-库论理论和格里菲斯理论。
8.随围压增大,强度增大,塑性变形增大,总体变形增大,弹模增大,从脆性破坏转化为塑性破坏等。
9.(1)加固围岩:喷射混凝土或其中的水泥砂浆充填到裂隙中将裂隙和结构体重新粘结起来,起到了良好的加固作用,提高了表面围岩的整体性和强度。
(2)改善围岩的应力状态:喷射混凝土与围岩紧密接触,给围岩表面提供了一个经向抗力,使表面围岩由二向应力状态变成三向应力状态,稳定性得到改善。
10.三种弹的确定方法如图3所示,计算公式如下:图3初始弹模反岩石初始状态的变形特征、压密性能和空隙性;切线弹模反映岩石的弹性性能;割线弹模反映岩石的总体变形能力。
11.六种,即线弹性、弹塑性、塑弹性、塑弹塑Ⅰ、塑弹塑Ⅱ、弹塑蠕变三、判断题:1.a(√),b(×);2.√;3.C、F、C、F;4.(1)B、(2)C;5.F、G、D;6.C;7.A;8.D、B四、分析题:1.大于5倍半径即2.5d;当两隧道相距2.5时,两隧道之间的岩体处于两隧道开挖引起的应力重分布范围之内,应用公式:可进行定性和定量分析。