岩石力学考纲.doc

1、 考纲1. 岩石、岩体，结构面的形成、概念与分类。 2. 岩石材料特性：3个 3. 岩石物理特性：3方面（孔隙性，含水率与水理性，不同含水条件下的密度）4. 岩石的变形特性：2个指标（E,)，全应力-应变曲线各阶段特点5. 岩石的强度特性：3个指标（单轴、三轴、剪切) （测试方法(剪切)，影响因素6. 破坏形式，强度准则及破坏判断(压-剪、Griffith-）7. 岩石的流变性质（时间效应）：概念，蠕变试验及曲线，长时强度2方法，蠕变模型（本构模型、蠕变方程、松弛方程）8. 岩体的力学特性：岩体分类指标（f，RQD，BQ）及判断，测试方法（法向变形）9. 岩体的力学特性：岩体分类指标（f，RQD，BQ）及判断，测试方法（法向变形）10. 地下工程及维护：围压压力（圆巷周边应力R0）、地压理论、共同作用原理、维护原则、新奥法2、3、 名词解释（21分，每题3分）4、 1.弹性力学基本假设5、 2.弹性6、 3.塑形7、 4.残余强度8、 7.结构体基本类型2、 辨析题节理与裂隙的区别（19分）3、 二、辨析题节理与裂隙的区别（19分）4、 三、简答题（40分）1.地应力分布规律（6分）5、 2.全应力应变曲线特点（6分）6、 3.岩石构造分类（7分）7、 4.如何岩石的真密度（7分）8、 5.如何测出岩石的谁碎胀系数（7分）9、 6.什么叫岩石力学？其研究内容是什么？研究方法有哪些？（7分）10、 四、计算题（20分）11、 1.设某岩体的结构体强度符合莫尔库仑强度准则，C20Mpa，j20，受三轴压应力作用，其中35MPaconsts。若此岩体受1s、3s的作用方向分别为铅直和水平，而岩体内仅包括有一条节理。该节理面的jC1MPa=，30jj=。节理对水平的倾角或为15，或为45，或为75，或为90。问：12、 （1）不考虑节理面影响，岩体极限平衡时的1?s=（2）在何种情况下，节理不破坏，仅岩块破坏？13、 （3）在何种情况下，节理不破坏，或岩块和节理都破坏且岩块面和节理重合？14、 （4）在何种情况下，岩块和节理都破坏，但岩石破裂面并不与节理面重合？中国矿业大学20002001学年第2学期矿山岩体力学试卷（B）卷考试时间：120分钟考试方式：闭卷一、名词解释（12分，每题3分）1.围岩应力2. 应变软化3. 蠕变4. 正应力5. 二、辨析题（14分）节理与裂隙的区别6. 二、辨析题（14分）节理与裂隙的区别7. 2.岩石力学问题解决步骤8. 3.写出RQD公式，并作出解释9. 4.水压致裂法步骤10. 二、名词解释（12分，每题3分）11. 1.岩石的抗剪强度2.扩容 3.单轴压缩 4.RQD二、论述题（30分）实验所确定的各种岩石强度受那些因素影响三、简答题（48分，每题12分）1.构造应力特点2.结构面上的正应力与剪应力3.原岩应力与原岩应力场的关系4.自重应力特点四、名词解释（60分，每题3分）1.地应力2.瓦斯3.主应力4.平面问题5.平面问题6.强度准则7.煤与瓦斯突出8.岩体结构11.屈服12.自重应力13.面力14.密度15.本构方程16.岩石的膨胀性17.蠕变18.原岩19.岩石的塑形20.弹性假设二、公式考查（5分，每题5分）写出三维问题的三大方程三、简答题（25分，）1.从维护围岩稳定的角度出发，怎样选择巷道的位置？（15分）2.有一横推断层，走向东西，北侧向动移动，试用莫尔强度理论确定形成断层时的最大主应力的大致方向（绘图说明）。(10分)一、名词解释（20分，每题5分）1、岩体2、体力3、结构面4、岩石裂隙度二、单项选择题（30分，每题5分）1、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（）A）线荷载不通过试件的直径B）试件含有裂隙C）破坏面必须通过试件的直径D）岩石试件为方形2、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（）A）原生结构面B）构造结构面C）张性结构面D）次生结构面3、围岩作用于支护结构上的力称为（）A）支承压力B）围岩应力C）围岩压力D）采动应力4、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（）的岩石称为塑性岩石。A）1B）3C）5D）75、严格地说，岩石的泊松比仅在岩石的（）范围适用。A）压密阶段B）弹性范围C）塑性部分D）破坏阶段6、根据圣维南原理，物体的一小部分边界上的面力可变换为分布不同但静力等效的面力，静力等效的面力要求（）A）主矢量相同，对于同一点的主矩也相同B）主矢量相同，对于同一点的主矩不同C）主矢量不同，对于同一点的主矩不同D）主矢量相同，对于同一点的主矩相同三、简答题（30分，每题6分）1、简述节理与裂隙的区别2、画出典型的岩石单轴压缩的全应力应变曲线，并简述各个阶段的特点？3、画出岩石的典型蠕变曲线？4、简述构造应力的特点？5、请写出弹性力学二维问题的物理方程？四、计算题（20分，每题20分）1、将某一岩石试件进行三轴压缩实验，其压应力达到1s30MPa、3s5MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为67.5，设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，（1）试求该岩石的粘聚力C和内摩擦角f？（2）求该岩石的单轴压缩强度？（3）当3s10MPa时，求该岩石的三轴压缩强度？132cos1sin1sin1sincffssff+=9.岩石的流变性10.软化系数二、辨析题（20分）简单辨析逆解法与半逆解法的区别与联系三、简答题（36分，每题6分）1.什么是莫尔一库仑准则？均质岩石中的剪切破坏是否发生在剪切应力最大的面上？2.根据格里菲斯强度理论的基本观点，岩石中裂纹的扩张方向与裂纹延展方向有什么关系？与最大主应力方向有什么关系？3.对于含有一组节理的岩体，单轴加压方向连续变化，岩体强度会发生怎样的变化（可绘图辅助说明）？4.坚硬致密的岩体与节理裂隙极其发育的岩体处于构造形迹埋藏深度岩石类型及上履岩层的容重均相同的条件下，它们的原岩应力是否相同？为什么？5.圆形和椭圆形断面巷道的围岩应力分布有何特点（与折线形相比）？6.围岩塑性区范围的大小与支架支护反力间有怎样的关系？fa=+六、名词解释（15分，每题5分）1.蠕变2.延性破环3.岩石孔隙率二、单项选择题（20分，每题4分）1、剪胀（或扩容）发生的原因是由于（）（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的（C）岩石的强度大小引起的（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的2、岩石的抗压强度随着围岩的增大（）。（A）而增大（B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变3、劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（）。（A）抗压强度（B）抗拉强度（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度4、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）它不是针对岩石材料的破坏准则（B）它认为材料的破坏是由于拉应力所致（C）它没有考虑岩石的非均质特征（D）它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用5、岩石的吸水率是指（）。（A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比（B）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比（C）岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比（D）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比三、简答题（35分，每题7分）1.岩石的饱水指标与岩石的抗冻性有何相关性？2.何谓岩石强度，取决于哪些因素？3.岩石的抗压、抗拉、抗剪指标试验方法各有哪些，有何优缺点？4.影响岩石单轴抗压强度有哪些？5.试比较逆解法与半逆解法四、计算题（30分）1.在地下600m处，掘进一圆形巷道，断面半径为3m，覆盖岩层的容重3/27mkN=g，侧压力系数为1，试求：（1）求离巷道壁面4m处围岩的径向应力rs和环向应力qs大小？（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r-rs和r-qs曲线图。（13分）2.、已知某砂岩的单轴抗压强度c=40MPa，内摩擦角=45。(1)试应用库伦剪切强度准则(Coulombsshearstrengthcriterion)计算该试件(jacketedspecimen)在围压3=10MPa作用下的峰值抗压强度。(2)如果有一结构面斜向穿透上述岩石试件，此结构面的外法线与竖向最大主应力方向的夹角=30，结构面的粘聚力CW=0，内摩擦角W=25，计算沿结构面滑移的强度，并分析此条件下结构面对岩体强度的影响。（17分）二、辨析题（30分）1.比较流变的三种模型中的任意两种（不要求掌握全部），各自的优缺点（18分）2.节理与裂隙的区别（12分）三、简答题（40分，每题8分）1.什么叫岩石？什么叫岩体？它们之间的区别何在？2.岩石按照成因分成哪几类？其各自的成因及特征是什么?试举出几种岩石实例。3.岩石的物理性质指标主要有哪些？它们是如何定义的？4.岩石的容重、密度取决于何种因素？与岩石的力学性质有何相关性？5.岩石的比重取决于何种因素？八、名词解释（15分）1.集度（3分）2.岩石力学（4分）3.面力（4分）4.圣维南原理（4分）二、单项选择题（20分，每题4分）1、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（）。（A）受拉破坏（B）受压破坏（C）弯曲破坏（D）剪切破坏2、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（）（A）1/21/5（B）1/101/50（C）25倍（D）1050倍3、某岩石试件相对密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度d为（）（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.484、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型？（）（A）弹簧模型（B）缓冲模型（C）弹簧与缓冲器并联（D）弹簧与缓冲器串联5、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（）。（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏三、简答题（50分）1.区分节理与裂隙（12分）2.消除端头摩擦（4分）3.岩石的流变模型（8分）4.套孔应力解除法（16分）5.研究岩石力学固有的困难性和复杂性（10分）四、计算题（15分）例5设某岩体的结构体强度符合莫尔库仑强度准则，C20Mpa，j45，受三轴压应力作用，其中35MPaconsts。若此岩体受1s、3s的作用方向分别为铅直和水平，而岩体内仅包括有一条节理。该节理面的jC1MPa=，30jj=。节理对水平的倾角或为15，或为30，或为75，或为85。问：（1）不考虑节理面影响，岩体极限平衡时的1?s=（2）在何种情况下，节理不破坏，仅岩块破坏？（3）在何种情况下，节理不破坏，或岩块和节理都破坏且岩块面和节理重合？（4）在何种情况下，岩块和节理都破坏，但岩石破裂面并不与节理面重合？九、名词解释（12分，每题3分）1.本构方程2.摩尔库仑强度准则3.圣维南原理4.半逆解法二、单项选择题（14分，每题2分）1、岩石与岩体的关系是（）。（A）岩石就是岩体（B）岩体是由岩石和结构面组成的（C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分2、大部分岩体属于（）。（A）均质连续材料（B）非均质材料（C）非连续材料（D）非均质、非连接、各向异性材料3、在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。（）（A）h/d较大，磨擦力很小（B）h/d较小，磨擦力很大（C）h/d的值和磨擦力的值都较大（D）h/d的值和磨擦力的值都较小4、岩石的弹性模量一般指（）。（A）弹性变形曲线的斜率（B）割线模量（C）切线模量（D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种5、岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为（）。（A）(B)（C）(D）6、由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（）。（A）脆性材料（B）延性材料（C）坚硬材料（D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征7、剪胀（或扩容）表示（）。（A）岩石体积不断减少的现象（B）裂隙逐渐闭合的一种现象（C）裂隙逐渐涨开的一种现象（D）岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象十、简答题（36分，每题6分）1.岩石的八个物理性质2.影响岩石力学性质的因素3.岩体的充填特征4.岩体质量评价5.水对煤岩力学性质的影响6.地应力的7个性质四、计算题（38分）1.某矿在距地表200米处