岩石力学复习资料
岩体力学-复习资料资料

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。
《岩石力学》综合复习资料

《岩石力学》综合复习资料一、填空题1、当岩石孔隙度增大或孔隙压力增大时,岩石强度(1);当围压增大时,岩石强度(2)。
2、对于岩石而言,破坏前的应变或永久应变在(3)可作为脆性破坏,(4)作为延性破坏,(5)为过渡情况。
3、围压影响着岩石的残余强度。
随着围压加大,岩石的残余强度逐渐增加,直到产生(6)或(7)。
4、随着围压的增加,岩石的破坏强度、屈服应力及延性都(8)。
5、抗剪强度一般有两种定义:一种是指(9);另一种定义为(10)。
前者考虑到剪切破坏时岩石中包含(11)和(12);后者仅仅取决于(13)。
因此,亦有人称前者为(14),称后者为(15)。
确定岩石抗剪强度的室内实验常采用(16),从岩石三轴实验可知,当围压较低时,岩石剪切破裂线近似为(17);但当围压较高时则为(18)。
6、岩石的抗拉强度是指(19)。
可采用(20)方法来测定岩石的抗拉强度,若试件破坏时的拉力为P,试件的抗拉强度为σ,可用式子(21)表示。
7、在物理环境不变的条件下,若盐岩颗粒较大,则蠕变应变率(22)。
岩石蠕变应变率随着湿度的增加而(23)。
8、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(24)、(25)、(26)。
将这些变形单元进行不同的组合,用以表示不同的变形规律,这些变形模型由(27)、(28)、(29)。
9、在岩体中存在大量的结构面(劈理、节理或断层),由于地质作用,在这些结构面上往往存在着软弱夹层;其强度(30)。
这使得岩体有可能沿软弱面产生(31)。
10、Griffith理论说明了裂缝(32),但不能说明裂缝(33)。
11、在加压过程中,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(34)时,井眼发生破裂。
此时的压力称为(35)。
当裂缝扩展到(36)倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(37),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为(38)。
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岩石力学复习资料岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的科学。
它是岩土工程学和地质科学等学科的基础,对于岩土工程设计和地质灾害研究具有重要意义。
本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。
一、岩石力学基本概念1. 岩石力学的定义岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。
2. 岩石力学的分类岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面,静力学研究岩石在静态力下的受力行为,动力学研究岩石在动态力下的受力行为。
3. 岩石力学的应用领域岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地震工程等领域。
二、岩石的力学参数1. 岩石的强度参数强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
2. 岩石的变形参数变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数,包括弹性模量、切变模量、泊松比等。
3. 岩石的破裂参数破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数,包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。
三、岩石的力学行为1. 岩石的离散性与连续性岩石具有离散性与连续性两个特点,离散性体现为岩石的裂缝和节理,连续性体现为岩石的均质性和各向同性。
2. 岩石的强度与变形特性岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容,强度特性决定了岩石的抗破坏能力,变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。
3. 岩石的破坏机理岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容,常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
四、岩石力学实验岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段,常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。
五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法,通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析,可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。
2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用,通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究,可以预测地震对岩石体的影响,提高地震工程的抗震能力。
岩石力学复习

这是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素 。
1 .岩石的基本构成与分类
岩石结构是指岩石总矿物颗粒相互之间的关系,包括颗粒的 大小、形状、排列、结构连结特点及岩石中微结构面(内部 缺陷) 结构连结:结晶连结和胶结连结 结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,岩石 的强度较大。 胶结连结:岩石中颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起。
• 这个指数也可在实验室内借助耐崩解仪按有关规定。
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第二章:岩石的强度
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1.概 述
岩石的强度性质: 岩石抵抗外力破坏的能力—岩石的强度。
岩石的极限强度: 岩石发生破坏时所能承受的最大载荷叫做极
荷,用单位面积表示则称为极限强度。
限载
2.岩石的破坏形式
1、脆性破坏: 特点:破坏前没有显著变形(突然性)。 原因:可能是岩石中裂隙的发生和发展的结果。 规律性:坚硬岩石在一定的条件下都表现出脆性破坏的性质。
微结构面: 矿物颗粒内部的微小弱面及空隙。包括矿物的节理面。
1 .岩石的基本构成与分类
岩石分类
岩浆岩:强度高、均质性好
沉积岩:强度不稳定,各向异性 变质岩:强度稳定性与变质程度和
原岩性质有关
2 .岩石与岩体的关系 岩体
结构面
岩块
不连续面: 包括节理、裂隙、 孔隙、断面、孔洞、 层面。
• 岩块是指从地壳岩层中切取出来的、无显著软弱面的岩石块体。
特点:沿结构面滑动。 原因:弱面剪切破坏。由于岩层中存在节 理、裂隙、层理、软弱夹层等弱结构面,岩 层的整体性受到破坏。在荷载的作用下,这 些弱结构面上的剪应力大于该面上的强度时, 岩体就发生沿着弱面的剪切破坏。 规律性:明显存在弱面的岩石常表现出弱 面剪切破坏。例如,岩基和岩破沿着裂隙和 软弱层的滑动以及小块试件沿着潜在破坏面 的滑动。
岩石力学复习重点

岩石力学复习重点第一章、绪论1.岩石材料的特殊性:岩石材料不同于一般的人工制造的固体材料,岩石经历了漫长的地质构造作用,内部产生了很大的压应力,具有各种规模的不连续面和孔洞,而且还可能含有液相和气相,岩石远不是均匀的、各向同性的弹性连续体。
2.岩石与岩体的区别:(1)岩石:是组成地壳的基本物质,他是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
(2)岩体:就是指一定工程范围内的自然地质体,他经历了漫长的自然历史过程,抵挡了各种地质促进作用,并在地应力的长期促进作用下,在其内部留存了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹例如不资源整合褶皱断层层理节理劈理等不已连续面。
重要区别就是岩体包含若干不连续面。
起决定作用的是岩体强度,而不是岩石强度。
3.岩体结构的两个基本要素:结构面和结构体。
结构面即岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面,包括物质的分界面与不连续面。
被结构面划分而构成的岩块,四周均被结构面所围困,这种由相同产状的结构面女团研磨而构成的单元体称作结构体。
第二章岩石的物理力学性质1.名词解释:孔隙比:孔隙的体积(vv)与岩石固体的体积的比值。
孔隙率:是指岩石试样中孔隙体积与岩石总体积的百分比。
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。
其大小取决于岩石中孔隙数量多少盒细微裂隙的连通情况。
膨胀性:是指岩石浸水后体积增大的性质。
瓦解性:岩石与水相互作用时丧失粘结力,全然失去强度时的单薄物质的性质。
提速:岩石在放大载荷促进作用下,当外力稳步减少时,岩石试件的体积不是增大,而是大幅度减少的现象。
蠕变:应力恒定,变形随时间发展。
松弛:应变恒定,应力随时间减少。
弹性后效:在装载过程中弹性快速反应落后于形变的现象。
长期强度:当岩石承受超过某一临界应力时,其蠕变向不稳定蠕变发展,当小于该临界值时,其蠕变向稳定蠕变发展,称该临界值为岩石的长期强度。
2.岩石反反复复冻融后强度上升的原因:①形成岩石的各种矿物的膨胀系数相同,当温度变化时由于矿物的涨缩失衡而引致岩石结构的毁坏;②当温度减低到0℃以下时岩石孔隙中的水将结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石的结构发生改变,直至破坏。
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岩石力学复习重点1.1、岩体:岩体是指在一定的地质条件下,含有诸如裂隙、节理、层理、断层等不连续的结构面组成的现场岩石,它是一个复杂的地质体。
2.1、岩石的渗透性:在一定的水力梯度或压力作用下,有压水可以透过岩石的孔隙或裂隙流动。
岩石这种能透水的能力称为岩石渗透性。
2.2、结构体:结构体是不同产状和不同规模结构面相互切割而形成的、大小不一、形态各异的岩石块体。
2.3、结构面的类型:按成因可分为原生结构面、构造结构面、次生结构面。
2.4、岩层产状三要素:走向、倾向、倾角。
2.5、RQD概念:用来表示岩体良好度的一种方法。
根据修正的岩芯采取率来决定的。
2.6、RMR法评价岩体的方法:该分类系统由完整岩石强度、RQD值、节理间距、节理状态及地下水状况5类指标组成。
具体做法为:(1)根据各类指标的数值,逐次计分,求和得总分RMR值(P27页表2-10);(2)根据节理、裂隙的产状变化对RMR的初值加以修正(P27页表2-11),以强调节理、裂隙对岩体稳定产生的不利影响。
3.1、脆性破坏、塑性(延性)破坏、弱面剪切破坏的基本概念;脆性破坏:岩石发生破坏时,无显著变形,声响明显,一般发生在单轴或低围压坚硬岩石(岩爆)。
塑形破坏:岩石发生破坏时,变形较大,有明显的“剪胀”效应,一般发生在较软弱岩石或高围压坚硬岩石。
沿软弱结构面(原生)剪切破坏:由于岩层中存在节理、裂隙、层理、软弱夹层等软弱结构面,岩层整体性受到破坏;在外荷载作用下,当结构面上的剪应力大于该面上的强度时,岩体发生沿弱面的剪切破坏。
3.2、影响岩石抗压强度的因素;矿物成分、结晶程度和颗粒大小、胶结情况、生成条件、风化作用、密度、水的作用、试件形状和尺寸、加载速率。
3.3、形态效应和尺寸效应的含义;因应力集中,通常圆柱形试件的强度高于棱柱形试件的强度。
对于棱柱形试件,截面边长越多,其强度越高,这种影响称为形态效应。
岩石试件的尺寸越大,其强度越低,这一现象称为尺寸效应。
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岩石力学复习资料1、岩石力学——研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的立场产生效应的一门理论科学。
2、岩石——组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然体。
3、岩体——岩体是地质体,一定工程范围内的自然地质体,经过各种地质运动,内部含有构造与裂隙。
4、岩石结构——岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型。
5、岩石构造——岩石的组成部分在空间排列的情况。
6、渗透系数——表征岩石渗透性能的大小。
7、软化系数——岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。
8、弹性——在一定应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力后立即回复其原有的形状和尺寸大小的性质,称为弹性。
产生的变形称为弹性变形。
9、岩石的变形指标有弹性模量、变形模量、泊松比。
10、弹性模量——在单向压缩条件下,弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比。
11、变形模量——在单轴压缩条件下,轴向应力与轴向总应变之比。
12、泊松比——横向应变与轴向应变之比。
13、单轴抗压强度——岩石试件在无侧隙的条件下,受轴向压力作用至破坏时,单位横截面积上所承受的最大压应力。
14、抗拉强度——岩石在拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。
15、抗剪强度——岩石在剪切载荷作用下抵抗剪切破坏的最大剪应力。
16、流变性——指介质在外力不变的条件下,应力或应变随时间变化的性质。
17、蠕变——介质在大小和方向均不改变的外力作用下,其变形随着时间的变化而增大的现象。
18、松弛——介质的变形保持不变时,内部应力随时间变化而降低的现象。
19、弹性后效——对介质加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。
20、结构面——指岩体中存在着各种不同成因和不同特性的地质界面,包括物质的分界面、不连续面。
21、准岩体强度——由完整岩石试件的强度和完整性系数K确定。
22、完整性系数——弹性波在岩体中传播纵波速度的平方与在岩石中传播纵波速度的平方之比。
岩石力学复习资料共20页
第一章1 岩石的造岩矿物有哪些?P13答:有正长石,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岩石的结构连接类型有结晶连接,胶结连接。
P153何谓岩石的微结构面?主要是指那些?P13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。
包括矿物解理,晶格缺陷,晶粒边界,粒间空隙,微裂隙等。
4 岩石按地质成因分类,分三类,有岩浆岩,沉积岩,变质岩。
P17岩浆岩:岩浆不断向地壳压力低的地方移动,以致冲破地壳深部的岩层,沿着地缝上升,上升到一定的高度,温度、压力都发生降低,当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时,迫使岩浆停留,凝成岩浆岩。
水成岩:也叫沉积岩,是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质,在原地或被外力搬运,在适当的条件下沉积下来,经胶结和成岩作用而形成的,其矿物成分主要是粘土矿物,碳酸盐和残余的石英长石等,句层理结构,岩性一般哟明显的各项异性,按形成条件及结构特点,沉积岩分为:火山碎屑岩,粘土岩,化学岩和生物化学岩变质岩:是在已有岩石的基础上,经过变质混合作用后形成的,温度和压力的不同,生成比不同的变质岩。
5岩石物理性质的主要指标及其表达方式是什么?P24-29有容重,比重,孔隙率,含水率吸水率,渗透系数,抗冻系数。
重点是:比重、容重、吸水率、透水性的公式看看。
岩石在一定的条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性,含水率=岩石中水的质量与岩石烘干质量的比值。
岩石的透水性是岩石能被水透过的的性能。
可用渗透系数来衡量。
P30 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因是:一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、缩不均匀二导致岩石的结构破坏;二当温度降到O°C一下时,岩石空隙中的水讲结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石结构发生改变,直至破坏。
6 岩石的的强度及岩石单轴压缩破坏有几种形式?P31岩石在各种载荷的作用下达到破坏的时所能承受的最大压力称为岩石的强度。
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1、岩石的物理性质(1)容重:单位体积岩石的重量称为岩石的容重。
一般来说,岩石的容重越大,岩石的力学性质也越好。
(2)比重:岩石固体部分的重量和4℃时同体积纯水重量的比值。
(3)孔隙性:岩石的孔隙率是岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值。
岩石的孔隙率是岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值。
孔隙率是衡量岩石工程质量的重要物理指标之一。
岩石的孔隙率反映了孔隙裂隙在岩石中所占的百分率,孔隙率越大,岩石中的孔隙裂隙就越多,岩石的力学性能就越差。
(4)水理性:岩石与水互相作用时所表现的性质,包括吸水性、透水性和抗冻性。
①岩石的天然含水率:天然状态下岩石中水的质量与岩石的烘干质量的比值。
②岩石的吸水性:岩石在一定条件下吸收水分的性能。
℃的温③岩石的抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能。
岩石的抗冻系数是指岩样在25度区间内,反复降温、冻结、升温、融解,其抗压强度有所下降,岩样抗压强度的下降值与冻融前抗压强度的比值,即为抗冻系数。
岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因是: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;当温度降到0℃以下时,岩石孔隙中的水将结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石的结构发生改变,直至破坏。
2、岩石的力学性质(1)岩石的强度:岩石在各种荷载作用下,达到破坏时所能承受的最大应力。
(2)进行岩石力学试验所选用的试件必须是完整的岩块,不应包含节理裂隙。
(3)岩石的固有性质:凡是不受试件的形状、尺寸、采集地、采集人等影响而保持不变的特征。
如岩石的颜色、密度。
(4)岩石的强度指标受下列因素的影响:①试件尺寸:一般情况下,随着试件尺寸增大,岩石强度?②试件形状:正方体、长方体、圆柱体等③试件三维尺寸比例:圆柱体试件的高径比④加载速率:单轴抗压强度与加载速率成(正比/反比)⑤湿度:水饱和岩石试件与干试件相比,其强度(低/高)(5)国际岩石力学学会(ISRM)对岩石强度试验所使用的试件的形状、尺寸、加载速率和湿度等先后制定了标准。
《岩石力学》复习总结资料(考试用)
岩石力学补充资料第一章绪论1.1.1 岩石力学就是用力学的理论,观点和方法去研究岩石材料的力学行为及其工程应用的学科。
(实际上也称为“岩体力学”,是水利学科的一个重要分支学科)1.1.2 岩石力学的特点1)研究的广泛性:a、既古老,又年轻 b、跨行业2)研究对象的复杂性:a、组成:岩石——地质体(单独的力学性质+耦合效应);岩块、结构面→组合形成;块状结构、破碎结构、离散结构b、背景:地质力学环境的复杂性(地应力、地下水、物理、化学作用等)3)工程应用性(实践性)非常强4)社会经济效益显著§1.3 岩石力学的研究方法a.物理模拟 b,数学模型 c.理论分析第二章岩石的物理性状(性质)§2.1 岩体的结构特性岩石(根据成因)可分为:a.岩浆岩b.沉积岩c.变质岩☐断层:规模较大,宽度几米~几十米,延伸长度几百米~几公里;☐节理:规模中等,宽度几十厘米,延伸长度几米~几十米;☐裂隙:规模较小,宽度几厘米甚至更小,延伸长度几十厘米;§2.2 岩石的不连续性、不均匀性及各向异性由于岩石中存在各种规模的结构面(断裂带、断层、节理、裂隙)→致使岩石的物理力学性质→不连续、不均匀、各向异性2.2.1 岩石的裂隙性平面裂隙率:指岩石单位面积上各类裂隙面积所占比重。
2.2.2 各向异性:岩石的强度、变形指标(力学性质)随空间方位不同而异的特性。
(从岩石的不同方向施加荷载,其抵抗破坏的能力不同)a.正交各向异性(三个材料主轴、定义材料参数)b.横观各向同性(层状)§2.3 岩石的物理性质指标2.3.9 软化系数:岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,用软化系数(ηc)表示。
ηc讨论:ηc愈小则岩石软化性愈强。
研究表明:岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与空隙性。
当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物,且含大开空隙较多时,岩石的软化性较强,软化系数较小。
第三章岩石/岩体的强度§3.7 岩石中水对强度的影响在前面已经谈及,水工建设中岩体不可避免会遇到水,例如水的影响:改变岩石的物理力学性质(胶结构被破坏,化学溶蚀等)渗透压力→“空隙压力”→降低有效应力→强度降低§3.8 岩体强度分析岩体的强度分析包括结构体强度分析和结构面强度分析。
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1、岩石力学——研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的立场产生效应的一门理论科学。
2、岩石——组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然体。
3、岩体——岩体是地质体,一定工程范围内的自然地质体,经过各种地质运动,内部含有构造与裂隙。
4、岩石结构——岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型。
5、岩石构造——岩石的组成部分在空间排列的情况。
6、渗透系数——表征岩石渗透性能的大小。
7、软化系数——岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。
8、弹性——在一定应力范围内,物体受外力作用产生全部变形,而去除外力后立即回复其原有的形状和尺寸大小的性质,称为弹性。
产生的变形称为弹性变形。
9、岩石的变形指标有弹性模量、变形模量、泊松比。
10、弹性模量——在单向压缩条件下,弹性变形范围为轴向应力与试件轴向应变之比。
11、变形模量——在单轴压缩条件下,轴向应力与轴向总应变之比。
12、泊松比——横向应变与轴向应变之比。
13、单轴抗压强度——岩石试件在无侧隙的条件下,受轴向压力作用至破坏时,单位横截面积上所承受的最大压应力。
14、抗拉强度——岩石在拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。
15、抗剪强度——岩石在剪切载荷作用下抵抗剪切破坏的最大剪应力。
16、流变性——指介质在外力不变的条件下,应力或应变随时间变化的性质。
17、蠕变——介质在大小和方向均不改变的外力作用下,其变形随着时间的变化而增大的现象。
18、松弛——介质的变形保持不变时,内部应力随时间变化而降低的现象。
19、弹性后效——对介质加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。
20、结构面——指岩体中存在着各种不同成因和不同特性的地质界面,包括物质的分界面、不连续面。
21、准岩体强度——由完整岩石试件的强度和完整性系数K确定。
22、完整性系数——弹性波在岩体中传播纵波速度的平方与在岩石中传播纵波速度的平方之比。
23、普氏系数——表征岩石稳定性大小的性质。
24、RQD——本次钻孔取芯不小于10cm岩芯的总长与进尺之比。
25、原岩应力——由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应。
26、地压——因围岩位移和冒落破坏而作用在支架上的压力。
27、地压现象——围岩发生变形、出现裂隙、断裂冒落和支架破坏的现象。
28、二次应力——巷道开挖后,初始应力的平衡状态被打破,初始应力场将发生改变。
如果新的应力未超过岩体的承载能力,岩体中就会建立起新的应力平衡,应力发生重新分布。
29、变形地压——在大范围内岩体受支架约束而产生对支架的压力。
30、散体地压——当岩体较为破碎时,或初始应力较大时,开巷后围岩会发生冒落破坏。
架设支架后,冒落下的岩体会以重力的形式作用在支架上。
31、冲击地压——坚硬围岩中积累了很大的弹性变形能,并以突然爆发的形式释放出的压力。
32、侧压力系数——岩体中原岩应力在水平方向的分量q与垂直方向的分量p的比值。
33、崩落角——指地表裂隙区的最边缘至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。
34、移动角——指地表位移边界线至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。
二、问答题
1、岩石与岩体的区别?P1
答:岩体是非均匀各项异形体,岩体内部存在着初始应力场,岩体内含有各种各样的裂隙系统,处于地下环境,受地下水等因素的影响。
2、影响岩石单轴抗压强度的因素?P24
答;一方面是岩石本身方面的因素,岩石的矿物组成、结构构造、密度、风化程度及含水量等;另一方面是实验条件方面的因素,如试件的几何形状、尺寸、加工精度、端面条件、加载速率及温度等因素。
3、获得岩石抗剪强度的方法?P28
答:直剪试验、倾斜压模剪切法、三轴试验。
4、什么是真三轴与假三轴试验?P15
答:真三轴试验是使试样处于三个主应力不相等(即σ1>σ2>σ3)的应力组合状态下的三轴压缩试验。
普通三轴处于σ2=σ3的应力状态下试验。
5、岩石的变形特征,全应力—-应力曲线如何获得?有何意义?
亦称“应力-应变图”。
表示材料在外力或外因变化的作用下,应力与应变变化特征的曲线。
全应力应变曲线,表征了岩石从开始变形,逐渐破坏,到最终失去承载能力的整个过程。
根据岩石的变形把全应力应变曲线分为6个阶段,各个阶段的特征和反映的物理意义如下:OA段,应力缓慢增加,曲线朝上凹,岩石试件内裂隙逐渐被压缩闭合而产生非线性变形,卸载后全部恢复,属于弹性变形。
AB段,线弹性变形阶段,曲线接近直线,应力应变属线性关系,卸载后可完全恢复。
(3)BC段,曲线偏离线性,出现塑性变形。
从B点开始,试件内部开始出现平行于最大主应力方向的微裂隙。
随应力增大,数量增多,表征着岩石的破坏已经开始。
CD段,岩石内部裂纹形成速度增快,密度加大,D点应力到达峰值,到达岩石最大承载能力。
DE段,应力继续增大,岩石承载力降低,表现出应变软化特征。
此阶段内岩石的微裂隙逐渐贯通。
残余强度。
强度不再降低,变形却不断增大。
6、典型蠕变可以分为几个阶段?P34
答:1.瞬时弹性变形阶段2.蠕变开始阶段3.蠕变第二阶段4.蠕变第三阶段
7、流变模型的基本元件有哪些?本构关系是什么?P35
答;弹性元件、粘性元件、塑性元件。
弹性本构关系:线性弹性、非线性弹性本构关系。
弹塑性本构关系:各向同性、各向异性本构关系。
流变本构关系:岩石产生流变时的本构关系。
流变性是指如果外界条件不变,应变或应力随时间而变化的性质。
强度准则、莫尔强度理论的基本观点、强度曲线的形式、该理论的优点与缺点?
莫尔强度理论,认为材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度,而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。
即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力,还与该点正应力相关。
优点:
①比较全面反映了岩石的强度特性。
②真实地反映了岩石抗剪强度与正应力有关的事实。
③受拉区闭合,范围小,反映了岩石抗拉强度低的事实,三向等拉时,缩于曲线与σ轴的交点,三向等拉是会破坏的。
④受压区是开放的,三向等压时,莫尔圆缩为一点,不能与强度曲线相切,故认为三轴等压时,岩石不会破坏。
⑤莫尔理论简单、实用、方便。
缺点:
①忽略了σ2影响,与试验有出入;
②对拉应力区强度线形式研究不够,也不适应蠕变、膨胀等情况。
9、结构面对岩体强度的影响?P58
答:对岩体力学性质的影响主要取决于结构面的产状、连续性、密度、形态、张开度、结构面充填状况及结构面组合关系等。
10、为什么进行岩体分类?常用的哪几种方法?P90
答:分类的目的是为岩体工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。
常用的有普氏分类法、按岩石质量指标(RQD)分类、节理岩体地质力学分类(RMR)、Q值岩体质量分类法、我国岩体基本质量分级(BQ)。
11、地壳浅部原岩应力分布的基本规律?P109
答:垂直应力分布规律:在深度为25-2700m的范围内,垂直应力呈线性增长,大致按平均重度等于27KNm3计算出来的重力。
水平应力分布规律:绝大多数情况下,水平主应力之一为最大主应力;水平应力具有明显的各向异性;水平应力随深度呈线性增长关系。
12、原岩应力的测量方法有哪些?P115
答:1.直接测量法:扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法、声发射法。
2.间接测量法:全应力解除法、局部应力解除法、地球物理方法。
13、地压分类?p145
答:变形地压、散体地压、冲击地压、膨胀地压。
14、根据围岩应力分布特点将围岩分为哪几个区?P165
答:塑性区、弹性区、原岩应力区。
围岩与支架共同作用,它的实质是什么?P166
支架与围岩是相互作用的一对力;支架的结构和尺寸对顶板压力有一定的影响;支架受力的大小及其在回采工作面上分布的规律与支架的性能有关。
16、普氏理论及自然平衡拱状态?P177
答:由于受弱面切割的影响,岩体既不是连续介质,也与完全松散的介质有区别,而是具有一定粘结力的松散介质。
巷道开挖后,由于应力的重新分布,部分围岩发生破坏,巷道顶部岩体冒落,现场观察和模型试验的结果都表明,顶部岩体冒落是有限的,冒落到一定程度后,顶板形成拱形而稳定下来,这就是自然平衡拱。
17、普氏与秦氏的地压计算有哪些区别?P179
答:普氏理论适用于顶板岩石稳定性较差,但侧帮稳定性较好,侧帮不发生破坏的情况。
当侧帮岩体的稳定性也较差时,就得利用秦氏地压计算。
19、采场应力分布特征P187
答:冒落带、裂隙带、弯曲带
20、空场法地压活动过程?
答:预兆阶段、大冒落阶段、稳定阶段。
21、采空区处理的主要方法?
答:崩落法、充填法、支撑法、隔离法、联合法。
22、井巷维护原则?
答:1、根据用途和服务年限,确定设计标准,进行维护设计
2、提高井巷围岩自身强度
3、选择合理的井巷断面形状与尺寸
4、选择合适的支护类型和支护时间
24、喷射砼与锚杆的力学作用P224
答:喷射砼:1、保护和加固围岩2、改善围岩应力状态3、提高围岩的自承能力锚杆1、悬吊作用2、组合作用3、挤压加固作用。