岩石力学试题

中国矿业大学2010 2011学年第二学期矿山岩体力学试卷(a)卷一、名词说明(20分，每个问题2分)1，岩体：岩体和各种结构面共同构成的复合体。2，体力：分布在物体全部体积内的每个粒子上的力。也称为质量力。3，构造面：岩体有多种不同的地质界面，这种地质界面称为构造面。4、岩石的多孔性：岩石的各种孔、裂纹体积总和与岩石总体积的比率，一般用百分比表示，也称为孔隙度。5，岩石的软化系数：水饱和岩石试件单向压缩强度与干燥岩石试件单向压缩强度之比。6，岩石强度：在各种载荷下岩石破坏时所能承受的最大应力。7，破坏准则：极限状态下的应力-应力关系，用于表示岩石破坏条件下的应力状态和岩石强度参数之间的函数关系。8、岩石的弹性：是指卸载后岩石变形可以完全恢复的特性。9、岩石流变性：在长期静态载荷下，岩石的应力和变形表现为随时间变化的特性。10，geostress:表示存在于地层中且不受工程干扰的自然应力。原锡应力，也称为初始应力。第二，单一选择题(30分，每个问题2分)1、以下不是矿山岩石力学的特征(b)a)工程支持大部分是临时结构b)在弹性阶段，只关心岩石的力学性质c)工作平面继续移动d)煤和岩石经常受到气体和影响。2、限制压力对岩石的最终强度(最大强度)有很大影响，随着限制压力的增加，岩石的3轴最终强度为(b)A) b减少)c)不变d)不一定增加3、在岩石室内单轴压缩试验中，在以相同岩石标本为对象的测试中，如果其余条件都相同，则下一个标本的强度最高(a)a)圆柱诗篇b)六边形环柱诗篇c)方形环圆柱诗篇d)三角形环圆柱诗篇4、岩石的破坏形式不取决于以下哪一项(c)a)岩石的特征和结构表面特征b)岩石应力状态相关c)岩石强度d)岩石环境条件5、巴西劈裂法测定岩石的抗拉强度要求(c)a)线荷载不通过试件的直径b)诗篇包含裂缝c)破损面必须通过试件的直径d)岩石诗篇是正方形的6、岩石的Griffith破坏标准是(b)a)压力破坏准则b)拉动破坏准则c)剪切破坏准则d)压力剪切破坏准则7、多个极限应力圆上断裂点的轨迹称为摩埃强度线/摩埃包络，在下图中，对于给定的岩石，是否存在应力圆3(C)a)肯定存在。b)不一定c)不存在d)与接收的外力相关8、以下哪一种岩石结构面没有根据地质原因分类(c)a)基本结构面b)构造结构面c)拉伸结构表面d)二次结构表面9、岩体强度由(d)控制a)岩石块强度b)结构面强度c)岩石块和结构表面强度d)岩块和结构表面强度及其组合方法10、岩体指标RQD分类是钻孔时长度超过10cm(含10cm)的岩心累积长度占总钻孔长度的百分比，对该分类方法的评价不正确如下(c)a)简单易行b)未考虑接头位置的影响c)考虑到填充物的影响d)快速、经济、实用的分类方法11、作用于支撑结构的围岩力(c)a)支撑压力b)围岩应力c)围岩压力d)开采应力12，通常在被外力破坏之前大于整体变形(c)的岩石称为塑性岩石。A) 1% b) 3% c) 5% d) 7%13，严格地说，岩石的泊松比仅适用于岩石的(b)范围。a)压缩阶段b)弹性范围c)塑胶零件d)销毁阶段14，根据体积变形的定义，体积变形为(a)A) B)C) D)15，根据性别谴责的原理，物体小部分的面力分布不同，但可以转换为静态同等面力，静态同等面力要求(a)a)主向量相同，同一点的主力矩也相同b)主矢量相同，对于同一点的主力矩不同c)主向量不同时，相同点的主力矩不同d)主矢量相同，对于同一点的主力矩是相同的第三，简单的回答(30分，每个问题5分)1、简述岩石的摩埃-库伦强度标准的优缺点？答：优点：物理概念明确(剪切破坏)，易于接受。反映岩石的拉伸强度小于压缩强度。可以解释岩石三向拉伸破坏、三向等压破坏的现象；简单，便于应用，更完美地反映了岩石强度特性。缺点：不考虑中间主应力S2作用，不符合实际情况。理论上得到的单轴拉伸强度比实际值大得多，结果单轴压缩强度不能很好地说明拉应力区和低应力区中岩石的实际强度特性。至于对大多数岩石压缩条件的破坏角度近似值，无法解释拉伸破裂；膨胀岩、蠕变岩和其他强度的比线差异很大。2、绘制一般岩石单轴压缩全应力应变曲线，并简述各阶段的特性？回答：步骤5:(1)压缩阶段(2)灵活的会话(3)塑料特性阶段(4)销毁阶段(5)残余应力阶段简述典型岩石蠕变的三个阶段，绘制岩石的典型蠕变曲线吗？a:第一个爬出阶段：过渡爬出(AB)第二个爬出阶段：恒定爬出(BC)第三个爬出阶段：加速爬出/不稳定爬出(CD)岩石的典型蠕变曲线4.简述了确定单个结构面岩体强度的想法(单个结构面的强度效应)？答：结构表面AB存在，在下图中，岩石破坏有两种可能性。a)沿AB结构面滑动；b)生成新的破裂面并沿新的破裂面滑动。(1)完整岩体的强度：此时，岩石破坏表面和最大主应力的角度为：结构面AB的正应力和剪应力如下：结构面强度：完整的岩体：结构面：5、结构应力特性简述？A: (1)主要是水平压缩应力；(2)分布不均；(3)有明确的方向。(4)；(5)在坚硬的岩石中更常见。6，写弹性力学三维问题的物理方程吗？回答：四、计算问题(20分，每个问题10分)1、指定的荷载均匀分布在矩形楼板边缘。基板厚度b=50mm、边缘AB=400mm、BC=500mm。是否为显示的l，m轴确定应力分量？sl=lx2sx ly2 sylz 2 SZ 2(lxlytxx lylzzxz)sm=mx2sx my 2 sym z2 SZ 2(mxmy txy mym zyz mxmzxz)tlm=lmx sx lymy sy lzsz(lxx my lymx)txy(lymz lzmy)tyz(lzmx lxmz)txz2，压力应力达到=30MPa，=5mmpa时，将断面在水平面上67.5之间的岩石试件设定为3轴压缩试验，以达到摩尔库仑破坏准则。(1)试验岩石的内聚力c和内摩擦角？(2)求岩石的单轴压缩强度吗？(3)=10MPa时，是否要求出此岩石的3轴压缩强度？中国矿业大学2010 2011学年第二学期矿山岩体力学试卷(b)卷一、名词说明(20分，每个问题2分)1，岩石：由于地质作用，矿物或岩石按照一定规律聚集而形成的自然物体。2，面力：分布在物体表面的力称为面力。3，岩石的密度：表示单位体积的岩石(不包括空隙)的质量。4，岩石的膨胀：岩石破碎后的体积将比整个状态增加，这种性质称为岩石的膨胀性。5，岩石的膨胀：岩石遇到水，体积增加的现象。6、岩石单轴压缩强度：单轴压缩载荷下岩石破坏前所能承受的最大压缩应力。7，建构方程式：通常表示应力过程的应力应变关系。8、岩石的塑性：表示卸载后岩石变形不能完全恢复，发生残余变形的特性。9，蠕变：应力恒定，随着时间的推移变长，变形增加的现象。10，原岩：指不受开采影响的天然岩石。第二，单一选择题(30分，每个问题2分)1，剪切应力xy表示(a)a)y轴方向与x轴垂直的面b)垂直于x轴的面，并沿x轴方向c)x轴方向与y轴垂直的面D) y轴方向与y轴垂直的面2，静态流体应力状态下的一点为(d)A) B)C) D)3、各个方向裂隙岩体的力学性质差异很大，这主要由构造面的(d)决定。a)厚度b)填充c)粗糙度d)裂缝的方向4、岩石试件单向压缩破坏形式表现为锥形损伤的原因(一)a)试块末端的摩擦效应b)岩石处于压缩状态c)岩石的剪切强度小于压缩强度d)岩石干燥5、岩石单轴压缩试验中，载荷速度越大，单轴压缩强度表示(b)a)越小，b)越高，c)不变d)必须6、岩石的Griffith破坏标准是(b)a)压力破坏准则b)拉动破坏准则c)剪切破坏准则d)压力剪切破坏准则7、多个极限应力圆上断裂点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络。岩石单轴压缩的极限应力源为下图中的(c)a)应力圆1 B)应力圆2 C)应力圆3 D)应力圆48、以下哪种岩石结构面(c)根据结构面力学的起源分类a)硬结构表面b)软结构表面c)拉伸结构表面d)二次结构表面9、岩体强度由(d)控制a)岩石块强度b)结构面强度c)岩石块和结构表面强度d)岩块和结构表面强度及其组合方法10、裂隙岩体强度(一)a)岩石强度和结构表面强度之间b)结构表面强度和岩石块强度同时大于c)小于结构表面强度和岩石块强度d)小于结构表面强度，大于岩石块强度11、一般被外力破坏之前(b)以下总变形的岩石称为脆性岩石。A) 1% b) 3% c) 5% d) 7%12、岩石的变形特性常用(c)和泊松比两个常数来表示。a)抗压强度b)极限变形c)弹性系数d)屈服应力13，根据点的应力状态和相应的轴转换关系，点的主应力等于(a)A) B)C) D)14、按应力求解弹性力学问题的兼容方程的本质为(b)a)平衡微分方程b)几何方程c)物理方程d)本构关系15、如果将空间问题简化为平面问题，并将平面设定为xoy面，则平面应力问题的特征是什么(a)A)sz=0，tzx=0，tzy=0 B)ez=0，gzx=0，gzy=0C)sz=0，ez=0，tzx=0 D)tzy=0，gzx=0，gzy=0第三，简单的回答(30分，每个问题5分)1、格里菲斯格里菲斯破坏标准的简要评价？A: (1)拉伸强度的推断比莫尔-库伦破坏标准更合理。(2)强度包络是曲线，更真实。(3)不能延伸到岩石破坏特征描述。2、简述岩石三向压缩的变形特性？A: (1)限制压力(横向应力)增加时，岩石的强度增加。(2)限制压力(横向应力)增加时，岩石的剩余强度增加。(3)限制压力(横向应力)增加时，岩石的塑性变形增加。岩石的脆性和塑性是相对的。(4)围压增加，岩石膨胀，膨胀也不发生。3、岩石流变粘性模型及其特性简述？答：此模型是弹性元件和粘性元件平行完成的，通常用于模拟粘弹性，也称为开尔文模型。系统加载时弹性变形不是立即完成的，而是随着时间的推移逐渐发展的。相反，当系统卸载时，弹性变形也不会立即完全恢复，随着时间的推移慢慢消失。也就是说，变形和应力之间存在时间上相对滞后的过程。4、stope周围应力分布特性的简要说明？A: (1) stope周围的煤中出现应力集中，并发生goaf范围内的应力减少。(2)煤壁正面是与采煤工作面一起不断变化的位置的全面支撑压力带；(3)工作面两侧是侧支压力带，分布位置相对固定。(4)相邻工作面支承压力叠加影响区应力集中系数大。(5)前(侧)支撑压力的一般分布如下：采空区附近侧范围压力小于原岩应力，减压区；从减压区到增压区；煤壁和支撑压力峰之间的区域，煤处于极限平衡状态；峰值倾向于向内逐渐减小压力，最终得到原岩应力。5、简述地应力分布的基本规律？A: (1) geostress是时间和空间的函数，是相对稳定的不稳定应力场。(2)垂直地应力基本等于上层地层的重量。(3)水平地应力通常大于垂直地应力。(4)平均水平应力与法向应力之比随深度的增加而减少，但不同地区的变化速度差异很大。(5)最大水平主应力和最小水平主应力也与深度具有线性增长关系。(6)最大水平主应力和最小水平主应力的值通常有很大差异，显示出很强的方向。(7)地