《岩石力学》考博真题-秋及答案
岩石力学试卷及答案
矿山岩石力学试卷及答案一、名词解释(每小题4分,共20分)1)岩体:指赋存在一定地质环境(应力场、渗流场和地温场)中的经受过变形与破坏,由一定岩石成分组成,含有一定结构的地质体。
(少一点扣0.5)2)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(少一点扣0.5,也叫的名称举出2个即可,不要求括号中一一列举,上面列举了四个)3)岩石的流变与松弛:岩石的流变性是指岩石应力、应变关系随时间而变化的性质。
松弛是指当应变保持恒定时,应力随时间增长而逐渐减小的现象。
(少一点扣0.5)4)岩体分类:是对影响岩体稳定性(工程设计、施工、维护)的各种因素建立评价指标,并利用其对工程辖区岩体进行评价,划分出不同的级别(类别)。
(少一点扣0.5)5)普氏平衡拱:指普氏系数f≥2、坑道埋深Z≥(2~2.5)倍压力拱高度时,在松散体中形成的一条抛物线形状的自然平衡压力拱。
满足f=岩石饱和单轴抗压强度/10=压力拱宽/压力拱高,沿拱切线方向只作用有压应力,而不能承受拉应力,作用在支架上的顶压仅为拱内岩体重量,与拱外岩体和坑道埋深无关。
(少一点扣0.5)二、填空题(每小题2分,共30分)1)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”。
列举工程意义一例:瓦斯抽排(或覆岩离层注浆减缓地表沉陷)。
2)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。
3)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。
4)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,等应力轴比时最好。
等应力轴比与原岩应力的绝对值无关,只和 值有关。
布置采场、巷道时,都应该遵循“椭圆长轴与最大主应力方向一致”;不得已时,可退而求次,寻找无拉力轴比。
(完整版)岩石力学试题及答案
(完整版)岩⽯⼒学试题及答案岩⽯⼒学试卷(闭卷)⼀、填空题(每空1分,共20分)1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油⽓⽔在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油⽓藏的良好盖层的是()。
2、为了精确描述岩⽯的复杂蠕变规律,许多学者定义了⼀些基本变形单元,它们是()、()、()。
3、在⽔⼒压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应⼒可能变成拉应⼒,当此拉应⼒达到地层的()时,井眼发⽣破裂。
此时的压⼒称为()。
当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进⼀步连续地劈开的压⼒称为()。
如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压⼒将逐渐衰减到()。
4、通常情况下,岩⽯的峰值应⼒及弹性模量随着应变率降低⽽(),⽽破坏前应变则随着应变率降低⽽()。
5、⼀般可将蠕变变形分成三个阶段:第⼀蠕变阶段或称();第⼆蠕变阶段或称();第三蠕变阶段或称()。
但蠕变并⼀定都出现这三个阶段。
6、如果将岩⽯作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。
⼆、选择题(每题2分,共10分)1、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、该准则不是针对岩⽯材料的破坏准则B、该准则没有考虑岩⽯的⾮均质的特性C、该准则忽略了岩⽯中裂隙的相互影响2、在地下,岩⽯所受到的应⼒⼀般为()。
A、拉应⼒B、压应⼒C、剪应⼒3、⼀般情况下,岩⽯的抗拉强度()抗压强度。
A、等于B、⼩于C、⼤于4、地层坍塌压⼒越⾼,井壁越()。
A、稳定B、不稳定C、⽆关5、初始地应⼒主要包括()A、⾃重应⼒和残余应⼒B、构造应⼒和残余应⼒C、⾃重应⼒和构造应⼒三、判断改错题(每题2分,共10分)2、岩⽯在常温常压下的变形特征与深层⼀致。
3、围压越⾼,岩⽯的变形能⼒越⼤。
4、岩⽯的⼒学性质主要是指岩⽯的变形特征和强度特征。
5、岩⽯应⼒应变的全过程曲线可以通过在常规试验机上进⾏单轴压缩试验得到。
(完整版)岩石力学考试试题含答案
(完整版)岩石力学考试试题含答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 岩石力学是研究岩石的()A. 物理性质B. 化学性质C. 力学性质D. 热学性质答案:C2. 以下哪种岩石属于沉积岩?()A. 花岗岩B. 片麻岩C. 砂岩D. 大理石答案:C3. 岩石的三轴抗压试验中,以下哪个方向的抗压试验结果最高?()A. 沿着岩石层理方向B. 垂直于岩石层理方向C. 沿着岩石节理方向D. 与岩石层理和节理无关答案:B4. 以下哪个因素对岩石的力学性质影响最大?()A. 岩石类型B. 岩石结构C. 岩石成分D. 岩石的水分含量答案:A5. 岩石力学中的强度准则,以下哪个是正确的?()A. 最大拉应力准则B. 最大拉应变准则C. 最大剪应力准则D. 最大正应力和最大剪应力的组合准则答案:D二、填空题(每题2分,共20分)6. 岩石力学中的三个基本假设分别是:连续性假设、各向同性假设和______假设。
答案:线性假设7. 岩石的三轴抗压试验中,当围压较小时,岩石的破裂形式主要是______。
答案:拉伸破坏8. 岩石力学中的弹性模量是描述岩石在______条件下变形能力的参数。
答案:弹性9. 岩石力学中的泊松比是描述岩石在______条件下横向应变与纵向应变之比的参数。
答案:轴向拉伸10. 岩石力学中的抗剪强度是描述岩石在______条件下抵抗剪切破坏的能力。
答案:剪切三、判断题(每题2分,共20分)11. 岩石的力学性质与岩石的成分和结构无关。
()答案:错误12. 岩石的抗压强度大于抗拉强度。
()答案:正确13. 岩石的泊松比越大,说明岩石的横向变形能力越强。
()答案:正确14. 岩石的三轴抗压试验中,围压越大,岩石的抗压强度越低。
()答案:错误15. 岩石的力学性质只受岩石本身的影响,与外部环境无关。
()答案:错误四、简答题(每题10分,共30分)16. 简述岩石力学中的摩尔-库仑准则。
答案:摩尔-库仑准则是一个描述岩石在剪切破坏条件下的强度准则。
《岩石力学》习题汇总及答案
练习题一、名词解释:1、各向异性:岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数:饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
3.长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.剪胀现象:岩石受力破坏后,内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、软岩(地质定义):单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
《岩石力学》习题库及详细答案
《岩⽯⼒学》习题库及详细答案练习题⼀、名词解释:1、各向异性:岩⽯的全部或部分物理、⼒学性质随⽅向不同⽽表现出差异的性质。
2、软化系数:饱⽔岩样抗压强度与⾃然风⼲岩样抗压强度的⽐值。
3、初始碎胀系数:破碎后样⾃然堆积体积与原体积之⽐。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构⽅程:描述岩⽯应⼒与应变及其与应⼒速率、应变速率之间关系的⽅程(物理⽅程)。
6、平⾯应⼒问题:某⼀⽅向应⼒为0。
(受⼒体在⼏何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平⾯应变问题:受⼒体呈等截⾯柱体,受⼒后仅两个⽅向有应变,此类问题在弹性⼒学中称为平⾯应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤⽴,⽀架仅承受孤⽴围岩的载荷。
3.长时强度:作⽤时间为⽆限⼤时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩⽯破坏前,因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移,导致体积扩⼤的现象5.⽀承压⼒:回采空间周围煤岩体应⼒增⾼区的切向应⼒。
1.平⾯应⼒问题:受⼒体呈等厚薄板状,所受应⼒为平⾯应⼒,在弹性⼒学中称为平⾯应⼒问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在⼒学联系,⽀架承受围岩变形⽽产⽣的压⼒,这种⼯作⽅式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩⽯强度称为准岩体强度。
4.剪胀现象:岩⽯受⼒破坏后,部断裂岩块之间相互错动增加部空间在宏观上表现体积增⼤现象。
5.滞环:岩⽯属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其⾯积⼤⼩表⽰因摩擦等原因消耗的能量。
1、岩⽯的视密度:单位体积岩⽯(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩⽯破坏前,因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移,导致体积扩⼤的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停⽌加、卸载,应变需经⼀段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩⽯在发⽣的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、软岩(地质定义):单轴抗压强度⼩于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩⽯。
1.砂⼟液化:饱⽔砂⼟在地震、动⼒荷载或其它物理作⽤下,受到强烈振动⽽丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作⽤或现象。
岩石力学测验考试测验考试含答案
岩石力学测验考试测验考试含答案Last revision date: 13 December 2020.岩石力学考试试题1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于()( A )岩体中含有大量的不连续( B )岩体中含有水( C )岩体为非均质材料( D )岩石的弹性模量比岩体的大2、岩体的尺寸效应是指()。
( A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系( B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象( C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象( D )岩体的强度比岩石的小3 、影响岩体质量的主要因素为()。
(A)岩石类型、埋深(B)岩石类型、含水量、温度(C)岩体的完整性和岩石的强度(D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照()。
(A)岩石的饱和单轴抗压强度(B)岩石的抗拉强度(C)岩石的变形模量(D)岩石的粘结力5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性()(A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、A 10、D6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面()(A)原生结构面(B)构造结构面(C)次生结构面7、岩体的变形和破坏主要发生在()(A)劈理面(B)解理面(C)结构(D)晶面8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是()(A)柱状>板状>块状(B)块状>板状>柱状(C)块状>柱状>板状(D)板状>块状>柱状9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为()(A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体(B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体(C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体(D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于()(A)结构面的性质(B)结构体型式(C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、B 9、A 10、D选择题1、在我国工程岩体分级标准中,软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为()。
岩石力学考试题及答案
岩石力学考试题及答案
一、岩石力学考试题:
1、岩石力学是什么?
A:岩石力学是一门研究岩石的物理性质和力学行为的学科,关注的是
岩石材料在外力作用下的变形、破坏等力学性能。
2、描述压力、切应力和抗拉应力的不同?
A:压力是岩石内部的一种内力,它是在岩石的组织单位之间产生的回
复力。
切应力是岩石内部的一种外力,它是岩石组织单位之间通过切
开或折断产生的拉伸力。
抗拉应力是岩石表面的一种外力,它是由岩
石表面受外界力作用产生的抗拉力。
3、岩石材料的哪些因素会影响其力学性质?
A:岩石材料的力学性质受到材料的结构特征、质量成分、温度和压力
等因素的影响。
岩石材料的结构特征决定了其机械特性,如硬度、抗
压强度等;质量成分影响岩石材料的机械性能,如热膨胀系数、密度等;温度和压力影响岩石材料的结构稳定性,影响其承受外力的能力。
4、岩石力学中什么是蠕变应力?
A:蠕变应力是岩石内部的一种外力,它是由断裂处的压力差异引起的
拉伸作用,主要是在长时间的载荷作用下产生的。
蠕变应力的大小与
断裂处的压力差异和岩石材料的性质有关,一般情况下其大小较小,
但有时也会超过抗拉应力和切应力的值。
5、什么是岩石失稳?
A:岩石失稳是指在力学外力作用下,岩石材料突然发生变形或破坏的
现象,也就是岩石材料的力学性能下降。
失稳的原因主要包括外力的
过大强度、断裂的不稳定性、外力的变化等,其表现形式多种多样,
如折断、剪切、失稳滑移等。
(完整版)岩石力学考试试题含答案
岩石力学考试试题1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于()( A )岩体中含有大量的不连续( B )岩体中含有水( C )岩体为非均质材料( D )岩石的弹性模量比岩体的大2、岩体的尺寸效应是指()。
( A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系( B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象( C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象( D )岩体的强度比岩石的小3 、影响岩体质量的主要因素为()。
(A)岩石类型、埋深(B)岩石类型、含水量、温度(C)岩体的完整性和岩石的强度(D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照()。
(A)岩石的饱和单轴抗压强度(B)岩石的抗拉强度(C)岩石的变形模量(D)岩石的粘结力5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?()(A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B 9、A 10、D6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?()(A)原生结构面(B)构造结构面(C)次生结构面7、岩体的变形和破坏主要发生在()(A)劈理面(B)解理面(C)结构(D)晶面8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是()(A)柱状>板状>块状(B)块状>板状>柱状(C)块状>柱状>板状(D)板状>块状>柱状9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为()(A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体(B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体(C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体(D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于()(A)结构面的性质(B)结构体型式(C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B 9、A 10、D选择题1、在我国工程岩体分级标准中,软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为()。
中国矿业大学《岩石力学》考试题及答案(A卷)
《岩石力学》考试题及答案(A 卷)班级 姓名 序号 成绩 _____ _______一、概念题(每小题5分,共6题,共30分)1.岩石力学及其特点2.弹性力学中的基本假设3.岩石的弹性和塑性4.岩石的残余强度5.按照结构体的体态特征,岩体结构的基本类型6.地应力的直接测量法二、简答题(每小题10分,共3题,共20分)1.简述浅部地壳应力分布的一般规律2.受深部净水压力的圆形巷道半径为a ,写出距圆心为r 处围岩应力表达式,并画出其曲线。
(a 为已知数)三、论述题(本题15分)1.试论述岩石应力—应变全过程各个阶段特点,并作曲线图表示。
四、计算题(1小题15分,2小题20分,共35分)1.假设平面问题的体力不计,即0x y f f ==,图示矩形梁(长为l ,高为h )分别承受两种应力函数:314y φ=,与32423y x y φ=++。
问:(1)对应应力函数1φ,求解其应力分量。
(2)说明两应力函数1φ和2φ,各应力分量是否相同(3)分析其能解决什么样的力学问题,绘图表示其边界条件。
图1 矩形梁与坐标轴平面图2.设某岩体的结构体强度符合莫尔—库仑强度准则,10 C MPa =,30ϕ=°,受三轴压应力作用,其中3 5 MPa const σ==。
若此岩体受1σ、3σ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j C 1MPa =,j 10ϕ=°。
节理对水平的倾角或为30°,或为60°,或为75°,或为90°。
问:(1)不考虑节理面影响,岩体极限平衡时的1σ=?(2)在何种情况下,节理不破坏?(3)在何种情况下,节理不破坏,仅岩块破坏?(4)在何种情况下,节理破坏,且节理面与岩块的可能破裂面重合?(5)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?《岩石力学》考试题答案一、概念题(每小题5分,共6题,共30分)1.岩石力学及其特点岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学,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。
《岩石力学》习题库及答案
《岩石力学》习题库及答案一、选择题l、下列哪一项不是岩石力学的研究对象?A. 岩石的强度B.岩石的变形C.岩石的硬度D.岩石的弹性答案:D解释:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度,而弹性是材料的一种性质,不是岩石力学的研究对象。
2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象?A. 花岗岩B.页岩C.石灰岩D.砂岩答案:A解释:花岗岩是一种典型的岩石,其力学性质最符合岩石力学的研究对象。
页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同,因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。
3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴?A. 地震波传播B.岩石的破裂C.岩石的流变D.岩石的摩擦与粘着答案:A解释:地震波传播属于地震学的范畴,不是岩石力学的研究范畴。
岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。
二、简答题4、请简述岩石力学的主要研究内容。
答案:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质,以及岩石在各种力场作用下的响应。
具体包括:岩石的应力—应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。
41、请简述岩石力学在工程中的应用。
答案:岩石力学在工程中有着厂泛的应用,包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。
例如,在地质工程中,岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面;在土木工程中,岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面;在采矿二程中,岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面;在水利工程中,岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。
供应链管理习题库及参考答案供应链管理:库及参考答案随着全球化的推进和互联网技术的发展,供应链管理成为了企业运营中不可或缺的一部分。
有效的供应链管理能够提高企业的效率和效益,增强企业的竞争力。
下面,我们将探讨供应链管理的概念、关键构成要素、面临的挑战以及如何进行优化。
一、供应链管理的概念供应链管理是指对供应链中的物流、信息流、资金流进行计划、协调和控制,以实现供应链的高效运作和优化。
岩石力学试题及答案
岩石力学试题及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 岩石力学研究的主要对象是什么?A. 岩石的物理性质B. 岩石的力学性质C. 岩石的化学性质D. 岩石的生物性质答案:B2. 岩石的弹性模量通常用来描述岩石的什么特性?A. 强度B. 硬度C. 韧性D. 弹性答案:D3. 岩石的单轴抗压强度是指什么?A. 岩石在单轴压缩下的极限强度B. 岩石在单轴拉伸下的极限强度C. 岩石在双轴压缩下的极限强度D. 岩石在三轴压缩下的极限强度答案:A4. 岩石的孔隙率是指什么?A. 岩石中孔隙的总体积与岩石总体积的比值B. 岩石中固体颗粒的总体积与岩石总体积的比值C. 岩石中水分的总体积与岩石总体积的比值D. 岩石中气体的总体积与岩石总体积的比值答案:A5. 岩石的摩擦角是指什么?A. 岩石内部颗粒间的摩擦阻力B. 岩石与岩石之间的摩擦阻力C. 岩石与工具之间的摩擦阻力D. 岩石与水之间的摩擦阻力答案:B二、多选题(每题3分,共15分)1. 岩石力学中常用的实验方法包括哪些?A. 单轴压缩实验B. 单轴拉伸实验C. 三轴压缩实验D. 点荷载强度实验答案:A, C2. 岩石的破坏模式通常包括哪些?A. 剪切破坏B. 拉伸破坏C. 压缩破坏D. 弯曲破坏答案:A, C3. 岩石力学在工程中的应用包括哪些?A. 隧道工程B. 采矿工程C. 道路工程D. 桥梁工程答案:A, B, C, D4. 岩石力学中,影响岩石强度的因素有哪些?A. 岩石的矿物组成B. 岩石的孔隙率C. 岩石的水分含量D. 岩石的温度答案:A, B, C5. 岩石的变形特性通常包括哪些?A. 弹性变形B. 塑性变形C. 脆性变形D. 韧性变形答案:A, B, D三、判断题(每题1分,共10分)1. 岩石的抗压强度通常高于其抗拉强度。
(正确)2. 岩石的孔隙率越高,其强度越低。
(正确)3. 岩石的摩擦角越大,其抗剪强度越高。
(正确)4. 岩石的弹性模量与其硬度无关。
(完整版)《岩石力学》试题及答案A
……………………………………密…………封……………线…………………………………1、岩石力学的定义(5分)2、何为岩石的强度?表示岩石强度的指标有哪些?(5分)3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举4个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。
(7分)第1页共6 页……………………………………密…………封……………线…………………………………4、什么是岩体初始应力?试简要说明研究岩体原始应力的工程意义?(5分)5、详细介绍压力拱理论?(8分)6、什么叫滑坡?滑坡动面的形式有几种?(5分)7、什么叫岩基极限承载力?计算时应考虑哪能些条件?(5分)第2 页共6 页……………………………………密…………封……………线…………………………………二、作图题:(5分)直剪破坏试验全过程曲线可分几段?各区段的特点是什么?三、选择题:(2/题)(共10分)1、模量比是指:a. 岩石的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。
( )b. 岩石的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。
( )c. 岩体的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。
( )d.岩体的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。
( )2、室内静荷载单轴抗压强度试验要求加荷速度:a.0.5_0.8MPa/s ( )b. 0.5_1.0MPa/s ( )c. 0.3_0.5MPa/s ( )d. 0.3_0.8MPa/s ( )3、 a. γμ)1(+=E k ( ) b. γμ)1(-=Ek ( )c. γμγE k =( ) d. μγ+=1Ek ( )4、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、岩坡发生在岩石崩塌破坏的坡度,一般认为是( )。
(a )>45°时 (b )>60°时 (c )>75°时 (d )90°时第 3 页 共 6 页\……………………………………密…………封……………线…………………………………五、计算题:(45分)1、将直径为3cm的岩心切成厚度为0.7cm的薄岩片,然后进行劈裂试验,当荷载达到1kN 时,岩片即发生开裂破坏,试计算试件的抗拉强度。
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《岩石力学》1 研究岩石力学的意义?(1)岩石力学来源于生产实践,与人类的生产活动紧密相关(2)岩石力学在国民经济建设中有广泛的应用(水利建设、民用建筑、采矿工程、核能工业、石油工程:井壁稳定性分析、水力压裂、出砂预测、地层可钻性预测钻头优选、定向射孔、套管损坏机理、地面沉降。
确定井壁失稳机理和安全泥浆密度窗口。
)(3)不重视岩石力学研究将造成工程事故2 井壁失稳的危害?引起井下复杂或事故(恶性卡钻、严重漏失—井喷),严重影响钻探速度,造成经济损失,影响测井、固井质量,对储层产生损害,影响勘探成功率。
3 岩石力学:岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学,是运用力学和物理学的原理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。
4岩石:岩石是构成地壳的基本材料,是经过地质作用而天然形成的(一种或多种)矿物集合体,具有一定的强度.5 岩石分类:岩浆岩、沉积岩、变质岩6 岩石力学研究对象的特点?不连续性:岩石物理力学性质呈现不连续变化的性质。
不均匀性:指天然岩体的物理、力学性质随空间位置不同而异的特性.各向异性:是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性,具体表现在它的强度及变形特性等各方面。
渗透性:有压水可以透过岩石的孔隙、裂隙而流动,岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。
7 正断层:上盘相对下盘向下滑动.逆断层:断层上盘相对下盘向上滑动。
8 节理:岩石中的裂隙或破裂面,沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移9 岩石力学研究方法:科学试验和理论分析10 岩石的组构特征及对力学性质的影响?组成岩石的矿物:硅酸盐类矿物、粘土矿物、碳酸盐类矿物、氧化物类矿物。
组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。
含硬度大的粒状矿物愈多,岩石强度高-花岗岩、闪长岩、玄武岩。
含硬度小的片状矿物愈多,岩石强度愈低-粘土岩、泥岩。
CaCO3含量愈高,强度高。
泥质含量高的,力学性质差。
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练习题三、简答题:1、什么是全应力应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线?答:在单轴压缩下,记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线。
普通材料实验机整体刚度相对较小,对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形(弹性能储存),当岩石试件被压坏时,试件抗压能力急剧下降,致使实验机弹性变形迅速恢复(弹性能释放)摧毁岩石试件,而得不到岩石破坏后的应力应变曲线。
刚性实验机在施加载荷时,自身变形极小,储存的弹性能不足以摧毁岩石试件,因此可以得到岩石破坏后的应力应变曲线.2、简述岩石在三轴压缩下的变形特征。
答:E、μ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.3、按结构面成因,结构面通常分为几种类型?答:按成因分类有三种类型:①原生结构面-—成岩阶段形成的结构面;②构造结构面—-在构造运动作用下形成的结构面;③次生结构面--由于风化、人为因素影响形成的结构面。
4、在巷道围岩控制中,可采取哪些措施以改善围岩应力条件?答:选择合理的巷道断面参数(形状、尺寸),避免拉应力区产生(无拉力轴比);巷道轴线方向与最大主应力方向一致;将巷道布置在减压区(沿空、跨采、卸压)。
5、地应力测量方法分哪两类?两类的主要区别在哪里?每类包括哪些主要测量技术?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。
1.岩石的塑性和流变性有什么不同?答:塑性指岩石在高应力(超过屈服极限)作用时,产生不可恢复变形的性质。
《岩石力学》习题库及答案
练习题三、简答题:1、什么是全应力应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线?答:在单轴压缩下,记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线。
普通材料实验机整体刚度相对较小,对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形(弹性能储存),当岩石试件被压坏时,试件抗压能力急剧下降,致使实验机弹性变形迅速恢复(弹性能释放)摧毁岩石试件,而得不到岩石破坏后的应力应变曲线。
刚性实验机在施加载荷时,自身变形极小,储存的弹性能不足以摧毁岩石试件,因此可以得到岩石破坏后的应力应变曲线。
2、简述岩石在三轴压缩下的变形特征。
答:E、μ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。
3、按结构面成因,结构面通常分为几种类型?答:按成因分类有三种类型:①原生结构面——成岩阶段形成的结构面;②构造结构面——在构造运动作用下形成的结构面;③次生结构面——由于风化、人为因素影响形成的结构面。
4、在巷道围岩控制中,可采取哪些措施以改善围岩应力条件?答:选择合理的巷道断面参数(形状、尺寸),避免拉应力区产生(无拉力轴比);巷道轴线方向与最大主应力方向一致;将巷道布置在减压区(沿空、跨采、卸压)。
5、地应力测量方法分哪两类?两类的主要区别在哪里?每类包括哪些主要测量技术?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。
1.岩石的塑性和流变性有什么不同?答:塑性指岩石在高应力(超过屈服极限)作用时,产生不可恢复变形的性质。
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重庆大学二零零七年博士生( 秋季 ) 入学考试试题科目代码: 248(共1页)考试科目:高等岩石力学专业:采矿工程、安全技术及工程、矿物加工工程、安全管理工程、资源综合利用工程请考生注意:答题(包括填空题和选择题)一律答在答题纸上,答在试题上无效。
一.简述库仑准则和莫尔假定的基本内容,并简要说明对其研究的工程实际意义。
(20 分)二.论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型,并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义。
(20 分 )三.论述影响岩石力学性质的主要因素。
(20 分 )四.试述岩石的水理性。
(20分)五.试述工程岩体中的初始地应力及其分布规律。
(20 分)重庆大学博士生入学考试试题答案科目代码: 248学院:资源及环境科学学院科目名称:高等岩石力学一.简述库仑准则和莫尔假定的基本内容,并简要说明对其研究的工程实际意义。
库仑准则是1773 年由库仑引入的,他认为趋于使一平面产生破坏的剪应力受到材料的内聚力和乘以常数的平面的法应力的抵抗,即| τ | = S 0 + μσ其中,σ和τ是该破坏平面的法向应力和剪应力,S 可以看作是材料的固有剪切强度的常数,μ是材料的内摩擦系数的常数。
根据该理论可以推论出,当岩石发生破坏时所产生的破裂面将有两个可能的共轭破裂面,且均通过中间主应力的方向,并与最大主应力方向成夹角1 1( 4 2 ) ,这里的内摩擦角tan 1 。
莫尔假定是莫尔于 1900 年提出的一种剪切破坏理论,该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起,并提出当剪切破坏在一平面上发生时,该破坏平面上的法向应力σ和剪应力τ由材料的函数特征关系式联系:|τ | = f(σ)按莫尔假定可以看出:①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的,周向应力越高破坏强度越大;②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关,而与中间主应力无关;③三向等压条件下,莫尔应力圆是法向应力σ轴上的一个点圆,不可能与莫尔包络线相切,因而岩石也不可能破坏;④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合,而是取决于其极限莫尔应力圆与莫尔包络线相切处切点的位置,这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关,也与破裂面上出现的法向正应力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。
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重庆大学二零零五年博士生(秋季)入学考试试题重庆大学博士生入学考试试题答案一、论述岩石的流变特性以及蠕变变形曲线特征(20分)所谓岩石的流变性质就是指岩石的应力—应变关系与时间因素有关的性质,包括蠕变、松弛与弹性后效三个方面。
所谓蠕变是指当载荷不变时,变形随着时间而增长的现象;所谓松弛是指当应变保持不变时,应力随着时间增长而减小的现象;所谓弹性后效是指当加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。
岩石的蠕变变形特性曲线可以通过单轴或三轴压缩、扭转或弯曲等蠕变实验来进行研究。
实验表明,在恒定载荷作用下,只要有充分长的时间,应力低于或高于弹性极限均能产生蠕变现象。
但在不同的恒定载荷下,变形随时间增长的蠕变曲线却有差异。
岩石的蠕变曲线不仅与应力大小、性质及岩石种类有关、而且还与其所在的物理环境如温度、围压、湿度等因素有关,上图为岩石的一典型蠕变曲线.当在岩石试件上施加一恒定载荷,岩石立即产生一瞬时弹性应变εe (OA段)。
这种变形往往按声速完成,可以近似认为在t=0完成,其应变为εe =σ/E。
若载荷保持恒定且持续作用,应变则随时间缓慢地增长,进入到蠕变变形阶段,将蠕变变形一般可分成三个阶段:(1)第一蠕变阶段(AB段),也称过渡蠕变阶*段,在这个阶段内,蠕变为向下弯曲的形状,也就是说曲线的斜率逐渐变小,若在这一阶段之中(曲线上某一点E)进行卸载,则应变沿着曲线EFG下降,最后应变为零、其中EF曲线为瞬时弹性应变之恢复曲线,而FG曲线表示应变随时间逐渐恢复为零;(2)第二蠕变阶段(BC段), 也称稳定蠕变阶段,蠕变变形曲线近似一倾斜直线,即蠕变应变率保持常量,一直持续到C点。
若在这一阶殷中进行卸载,则应变沿曲线HIJ逐渐恢复趋近于一渐近线,最后保留一定永久应变;(3)第三蠕变阶段(CD段),也称加速蠕变阶段,应变率由C点开始迅速增加,达到D点,岩石即发生破坏,这一阶段完成时间较短,严格地说,这一阶段可分为两个区间:即发育着延性变形但尚未引起破坏的阶段(CP段)和微裂隙剧烈发展导致变形剧增和引起破坏的阶段(PD段),它相当于褶皱形成后的断裂形成阶段。
岩石力学考试试题
岩石力学考试试题一、选择题1. 岩石力学是研究岩石内部构造和物理性质的学科,其主要研究对象是:A. 沉积岩B. 火成岩C. 变质岩D. 地幔岩石2. 岩石宏观性质的研究主要包括以下几方面,除去下列哪项?A. 岩石的力学性质B. 岩石的物理性质C. 岩石的化学性质D. 岩石的工程性质3. 岩石的内部构造主要包括以下哪些要素?A. 矿物B. 岩土C. 岩石矿物D. 构造4. 岩石的应力应变关系可通过以下哪个参数来表示?A. 弹性模量B. 剪切模量C. 泊松比D. 岩石强度5. 岩石的变形性质与加载速率、环境温度等因素有关,其中以下哪个因素对岩石变形的影响较大?A. 加载速率B. 湿度C. 压力D. 温度二、简答题1. 请简要描述岩石的成因分类及特点。
2. 什么是岩石的岩石圈构造?3. 解释岩石的脆性破裂与塑性变形的区别。
4. 介绍一种岩石的常见试验方法及其意义。
5. 岩石的物理性质与力学性质之间的联系是什么?三、论述题1. 岩石的力学性质对地质工程有何重要意义?请举例说明。
2. 岩石的强度、稳定性与变形特性三者之间的关系是怎样的?为什么需要综合考虑这三个因素?3. 分析岩石在不同地质条件下的稳定性及其影响因素。
4. 岩石中孔隙结构对其力学性质有何影响?如何通过改变孔隙结构来改善岩石的工程性能?5. 为什么在地下工程中需要考虑岩石的应力状态?如何根据岩石的应力状态来选择适当的支护措施?以上为岩石力学考试试题,希望同学们认真答题,加深对岩石力学知识的学习和理解。
祝大家考试顺利!。
岩石力学习题+思考题答案
1第一章习题与思考题答案1.构成岩石的主要造岩矿物有那些?答:岩石的主要物质成分:正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿等。
2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化?答:基性岩石和超基性岩石主要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。
所以基性岩石和超基性岩石非常容易风化。
3.常见岩石的结构连结类型有那几种?答:岩石中结构连结的类型主要有两种:1.结晶连结:岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。
2.胶结连结:指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。
如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。
4.何谓岩石中的微结构面,主要指那些,各有什么特点?答:岩石中的微结构面(或缺陷)是指存在于矿物颗粒部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。
它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。
矿物的解理面:是指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。
晶粒边界:矿物晶体部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。
由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力,但这种结合力一般比起矿物部的键连结力要小,因此,晶粒边界就相对软弱。
微裂隙:是指发育于矿物颗粒部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线,也称显微裂隙。
粒间空隙:多在成岩过程中形成,如结晶岩中晶粒之间的小空隙,碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。
粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。
晶格缺陷:有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷,也有由于化学比例或原子重新排列的毛病所产生的物理上的缺陷。
它与岩石的塑性变形有关。
5.自然界中的岩石按地质成因分类,可分为几大类,各大类有何特点?答:根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩:岩浆岩分三大类,其特点:1)深成岩:常形成较大的入侵体。
颗粒均匀,多为粗-中粒状结构,致密坚硬,孔隙很小,力学强度高,透水性较弱,抗水性较强。
岩石 力学试卷与参考答案.
《矿山岩体力学》考试题(120分钟)(B 卷)班级 姓名 学号 成绩 _____ _______一、名词解释(每小题4分,共10题,共40分)1. 圣维南原理2. 逆解法3. 岩石孔隙率4. 延性破坏5. 蠕变6. 结构面线连续性系数7. 围岩应力8. 支承压力9. 构造应力10. 地应力的间接测量法二、简答题(每小题8分,共3题,共24分)1. 写出二维直角坐标下的弹性力学基本方程?2. 作岩石应力—应变全过程曲线示意图,并简述各个阶段特点?3. 简述具有单结构面的岩体强度如何确定?三、计算题(每小题12分,共3题,共36分)1. 已知一点的六个应力分量为MPa x 3=σ,MPa y 1=σ,MPa z 1=σ,MPa yz 1=τ,MPa zx 0=τ,MPa xy 0=τ,试求出该点的三个主应力大小和最大主应力的方向?2. 将某一岩石试件进行单轴压缩实验,其压应力达到28MPa 时发生破坏,破坏面与水平面的夹角为60°,设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则,(1)试求该岩石的内摩擦角φ和粘聚力C ,写出摩尔-库仑方程式?(2)画出此受力状态时的摩尔-库仑破坏准则示意图。
3. 在地下400m 深处,掘进一个圆形巷道,断面半径为5m ,覆盖岩层的容重3/25m kN =γ,侧压力系数为1,试求:(1)求离巷道壁面2m 处围岩的径向应力ρσ和环向应力θσ大小?(2)绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r -ρσ和r -θσ曲线图。
《矿山岩体力学》考试题(A 卷)答案一、名词解释(每小题4分,共10题,共40分)1. 圣维南原理:如果把物体的一小部分边界上的面力,变换为分布不同但静力等效的面力(主矢量相同,对于同一点的主矩也相同),那么,近处的应力分布将有显著的改变,但远处所受的影响可以不计。
2. 逆解法:先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数,并求出应力分量;然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状,看这些应力分量对应于边界上什么样的面力,从而得知所选取的应力函数可以解决的问题。
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重庆大学二零零七年博士生(秋季)入学考试试题
科目代码:248 (共 1 页)
重庆大学博士生入学考试试题答案
则将破裂表述为侵入破裂,当检查图(a)情况中的破裂面时,它们中的一些部分有剪切破裂的状态。
而其他一些部分显然是拉伸破裂。
岩石破裂中,注意力还将集中于重要的扩容现象,它发生于岩石试件的单轴和三轴受压期间.通常,在三轴试验中,围压是由流体通过一个刚度可忽略不计的不渗透膜来施加的,在这样的试验中,试件的径间膨胀和扩容显然不会由于围压的增加而被局部或均匀地阻挡;如果试件被更多的岩石包围,象实际情形中听发生的那样,那就将是这种情况,不管围岩是否破坏,预料它所提供的阻力会有增加最小主应力值的效应,因此趋于阻止破坏和集中破裂于有限的体积内。
三. 论述影响岩石力学性质的主要因素
回答要点:
论述影响岩石力学性质的因素很多,如水、温度、风化程度、加荷速度、围压的大小、各向异性等等,对岩石的力学性质都有影响。
现分述如下:
1、 水对岩石力学性质的影响。
主要表现在连接作用、润滑作用、水楔作用、孔隙压力作用、溶蚀及
潜蚀作用;
2、 温度对岩石力学性质的影响。
随着温度的增高,岩石的延性加大,屈服点降低,强度也降低;
3、 加荷速度对岩石力学性质的影响。
随着加荷速度的降低,岩石的延性加大,屈服点降低,强度也
降低;
4、 围压对岩石力学性质的影响。
随着温度的增高,岩石的延性加大,屈服点降低,强度也降低;
5、 风化对岩石力学性质的影响。
产生新的裂隙、矿物成分发生变化、结构和构造发生变化。
四. 试述岩石的水理性
答:岩石遇水作用后,会引起某些物理、化学和力学等性质的改变,水对岩石的这种作用特性称为岩石的水理性。
岩石的水理性包括吸水性、抗冻性和软化系数三方面,现分述如下:
所谓吸水性是指岩石吸收水分的性能,可以采用吸水率、饱水率和饱水系数来表示,即:
吸 水 率: %10011⨯=
d W W V 饱 水 率: %10022⨯=
d W W V 饱水系数: 2
1V V K s = 其中,W 1为岩石在标准大气压下吸入水的重量,W 2为岩石150个大气压或真空条件下吸入水的重量,W d 为岩石的干重量。
所谓抗冻性就是指岩石抵抗冻融破坏的性能,它是评价岩石抗风化稳定性的一个重要指标,可以采用
抗冻系数来表示,即:
%100⨯-=c
cf c f C σσσ 其中,c σ为冻融实验前岩石试件的抗压强度,cf σ为冻融实验后岩石试件的抗压强度
所谓软化系数是指岩石试件在饱水状态下的抗压强度c σ与在干燥状态下的抗压强度c σ’的比值,即:
'
c c c σση= 各类岩石的软化系数大约在0.45-0.90之间。
五. 试述工程岩体中的初始地应力及其分布规律
工程岩体中的初始地应力是指未受到任何工程扰动的岩体在天然状态下所具有的内应力,主要由岩体自重及地质构造作用所引起,地形、地质构造、地震力、水压力、热应力等也会在一定的时间和空间范围内一定程度上影响到岩体中的初始地应力。
由于地质构造现象、构造应力以及岩石的种类、性态等在空间分布上的不均匀性,岩体的初始地应力状态将会随岩体所处的深度和位置不同而有所变化,但可以认为任一点处的应力都是处于相对的平衡状态的。
工程岩体中的地应力主要由自重应力和构造应力两部分组成。
自重应力在岩体中的分布是随深度变化大致呈线性增长的,若设在距地表深为z 处的竖直方向的自重应力为σz ,水平方向的自重应力为σx 和σy ,则:
铅垂分量 i
i n i z z γσ∑==1
水平分量 z y x σμμ
σσ-==1
这里,γi 是第i 层地层的容重,Z i 是第i 层地层的厚度,μ是当前地层的泊松比。
构造应力是由于地球自转角速度的变化、地球壳体绕地轴旋转产生的离心力和地幔对流等因素所引起的,所以在工程岩体中的构造应力是以水平应力分量为主,其大小将因地层的褶皱、断裂、升降等等地质构造现象及程度不同而异。
综合大量实测资料和近代理论,初始地应力场的一般分布规律有如下特点:1)初始地应力一般是三轴压应力状态,且受地表地形地貌、山川河流和构造影响,其分布往往十分复杂;2)三个主应力的大小一般互不相等,其中两个(近)水平方向
主应力也不相同,且最大水平主应
力的方向与区域性构造形迹密切
相关,往往是构造应力影响的结
果;3)三个主应力的方向一般偏离
铅垂或水平方向不大,引起偏离的
主要原因是构造、岩层倾角或局部
不均质影响;4)初始地应力中的铅
垂应力分量基本上等于上覆岩体
的自重,它随深度呈线性增长;5)
初始地应力的两个近水平应力分
量分布十分复杂,因地而异,且随
深度而变化;两个水平应力的平均值与铅垂应力的比值λ的统计规律可概括为侧应力系数(平均)与深度呈
双曲线变化,越近地表平均水平应力相对高于铅垂应力;往下越相接近,一定深度之后变得小于铅垂应力。
进入到蠕变变形阶段,可将蠕变变形一般可分成三个阶段:(1)第一蠕变阶段(AB段),也称过渡蠕变阶*段,在这个阶段内,蠕变为向下弯曲的形状,也就是说曲线的斜率逐渐变小,若在这一阶段之中(曲线上某一点E)进行卸载,则应变沿着曲线EFG下降,最后应变为零、其中EF曲线为瞬时弹性应变之恢复曲线,而FG 曲线表示应变随时间逐渐恢复为零;(2)第二蠕变阶段(BC段), 也称稳定蠕变阶段,蠕变变形曲线近似一倾斜直线,即蠕变应变率保持常量,一直持续到C点。
若在这一阶殷中进行卸载,则应变沿曲线HIJ逐渐恢复趋近于一渐近线,最后保留一定永久应变;(3)第三蠕变阶段(CD段),也称加速蠕变阶段,应变率由C点开始迅速增加,达到D点,岩石即发生破坏,这一阶段完成时间较短,严格地说,这一阶段可分为两个区间:即发育着延性变形但尚未引起破坏的阶段(CP段)和微裂隙剧烈发展导致变形剧增和引起破坏的阶段(PD 段),它相当于褶皱形成后的断裂形成阶段。
5) 同一种岩石,其载荷值越大,在第二阶段持续的时间也就越短,第三阶段破坏出现也就越快。
在载荷很大的情况下,几乎加载之后立即产生破坏。
一般中等载荷,所有的三个蠕变变形阶段表现得十分明显。
任何一个蠕变变形阶段的持续时间,都取决子岩石类型、载荷值及温度等因素。