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岩石力学复习提纲

岩体力学复习提纲
一.概念题
1.名词解释:
(1)岩石;(2)岩体;(3)岩石结构;
(4)岩石构造;(5)岩石的密度;(6)块体密度;
(7)颗粒密度;(8)容重;(9)比重;
(10)孔隙性;(11)孔隙率;(12)渗透系数;
(13)软化系数;(14)岩石的膨胀性;(15)岩石的吸水性;(16)扩容;(17)弹性模量;(18)初始弹性模量;(19)割线弹性模量;(20)切线弹性模量;(21)变形模量;
(22)泊松比;(23)脆性度;(24)尺寸效应;
(25)常规三轴试验;(26)真三轴试验;(27)岩石三轴压缩强度;(28)流变性;(29)蠕变;(30)松弛;
(31)弹性后效;(32)岩石长期强度;(33)强度准则。

2.岩石颗粒间连接方式有哪几种?
3.何谓岩石的水理性?水对岩石力学性质有何影响?
4.岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看,岩石材料可分为哪些类型?
5.岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型,并用图线加以说明。

6.简述循环荷载条件下岩石的变形特征。

7.简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。

8.岩石的弹性模量与变形模量有何区别?
9.岩石各种强度指标及其表达式是什么?
10.岩石抗拉强度有哪几种测定方法?在劈裂法试验中,试件承受对径压缩,为什么在破坏面上出现拉应力破坏?
11.岩石抗剪强度有哪几种测定方法?如何获得岩石的抗剪强度曲线?
12.岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响?哪一种状态下的强度较大?
13.简述影响岩石单轴抗压强度的因素。

14.岩石典型蠕变可划分为几个阶段,图示并说明其变形特征?
15.岩石流变模型的基本元件有哪几种?各有何特征?
16.简述马克斯伟尔(Maxwell)模型和凯尔文(Kelvin)模型的特点。

17.何谓岩石长期强度,其与岩石瞬时强度的关系如何?其研究实际意义是什么?
18.莫尔强度理论的主要观点是什么?如何根据莫尔强度理论判断岩石中一点破坏与否?
19.简述格里菲斯强度理论的基本观点,并写出格里菲斯条件。

20.对岩石进行单轴抗压试验,如果发生剪切破坏,破坏面是否一定是试样中的最大剪应力面?为什么?如果发生拉断破坏,此时的抗压强度是否即为抗拉强度?为什么?
21.结构面的起伏形态有哪几种?巴顿将结构面的粗糙度划分为几级?
22.岩体中的结构体有哪几种类型?
23.根据岩体中结构面和结构体的成因、特征及其排列组合关系,岩体结构划分为哪几种类型?
24.岩体拉伸破坏和剪切破坏机理如何?
25.简述水对岩体有哪些影响?
26.在三维应力作用下含有一组不连续面的岩体可能发生哪些破坏方式?产生某种破坏方式取决于什么参数?
27.岩体工程分类与岩体结构分类有什么不同?岩体工程分类考虑的主要因素有哪些?目前国内外常用的岩体工程分类方法有哪些?
28.简述RMR法和Q法。

29.初始应力、二次应力和应力场的概念是什么?
30.请阐述海姆假说和金尼克假说。

31.试述地应力的成因。

地应力场的主要组成部分是什么?
32.岩体原始应力状态与哪些因素有关?
33.什么是侧压系数?海姆假说和金尼克假说中的侧压系数分别为多大?
34.何谓高地应力?任何判别高地应力?
35.地应力测量方法分哪两类?两类的主要区别在哪里?每类包括那些主要测量技术?
36.简述套孔应力解除法的基本测量原理和主要测试步骤。

37.简述水压致裂法的基本测量原理,并对水压致裂法的主要优缺点作出评价。

38.简述应力解除法的基本原理。

39.简述声发射法的主要测试原理。

40.井巷维护原则有哪些?
41.井巷支护的支架包括哪些?
42.注浆加固作用机理是什么?
43.注浆包括哪些工艺?
44.锚索支护结构主要包括哪些?
45.锚索施工的主要工艺包括哪些?
46.喷射混凝土的适用条件及施工工艺是什么?
47.喷层和锚杆的力学作用什么?
二.计算题
1.将某矿的页岩岩样做成边长为5cm 的三块立方体试件,分别作剪切角度为45°、
55°和60°的抗剪强度实验,施加的最大载荷相应地为22.4、15.3和12.3kN ,求该页岩的内聚力C 和内摩擦角ϕ值,并给出该页岩的抗剪强度曲线图。

2.某种岩石的两组抗剪强度试验数据为: 1n σ=6MPa ,1τ=19.2MPa ;2n σ=lOMPa ,
2τ=22MPa 。

求该岩石的内聚力和内摩擦角,并估算在围压为5MPa 时的三轴抗压强度。

3.将直径为5cm 的岩芯切成厚度为2.5cm 的圆盘形试件,然后进行劈裂试验,当荷载达到9.125kN 时,试件即发生开裂破坏,试计算试件的抗拉强度。

4.已知抗剪强度参数C 、ϕ,是根据莫尔—库仑理论推导c σ、t σ的表达式。

5.假定岩石中一点的应力为:σ1=61.2Mpa ,σ3= -19.1MPa ,室内实验测得的岩石
单轴抗拉强度t σ=8.7MPa ,剪切强度参数C=50MPa ,54.1tan =ϕ, 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。

6.有一岩柱,在单向受压时,其抗压强度为60MPa ,该岩石内摩擦角ϕ=30°。

采用莫尔—库仑强度理论,当侧向压力为5MPa 时,求:
(1)其轴向应力为多大时,岩柱发生破坏?
(2)破坏面的位置。

(3)其破坏面上的正应力和剪应力。

7.某岩石三轴试验时,围压为σ2=σ3= 10MPa ,并在轴压达到64MPa 时破坏,破坏
面与最小主应力夹角为60°。

已知岩石的破坏服从库仑准则,试求:
(1)内摩擦角;
(2)单轴抗压强度;
(3)内聚力;
(4)若该岩石在正应力为10MPa条件下进行剪切试验,抗剪强度多大?
8.有一矿柱受40MPa的垂直应力,矿柱的内聚力C=10MPa,内摩擦角 =30°。

采用莫尔—库仑强度理论,求:
(1)判断该矿柱是否发生破坏?
(2)破坏面的位置。

(3)如不使岩柱破坏,需加多大的侧向应力?
9.已知岩体应力状态:σ3=10MPa,σ1=50 MPa,岩体中有一组与最大主平面成42º角的结构面,其粘结力为C0=0.2 MPa,摩擦角为Φ0=30º,完整岩石的强度参数为:C=30MPa, Φ=40º,问在此种应力状态下岩体是否会发生破坏?
10.如果某一组结构面与最大主平面夹角为32º,岩体的强度参数为C=15MPa,Φ=35º,其余条件为σ3=10MPa,σ1=50 MPa,粘结力为C0=0.2 MPa,摩擦角为Φ0=30º,岩体是否会发生破坏?若发生破坏,将发生什么方式的破坏?
11.已知硐室顶板的最大主应力σ1=61.2MPa,最小主应力σ3=﹣19.1MPa,岩石的单轴抗拉强度σt=﹣8.7MPa,粘结力C=50 MPa,内摩擦系数f=tgΦ=1.54,使用莫尔强度准则判据判断顶板的稳定性,并讨论计算结果。

12.某矿大理岩试验成果如下:其单向抗压强度为σc=120MPa,当侧压力为σ3=σ2=80 MPa,其破坏时垂直压力为σ1=360 MPa。

试问:(1)当侧压力为σ3=σ2=60 MPa,垂直压力σ1=240MPa时,其试件是否破坏?(2)当侧压力为σ3=σ2=50 MPa时,能承受的最大垂直应力是多少?
13.根据对某矿花岗岩的测定结果:在岩体中弹性波的传播速度v=1750m/s,在该岩石试件中测得的弹性波的传播速度v=2120m/s,该岩石在室内试验测得的单向抗拉强度σt=20 MPa,单向抗压强度σc=220 MPa,试求该岩体的准岩体强度。

注意:考试时请带计算器、三角板、铅笔、橡皮。

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