岩石力学复习提纲(11)120105

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？

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?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: ?n1＝6MPa，?1＝19.2MPa；?n2＝lOMPa，

?2＝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。 【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?＝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=120 MPa，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=240 MPa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