01 岩体力学复习资料

一、填空题1、按照成因，岩石可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。

2、岩石的弹性变形特性常用弹性模量和泊松比两个常数表示。

3、在研究岩石的流变性质中，常用的三个基本原件为弹性元件、塑性元件和粘性元件元件。

4、根据岩石的延性度不同，岩石的破坏可分为延性破坏、脆性破坏、和过度型破坏三种类型。

5、岩石的室内剪切试验，常用的仪器有直剪仪、变角剪（压剪仪）和三轴实验机。

6、在相似材料模拟试验中，采用的三个相似定理分别是几何相似、动力相似和运动相似。

7、按围岩压力的形成机理，可将其划分为形变压力、松动压力、冲击压力和膨胀压力四种。

8、顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮（冒）落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。

9、结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。

10、岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。

11、常见的岩体工程分类方法包括RQD 质量指标分类方法、RMR 分类方法、RQD 、Ｑ方法。

12、岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和 5 个阶段。

13、边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。

14、岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护、强调监测和信息反馈。

15、椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，巷道周边不出现切向拉应力，应力分布较合理，布置采场、巷道时，都应该尽量遵循这一原则。

16、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。

17、锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。

18、结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。

当主应力与结构面垂直时，岩体强度与结构面无关。

19、岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。

20、根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区 4 个区域。

21、按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。

22、结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。

23、采空区处理的四类基本方法是崩落法、充填法、支撑法和封闭隔离法。

24、Em 为岩体变形模量；Eme 为弹性变形模量。

25、岩石流变包括蠕变、松弛、弹性后效。

26、岩石的块体密度可采用规则试件的量积法、不规则试件的蜡封法测定。

27、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类。

28、岩石的流变主要包括蠕变、松弛和弹性后效。

29、表征岩石抗剪强度的基本指标是内聚力和内摩擦角。

30、在研究岩石流变中，常用流变模型的三个基本元件为弹性、粘性和塑性元件。

31、大量的试验和观察证明，就破坏形式而言，岩石的破坏主要有拉破坏、剪切破坏和流变破坏。

32、原岩应力主要是由自重应力和构造应力组成。

33、大量的岩体试验表明，岩体的压力—变形曲线可以划分为四种类型，即：直线型、上凹型型和下凹型、复合型。

34、岩体天然应力量测方法主要包括：水压致裂法、扁千斤顶法和钻孔套心应力解除法三种方法。

二、名词解释8、岩石的水理性：岩石与水作用时所表现出来的性质称为岩石的水理性，它包括岩石的吸水性、渗透性、软化性膨胀性等。

9、二次应力：岩体开挖扰动了原岩的自然平衡状态，使一定范围内的原岩应力发生变化，变化后的应力称为次生应力或二次应力。

10、岩石的扩容：所谓扩容,是指岩石受外力作用后,发生非弹性的体积膨胀。

11、支承压力：一般将巷道或采场围岩应力平衡后，切向应力增加的部分称为支承压力。

12、应力松弛：应变恒定情况下，应力随时间增大而衰减的性质。

13、结构面：具有极低或者没有抗拉强度的不连续面。

包括一切地质分界面。

14、软化系数：岩石在饱和状态下单轴抗压强度与干燥状态或者自然状态下岩石单轴抗压强度的比值。

15、边坡稳定性系数：边坡滑移面抗滑力与下滑力的比值。

16、岩石的碎胀性：岩石破碎后体积增大的性质。

17、准岩体强度：根据试验室中试块强度估算得到的岩体强度称为准岩体强度。

18、岩石质量指标:直径为75mm 的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm 的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。

19、岩石流变：应力不变，应变随时间增大的现象叫蠕变；应变不变，应力随时间减小的现象叫松弛，统称为流变。

20、原岩应力：在工程中指天然存在于岩体之中(内部)而与任何人为因素无关的应力，也称天然应力。

21、构造应力：由于地质构造活动在岩体中引起的应力场，这种应力与一定范围地质构造有关，其主要特点是水平应力大于覆岩垂直应力分量。

这一作用可以持续到地层深处。

22、应力重分布：岩体受到工程活动扰动，引起岩体中初始应力的转移变化形成的新的应力场状态。

23、围岩:在岩体中的各种坑道，开挖打破了岩体原始应力平衡状态，在其周围一定范围内的岩体中发生应力重分布，通常将这部分岩体叫围岩。

24、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。

有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。

25、岩体：岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

岩石的抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，也叫单轴极限抗压强度。

26、岩石的抗拉强度：岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。

27、岩石的抗剪强度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。

28、真三轴试验：在三轴压缩试验中，当三轴向主应力不相等时即（σ1>σ2>σ3）所做的压缩试验。

29、三轴压缩试验：试件在三向应力作用下进行压缩从而求出试件抵抗的最大的轴向应力的试验方法。

30、泊松比：是指在单轴压缩条件下，横向应变与轴向应变之比。

31、弹性滞后：多数岩石的大部分弹性变形在卸荷后能很快恢复，而小部分（约10%~20%）须经过一段时间才能恢复，这种现象称为弹性滞后。

.32、蠕变：岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质。

33、莫尔强度理论：指材料在极限状态下，剪切面上的剪应力达到抗剪强度而破坏，而抗剪强度是与剪切面上得正应力有关得。

34、地压与支承压力：地压指开挖引起原岩应力的重新分布，也叫矿压（岩压）或矿山压力（二次应力）；支承压力指地压中垂直应力的增高部分35、扩容：在岩石的单轴压缩试验中，当压力达到一定程度以后，岩石中的破裂或微裂纹继续发生和扩展，岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程，称之为扩容。

三、简述题18、试分析为什么在普通试验机上只能得到岩石变形的峰前曲线，而刚性试验机上能得到岩石变形的全程应力应变曲线。

答：普通刚性试验机上聚集能量，在岩石破坏瞬间超过了岩石破坏所需要的能量，致使岩石瞬间完全破坏，故无法获得全程曲线；刚性实验机在岩石破裂瞬间赋予岩石的能量不足以将岩石完全破坏，若要岩石试件进一步变形需要持续力的作用，故能获得岩石变形的全程应力应变曲线。

19、简述地应力分布的一般规律。

答：1）相对稳定的非稳定应力场，时间和空间的函数；2）实测垂直应力基本等于上覆岩层重量；3）水平应力普遍大于垂直应力；4）最大水平应力和最小水平应力随埋藏深度增加而增加；5）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小；6）最大水平主应力和最小主应力值相差较大，显示很强的方向性。

20、简述格里菲斯理论的基本思想及其适应条件。

答：任何材料的内部都存在着各种缺陷（裂隙），该裂隙在复杂应力作用下，这些裂隙端部会产生拉应力集中。

当这些裂隙端部某一拉应力值超过该材料的抗拉强度时，裂隙便开始扩展，其方向最后将与最大主应力方向平行，导致材料发生脆性拉伸破坏。

该理论适用于脆性拉伸破坏。

21、基于莫尔应力圆理论，简述孔隙水压力对岩石强度的影响。

答：孔隙水压力不改变摩尔应力圆的半径大小，只是减小了应力圆的圆心坐标，致使摩尔应力圆向左侧强度准则线移动，随着孔隙水压力的增大，致使摩尔应力圆与准则线相切、相割，导致岩石破坏。

22、简述影响岩石强度指标的主要因素有哪些？答：1)矿物成分对岩石强度指标的影响；2）岩石结构构造对岩石强度指标的影响；3）岩石赋存环境（水、温度）对岩石强度的影响；4）岩石风化程度对岩石强度的影响；5）加载速度对岩石强度的影响；6）围岩受力状态对岩石强度的影响。

23、简述何为岩石质量指标（RQD)及其意义。

答：岩石质量指标。

岩芯长度大于等于 10cm 的长度总和与岩层钻孔长度的比值，百分数表示。

用来检验、评价岩体的质量。

24、岩石的强度的定义，试验中各种岩石强度指标的主要影响因素？答：岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力称为岩石的强度。

包括单轴抗压强度、单轴抗拉强度和剪切强度。

影响强度的因素：①试件尺寸；②试件形状；③试件三维尺寸关系；④加载速度；⑤试件湿度。

25、岩石破坏的三种机制？答：①脆性拉伸破坏；②剪切破坏；③沿结构面滑移(重剪切破坏)。

26、莫尔强度理论？答：莫尔强度理论认为：材料在压应力作用下的破坏或屈服，主要原因是某一截面上的剪应力达到一定的极限，但也和作用在该面上的正应力有关，导致该截面剪切滑动。

27、围岩及影响范围？答：原岩中因采掘而使初始应力发生显著变化(△σ＞5%σ)的区域称为采动影响范围。

采动影响范围的直径为井巷采场最大直线尺寸的3～5 倍。

习惯上将次范围内的岩体称为“围岩”。

28、岩石变形指标有哪些？最常见的。

答：①弹性模量和变形模量 E；②泊松比μ；③剪切模量 G；④拉梅常数λ；⑤体积模量 Kv。

29、岩石的力学性质研究内容，以及影响岩石力学性质的主要因素？答：主要研究岩石的强度和变形特征。

而影响岩石力学性质的因素很多，如水、温度、风化程度、加载速率、围压大小和各向异性等。

30、岩石拉伸破坏的强度理论？剪切破坏强度理论？答：岩石拉伸破坏的强度理论内容有最大线应变理论、格里菲斯理论，岩石剪切破坏的强度理论内容有莫尔强度理论和库伦理论。

31、塑性圈(松动圈)：如重分布应力超过围岩强度极限或屈服极限，造成洞室周边的非弹性位移，这种现象从周边向岩体深处扩展到某一范围，在此范围内的岩体称为塑性圈(松动圈)。

32、在我国，通常将结构面分为哪几级？在工程中主要涉及到哪几级？.按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应，可将结构面分为如下 5 级：I 级：指大断层或区域性断层，一般延伸约数十公里以上，破碎带宽约数米至数十米及几百米以上。

II 级：指延伸长而宽度不大的区域性地质界面，如较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。

III 级：指长度数十米或数百米的断层、区域性、延伸较好的层面及层间错动等。