《矿山岩体力学基础》复习题(采矿12级).doc

矿山岩体力学题库一、填空题和概念题1、作用于物体的外力可以分为体力和面力两种类型。2、岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用的科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。3、大量实验和观察证明，岩体的破坏现象表现为脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏三种形式。4、物体本身不同部分之间相互作用的力叫做内力。5、岩石质量指标分类法将长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比对岩体进行分类。6、剪应力互等性是指作用在两个相互垂直的面上并且垂直于该两面交线的剪应力是互等的（大小相等、正负号相同）。7、原岩应力场是指天然存在于原岩内而与任何人为因素无关的应力场。8、为了计算方便和更为精确，岩体力学中对应力和应力分析的规定为以下四条：收缩正应变为正、压缩正应力为正、沿坐标轴正方向作用的力和位移分量为正、若截面内法线相对于坐标原点向内指，则截面上的剪应力相对于坐标原点向内为正，反之亦然。9、岩石单向抗压强度是指岩石试件在单向压（拉）力下抵抗破坏的极限能力或极限强度。10、岩石碎胀性是指岩石破碎以后体积将比整体状态下增大的性质。11、岩石的空隙性指岩石中孔洞和裂隙的发育程度，常用孔隙率表示。12、岩石的结构指决定岩石组织的各种特征的总和，通常是指岩石矿物颗粒的结晶程度，矿物或岩石碎屑颗粒的形状和大小，颗粒之间相互连结状况及胶结物的胶结类型等特征。地壳中的原岩应力场主要分为自重应力场和构造应力场两种类型。13、正应力指应力在其作用截面的法线方向的分量14、岩石蠕变曲线的三个阶段为过度蠕变（第一阶段蠕变）、定常蠕变（第二阶段蠕变）和加速蠕变（第三阶段蠕变）。15、岩石的弹性是指卸载后岩石变形能恢复的性质16、根据目前实验研究，把岩石受力后产生变形和破坏的过程分为四个阶段，分别是：压密阶段、弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段。17、岩石蠕变是指应力不变时，变形随时间增加而增加的现象。18、岩体结构是指岩体中结构面和结构体形态和组合的特征。19、有些材料在开始出现塑性变形后，常在应力不变或增加很小的情况下继续产生变形，这种现象称为屈服，这种变形叫做流变（变形与时间有关）。20、岩石应力达到最大值以后，并不立即完全丧失承载能力，在完全破坏点所保持的某一较小的应力值称为残余强度。三、简答题：1、简介地应力测量的主要方法。 答： 分为直接测量法和间接测量法。 直接测量法是用测量仪器直接测量和记录各种应力量。 间接测量法，不直接测量应力量，而是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的物理量的变化，通过其与应力之间存在的对应关系求解应力。 直接测量法包括：扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法等。 间接测量法包括：套孔应力解除法、局部应力解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法。2、 简述岩体质量评价与分类的发展趋势。答：影响岩体稳定性的因素很多，有岩性、岩石结构构造、结构面特征及其组合、岩体结构及其完整性、地下水、地应力等等。如何评价各方面的因素对岩体性质岩体稳定性的影响呢？如何充分综合考虑各种影响因素，对工程岩体质量和岩体稳定性进行评价，为岩石工程设计和施工提供依据，并保证岩石工程建设与运营的安全可靠、经济合理？前人提出了一种方法，即工程岩体分类(分级)。工程岩体分类（分级）研究现状：方法众多：定性、半定量和定量；单因素和多因素。主要考虑地质因素：岩石的强度、结构面发育情况、岩体的完整性、地下水条件等。还有的同时考虑施工因素的影响。3、 岩石与岩体的区别？答：岩石是由矿物+岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成德自然物体，岩体是由岩石、地质部连续面和不连续面内填充物组合成的天然地质体，岩体由于结构面的存在强度远低于岩石的强度。4、 岩石常见的破坏形式有哪些？答：脆性破坏：发生破坏时变形很小，明显声响，一般发生单轴或者是地围压坚硬岩石（岩爆） 延性破坏（塑性破坏）：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者是高围压坚硬岩石 弱面剪切破坏：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5、简介岩石在三向压缩下的变形性质。答： E、与单轴压缩基本相同；随围压增加三向抗压强度增加； 峰值变形增加； 弹性极限增加； 岩石由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。6、 简介岩石力学及其特点。答：岩石力学是一门研究岩石在外界因素（如荷载、水流、温度变化等）作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的学科。又称岩体力学，是力学的一个分支。研究目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题。它是一门新兴的，与有关学科相互交叉的工程学科，需要应用数学、固体力学、流体力学、地质学、土力学、土木工程学等知识，并与这些学科相互渗透。7、浅部地壳应力分布的一些基本规律有哪些？答：1.地应力是时间和空间的函数2.实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量3.水平应力普遍大于垂直应力4.平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减少,但在不同地区,变化的速度很不相同5最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系6最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大,显示出很强的方向性7.地应力的上述分布规律还会受到地形,地表剥蚀,风化,岩体结构特征,岩体力学性质,温度,地下水等因素的影响,特别是地形和断层的扰动影响最大.四、论述题： 1、试论述静水压力条件下圆形硐室围岩应力的分布特征。 答(1)切向应力为最大主应力，径向应力为最小主应力； （2）围岩中任一点的径向应力与切向应力之和为一常数；（3） 应力集中最大硐室周边，切向应力为原岩应力的2倍；（4） 影响范围为硐室半径的34倍。2、下图是岩石应力应变全过程曲线，试论述岩石应力应变全过程各个阶段的特点。答： 岩石典型应力-应变曲线：OA段：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；AB段：接近于直线，近似于线弹性工作阶段；BC段：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，B点是岩石从弹性转变为非弹性的转折点；CD段：为