第三章 岩石的力学性质-4-练习
《岩体力学》课后习题附答案

《岩体力学》课后习题附答案一、绪论岩体力学:研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。
.二、1.从工程的观点看,岩体力学的研究内容有哪几个方面?答:从工程观点出发,大致可归纳如下几方面的内容:1)岩体的地质特征及其工程分类。
2)岩体基本力学性质。
3)岩体力学的试验和测试技术。
4)岩体中的天然应力状态。
5)模型模拟试验和原型观测。
6)边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。
7)岩体工程性质的改善与加固。
2.岩体力学通常采用的研究方法有哪些?1)工程地质研究法。
2)试验法。
3)数学力学分析法。
4)综合分析法。
二、岩块和岩体的地质基础一、1、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。
2、波速比k v:波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。
3、风化系数k f:风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。
4、结构面:其是指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带。
它包括物质分异面和不连续面,如层面、不整合、节理面、断层、片理面等,国内外一些文献中又称为不连续面或节理。
5、节理密度:反映结构发育的密集程度,常用线密度表示,即单位长度内节理条数。
6、节理连续性:节理的连续性反映结构面贯通程度,常用线连续性系数表示,即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC:表示结构面起伏和粗糙程度的指标,通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS:用施密特锤法(或回弹仪)测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度:指节理面两壁间的垂直距离。
10、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。
第3章岩石力学性质与分级
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岩石抗压强度R1 节理间距R3 地下水状态R5
岩石质量指标R2 节理面状态R4 节理方向对工程影响修正参数R6
把上述各个参数的岩体评分值相加起来就得到岩体的RMR值:
RMR= R1 +R2+R3+R4 + R5 + R6
(1)由“岩石抗压强度”确定的岩体质量评分值R1(15)
分4级
岩体完 整性分 类
岩石质量指标 RQD
弹性波(纵波) 波速
分5级。100-90-75-50-25-0
分4级。 分7级。
适用范 围
特点
备注
初期
未考虑岩 我国早期使
体特点
用
初期
指标易得
伦敦地质学 会和富兰克 林
巷道
考虑岩石 荷载与稳 定性
1950年
地铁
岩石抗压、 工程地质、 稳定性
迪尔1963
中科院地质 所 日本池田和 彦
主要内容 §1 岩石(岩体)的基本力学性质 §2 矿山工程岩体分类
☆ 概述 ☆ 岩体坚固性分级 ☆ 工程地质RMR分类 ☆ 边坡稳定的SMR分级 ☆ 岩体分类实例 ☆ 作业
第二节 矿山工程岩体分类
一、概述
(一)工程岩体分类的目的
工程类比法的需要;为岩体工程建设的勘察、设计、 施工和编制定额等,提供必要的基本依据。
备注
南非工业和科 学委员会CSIR, 毕昂斯基 (Bieniawshi)
挪威土工所 (NGI),Baton
矿山边坡 Romana(1993)
综合 水利隧道
二、岩体坚固性分级
前苏联学者普罗特基雅柯诺夫(М.М. Протодьяконов)按 当时采掘工业水平提出的要求,对岩石进行定量分级的,被称 为普氏分级。根据岩石坚固性的不同,将岩石划分为十级。
第3章岩石结构面、力学性质岩体力学
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岩石力学
3.3.1.2 结构面的连续性 结构面的连续性又称为结构面的延展性或贯通性,常用
迹长、线连续性系数和面连续性系数表示。 (1)迹长 结构面与勘测面交线的长度,称为迹长。 国际岩石力学学会(ISRM,1978年) 制订的分级标准(见
3.2.2 岩体结构的类型
在《岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)》中,将岩体 结构划分为5大类(见下表)。
岩石力学
岩体结 构
类型 整体状
结构
块状结 构
层状结 构
岩体地质 类型
巨块状 岩浆岩和 变质岩
厚层状 沉积岩, 块状岩浆 岩和变质 岩 多韵律 薄层、中 厚层状沉 积岩,副
结构体 形状
岩石力学
3.1 概述
工程涉及的实际岩体与实验室内测试的岩石试件的力学 性能有着很大的差别,引起这种差别的主要因素有:
(1)岩体的非连续性; (2)岩体的非均质性; (3)岩体的各向异性; (4)岩体的含水性等。 其中最关键的因素是岩体的非连续性。
岩石力学
结构面(亦称弱面):岩体内存在的各种地质界面,
巨块状
块状 柱状
层状 板状
结构面发育情况
以层面和原生、 构造节理为主, 多呈闭合型,间 距大于1.5m,一 般为1~2组,无 危险结构
有少量贯穿性节 理裂隙,结构面 间距0.7~1.5m, 一般为2~3组, 有少量分离体
有层理、片理、 节理,常有层间 错动
岩土工程特 征
岩体稳定, 可视为均质 弹性各项同 性体
岩石力学
当试件沿结构面发生剪切破坏时,作用在结构面上的应力有:
T A
P cos
《岩石力学》习题库及答案
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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。
岩石力学第三章:岩石的力学特性及强度准则
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常 见 岩 石 的 软 化 系 数
岩 石 名 称
花 岗 岩 闪 长 岩 辉 绿 岩 流 纹 岩
软化系数
0.72~0.97 0.60~0.80 0.33~0.90 0.75~0.95
岩石名称
泥 岩
软化系数
0.40~0.60 0.44~0.54 0.70~0.94 0.75~0.97
泥 灰 岩 石 灰 岩 片 麻岩
岩石名称
抗压强度 (MPa)
100~250
抗拉强 度 (MPa)
7~25
岩石名称
抗压强度 (MPa)
5~100
抗拉强度 (MPa)
2~10
常 见 岩 石 的 抗 压 及 抗 拉 强 度
花岗岩
页 岩
流纹岩
160~300
12~30
粘土岩
2~15
0.3~1
闪长岩
120~280
12~30
石灰岩
40~250
7~20
安山岩
140~300
10~20
白云岩
80~250
15~25
辉长岩
160~300
12~35
板 岩
60~200
7~20
辉绿岩
150~350
15~35
片 岩
10~100
1~10
玄武岩 砾岩 砂 岩
150~300 10~150 20~250
10~30 2~15 4~25
片麻岩 石英岩 大理岩
50~200 150~350 100~250
(二)岩石的水理性质
5.可溶性:是指岩石被水溶解的性能。它与岩石 的矿物成分、水中CO2 含量及水的温度等因素有 关。 6.膨胀性:岩石吸水后体积增大引起岩石结构破 坏的性能称膨胀性。
岩石力学习题--刘佑荣
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岩体力学习题1、何谓岩体力学谈谈你对岩体力学的认识和看法。
答:岩体力学(rock mass mechanics)是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。
岩体力学的应用范围涉及广泛,如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、核电站等。
岩体力学的发展与人类工程实践分不开,而今,由于矿产资源勘探开采、能源开发及地球动力学研究等的需要,工程规模越来越大,涉及的岩体力学问题越来越复杂,这对岩体力学提出了更高的要求。
2、何谓岩块、岩体试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点答:岩块(rock 或rock block)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。
岩体(rockmass)指在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并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,是岩体类型研究的对象。
岩块与岩体的异同点:岩块和岩体均为岩石物质和岩石材料。
然而,岩体与岩块在性质上有本质的区别,其根本原因之一是岩体中存在有各种各样的结构面及不同于自重应力的天然应力场和地下水。
相对岩块而言,岩体的各向异性和不连续性更为显著,研究中通常把岩块近似地视为均质、各向同性的连续介质。
岩体与土的异同点:岩石和土一样,是由固体、液体和气体三相组成的。
岩石是有较多缺陷的多晶材料,具有相对较多的孔隙。
同时,由于岩石经受过多种地质作用,还发育有各种成因的裂隙,如原生裂隙、风化裂隙及构造裂隙等。
所以,岩石的空隙性比土复杂得多,即除了孔隙外,还有裂隙存在。
另外,岩石中的空隙有些部分往往是互不连通的,而且与大气也不相通。
!3、何谓岩体分类RMR分类和Q分类各自用哪些指标表示怎样求得答:岩体分类(rock mass classification)是通过岩体的一些简单和容易实测的指标,将工程地质条件和岩体参数联系起来,并借鉴已建工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训,对岩体进行归类的一种工作方法。
《岩石力学》课程综合练习题-知识归纳整理
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知识归纳整理《岩石力学》课程综合练习题绪论一、名词解释1.岩石力学岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学,它是力学的一具分支,是探讨岩石和岩体对其身边物理环境中力场的反应。
2.静岩压力地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡,类似于静水压力;其数值与该处上覆岩石的总分量相等,称为静岩压力,其大小可用P=ρgh来表达,即静岩压力(P)等于某一深度(h)、该处上覆物质平均密度(ρ)与平均重力加速度(g)的乘积。
二、简答题1 岩石具有哪三种特性?①非均质性;②不延续性。
岩体不但有微观的裂隙,而且有层理、片理、节理以至于断层等不延续面;③各向异性。
2 怎样明白岩石的多相体?岩石是由岩石骨架和孔隙组成。
岩石骨架是固体,孔隙里面充满了流体,流体包括油气水。
所以,岩石是由固体和流体组成的,是固液两相或固液气三相,所以岩石是多相体。
3. 岩石力学的复杂性体如今什么地方?岩石力学的复杂性表如今:⑴岩石具有局部破坏特性;⑵尺寸效应;⑶抗拉强度比较小;⑷地下水的影响;⑸风化;⑹岩体外载的不确定。
4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关?①井壁稳定问题,包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等;②岩石破碎问题,包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。
第一章应力与应变一、挑选题1、在地下,岩石所受到的应力普通为( B )。
A、拉应力B、压应力C、剪应力二、名词解释1、什么是面力?什么是体力?所谓面力指的是作用在物体表面上的力,如压力、摩擦力等。
体力指弥漫在物体内部各质点上的力,如重力、惯性力、电磁力等。
2、什么是正应力?什么是剪应力?作用力与受力面的关系可以呈任意方向,如果作用力是沿着受力面的法线方向,作用力就称为法向力,除以受力面的面积得到的值算是正应力值。
如果作用力与受力面的法线方向垂直,即与受力面平行,作用力就称为剪切力,除以受力面的面积得到的值算是剪应力值。
3、什么是第一正应力不变量?第一正应力不变量用I1表示,它不随坐标挑选的不同而变化。
岩体力学习题及答案
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习题一绪论1.1 选择题1.1.1 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1.1.2 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1.2 简答题1.2.1 岩石力学的基本研究内容和研究方法?1.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种?1.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的?1.2.4 岩石与岩体的关系是什么?1.2.5 岩石与岩体的地质特征的区别与联系?习题二第一章岩石物理力学性质2.1 选择题2.1.1 已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.82,则该岩石()(A)软化性强,工程地质性质不良(B)软化性强,工程地质性质较好(C)软化性弱,工程地质性质较好(D)软化性弱,工程地质性质不良2.1.2 当岩石处于三向应力状态且比较大的时候,一般应将岩石考虑为()(A)弹性体(B)塑性体(C)弹塑性体(D)完全弹性体2.1.3 在岩石抗压强度试验中,若加荷速率增大,则岩石的抗压强度()(A)增大(B)减小(C)不变(D)无法判断2.1.4 在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在()(A)95~105℃(B)100~105℃(C)100~110℃(D)105~110℃2.1.5 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2.1.6在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的()(A)1/2~1/5(B)1/10~1/50(C)2~5倍(D)10~50倍2.1.7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2.1.8某岩石试件相对密度d s=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度ρd为()(A)2.45(B)2.46(C)2.47(D)2.482.1.9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2.2简答题2.2.1 何谓岩石中的微结构面,主要指哪些,各有什么特点?2.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种?2.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的?2.2.4 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?2.2.5 在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化?2.2.6 什么是莫尔强度包络线?如何根据实验结果绘制莫尔强度包络线?2.2.7 表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2.2.8 岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
岩体力学习题集_答案
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岩体力学习题集一、名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论 18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力二、填空题1.表征岩石抗剪性能的基本指数是()和()。
2.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()。
3.岩石在单轴压力作用下,随加荷、卸荷次数的增加,变形总量逐次(),变形增量逐次()。
4.所谓洞室围岩一般是指洞室周围()倍半径范围内的岩体。
5.边坡岩体中,滑移体的边界条件包括()、()和()三种类型。
6.垂直于岩石层面加压时,其抗压强度(),弹性模量();顺层面加压时的抗压强度(),弹性模量()。
7.莫尔强度理论认为:岩石的破坏仅与()应力和()应力有关,而与()应力无关。
8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时,破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于()的;而破坏面又总是与中间主应力()。
9.不论何种天然应力条件下,边坡形成后,在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面(),最小主应力作用方向与边坡面()。
岩石力学

岩石的强度:岩石抵抗外力作用的能力,岩 石破坏时能够承受的最大应力。 a.单向抗压强度 b.单向抗拉强度 c.剪切强度 d.三轴抗压强度 岩石的变形:岩石在外力作用下发生形态 (形状、体积)变化。 a.单向压缩变形 b.反复加载变形 c.三轴压缩变形 d.剪切变形
岩石强度与外力有关 a.外力性质:动载荷、静载荷 b.外力方式:拉伸、压缩、剪切 C.应力状态:单向、双向、三向
η=σb/ σc≤1
1.2岩石单轴抗拉强度
1)定义:岩石在单轴拉伸荷载作用下达到 破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的 单轴抗拉强度(Tensile strength) ,。 试件在拉伸荷载作用下的破坏通常是沿其 横截面的断裂破坏,岩石的拉伸破坏试验 分直接试验和间接试验两类。
2)直接拉伸试验加载和试件示意图
b.非标准试件的对试验结果的影响及其修正
c.压缩实验设备示意图(500t压力机)
d. 端部效应及其消除方法
端部效应:
消除方法:
①润滑试件端部(如垫云母片;涂黄油在端部) ②加长试件
5)水对单轴抗压强度的影响-软化系数
岩石的软化系数:饱和岩石抗压强度σb与
干燥岩石抗压强度σc之比
2)实验加载方式:
a. 真三轴加载:试件为立方体,加载方式如图所示。 应力状态:σ1>σ2> σ3 这种加载方式试验装置繁杂,且六个面均可受到由加压铁 板所引起的摩擦力,对试验结果有很大影响,因而实用意 义不大。故极少有人做这样的三轴试验。 b.假三轴试验:,试件为圆柱体,试件直径25~150mm, 长度与直径之比为2:1或3:1。加载方式如图所示,轴 向压力的加载方式与单轴压缩试验时相同。 但由于有了侧向压力,其加载上时的端部效应比单轴加载 时要轻微得多。
岩体力学课后习题答案
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岩体⼒学课后习题答案⼀章:1.叙述岩体⼒学的定义.岩体⼒学主要是研究岩体和岩体⼒学性能的⼀门学科,是探讨岩⽯和岩体在其周围物理环境(⼒场、温度场、地下⽔等)发⽣变化后,做出响应的⼀门⼒学分⽀。
2.何谓岩⽯?何谓岩体?岩⽯与岩体有何不同之处?(1)岩⽯:由矿物或岩屑在地质作⽤下按⼀定规律聚集⽽形成的⾃然物体。
(2)岩体:⼀定⼯程范围内的⾃然地质体。
(3)不同之处:岩体是由岩⽯块和各种各样的结构⾯的综合体。
3.何谓岩体结构?岩体结构的两⼤要素是什么?(1)岩体结构是指结构⾯的发育程度及其组合关系;或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
(2)结构体和结构⾯。
4.岩体结构的六⼤类型?块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。
5.岩体有哪些特征?6.(1)不连续;受结构⾯控制,岩块可看作连续。
(2)各向异性;结构⾯有⼀定的排列趋势,不同⽅向⼒学性质不同。
(3)不均匀性;岩体中的结构⾯⽅向、分布、密度及被结构⾯切割成的岩块的⼤⼩、形状和镶嵌情况等在各部位不同,各部位的⼒学性质不同。
(4)赋存地质因⼦特性(⽔、⽓、热、初应⼒)都会对岩体有⼀定作⽤。
⼆章:1.岩⽯物理⼒学性质有哪些?岩⽯的质量指标,⽔理性质指标,描述岩⽯风化能⼒指标,完整岩⽯的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度和各种受⼒状态相对应的变形特性。
2.影响岩⽯强度特性的主要因素有哪些?对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩⽯试件尺⼨及形状(形状、尺⼨、⾼径⽐),加载速率、环境(含⽔率、温度)。
对三相压缩强度的影响因素:侧向压⼒、试件尺⼨与加载速率、加载路径、空隙压⼒。
3.什么是岩⽯的应⼒应变全过程曲线?所谓应⼒应变全过程曲线是指在刚性实验机上进⾏实验所获得的包括岩⽯达到峰值应⼒之后的应⼒应变曲线。
4.简述岩⽯刚性实验机的⼯作原理?:压⼒机加压(贮存弹性应能)岩⽯试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。
AA′O2O1⾯积—峰点后,岩块产⽣微⼩位移所需的能。
《岩石力学》习题库及答案
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《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。
岩石力学作业
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岩石力学习题第一章绪论1.1 解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别与联系。
1.2 岩体的力学特征是什么?1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类,各有什么特点?1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。
1.5 岩石力学的研究方法有哪些?第二章岩石的物理力学性质2.1 名词解释:孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度2.2 岩石的结构和构造有何区别?岩石颗粒间的联结有哪几种?2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3,比重,天然含水量,试计算该岩样的孔隙率n,干容重及饱和容重。
2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些?2.6 岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。
2.7 什么是岩石的全应力-应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普通材料试验机不能得出岩石的全应力-应变曲线?2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量?2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化?2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系?2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。
2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。
2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。
2.14 体积应变曲线是怎样获得的?它在分析岩石的力学特征上有何意义?2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛?2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段?各阶段有何特点?2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征?2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。
2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系?2.20 请根据坐标下的库仑准则,推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式,式中。
2.21 将一个岩石试件进行单轴试验,当压应力达到100MPa时即发生破坏,破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则),试计算:1)内摩擦角。
蔡美峰主编的《岩石力学与工程》课后答案
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答:试件在单轴压缩载荷作用破坏时,在试件中可产生三种破坏形式: (1)X状共轭斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏,破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度,导致岩石受拉伸破坏。
8、 劈裂法实验时,岩石承受对称压缩,为什么在破坏面上出现拉应力?绘制
强度低,透水性强。
3) 区域变质岩:这种变质岩的分布范围广,岩石厚度大,变质程度均一。一般块状岩石性质较好,
层状片状岩石性质较差。 6. 表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?
1
答:指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。
7、 岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
324式中的可通过319324式转换成整体坐标系下的方程一个钻孔xyzxyw中只有三个孔径方向是独立的即一个钻孔测量只能得到三个独立方程而三个方程不能求解六个未知数w二个互相不平行的孔测量也只能得到五个独立的方程所以要确定一个点的原岩应力应该需要三个互相不平行的钻孔的孔径变形测量才能求解得到一点的三维应力
络线就是莫尔强度包络线。
13.岩石的抗剪强度与剪切面所受正应力有什么关系?试绘图加以说明。
答: S tg C
m 岩石的抗剪切强度 S 与正应力 成正比。 www.khdaw.co 14.简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征。
答:在单轴压缩条件下,岩石的应力-应变曲线如图。
网 全应力-应变曲线可分为四个阶段:
破坏。
2
11.在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化? 答:三轴压缩条件下,应力应变曲线如图1-31、1-32所示,围压对岩石变形的影响主要有:
(完整版)《岩石力学》习题库及答案
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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。
岩石力学考前练习题及答案
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12.什么叫岩石的流变、蠕变、松弛?
答:〔1〕流变:如果外界的条件不变,岩石的应力或应变随时间而变化,那么称岩石具有流变性。
〔2〕蠕变:岩石的蠕变就是指在应力б不变的情况下岩石变形〔或应变ɛ〕随时间t而增长的现象。
与瞬时强度的关系:对于大多数岩石,长期强度与瞬时强度之比为〔0.4~0.8〕,软岩和中等巩固岩石为0.4~0.6,巩固岩石为0.7~0.8。
17.结构面按其成因通常分为哪几种类型?
按照地质成因不同:原生结构面,构造结构面,次生结构面。
原生结构面:指在成岩过程中所形成的结构面
构造结构面:岩体受地壳运动作用形成的结构面
27.试述自重立场与构造应力场的区别和联系
l崩解性:岩石与水相互作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。
m软化性:岩石与水相互作用时强度降低的特性。
o抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能。
4.岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。
答:脆性破坏:由于应力条件下岩石中裂隙的产生和开展的结果。
塑性破坏:是在塑性流动状态下发生的,这是由于组成物质颗粒间相互滑移所致。
(3)结合水的强化作用:在非饱和状态下,岩体含水能增强岩体颗粒之间的联系,从而增加岩体的强度
化学方面:
〔1〕离子交换作用:富含Ca、Mg离子的地下水在流经富含Na离子的岩土时,Ca、mg离子置换岩土中的Na离子,一方面,由水中Na离子富集使天然地下水软化,另一方面,岩土中的Ca、
Mg离子增加了孔隙度和渗透性能。
(3)峰值前变形曲线斜率较大,此曲线具有较明显的线性段和非线性段,比例极限和区服极限较易确定。峰值强度高,破坏位移小。峰值后随位移增大强度迅速降低,剩余强度较低。
岩石力学与工程课后习题与思考解答
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第一章岩石物理力学性质3.常见岩石的结构连接类型有哪几种?各有什么特点?答:岩石中结构连接的类型主要有两种,分别是结晶连接和胶结连接。
结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。
这类连接使晶体颗粒之间紧密接触,故岩石强度一般较大,抗风化能力强;胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起,这种连接的岩石,其强度主要取决于胶结物及胶结类型。
7.岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
答:岩石在单轴压缩载荷作用下,破坏形式包含三种:X状共轭面剪切破坏、单斜面剪切破坏和拉伸破坏。
前两类破坏形式主要是因为轴向主应力因起破坏面的剪应力超过岩石最大剪应力而导致的破坏;后一类破坏主要是因为轴向主应力引起破坏面横向拉应力超过岩石最大拉应力而导致的破坏。
9.什么是全应力-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:能全面反映岩石受压破坏过程中的应力、应变特征,特别是岩石破坏后的强度与力学性质变化规律的应力应变曲线就叫全应力-应变曲线。
普通试验机只能得出半程应力-应变曲线不能得出全应力-应变曲线的原因是由于试验机的刚性不足,在岩石压缩过程中,试件受压,试验机框架受拉,随着岩样不断被压缩,试验机发生的弹性变形以应变能形式存于机器中,当施加压力超过岩石抗压强度,试件破坏,此时,试验机迅速回弹,被存于试验机中的应变能瞬间释放到岩石试件中,引起岩石的激烈破坏和崩解,因而造成无法获得岩石在超过峰值破坏强度后受压的应力应变曲线。
10.如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆、流变和反复加、卸载作用下的破坏?答:(1)如下图示全应力应变曲线:左半部A的面积代表,达到峰值强度时,积累在试件内部的应变能,右半部B代表试件从破裂到破坏所消耗的能量。
若A>B,说明岩石破坏后尚余一部分能量,这部分能量突然释放就会产生岩爆,若A<B,则说明应变能在破坏过程中全部消耗掉,因而不会产生岩爆。
(2)在试件加载到一定程度,保持一定应力水平不变,试件将发生蠕变,蠕变发生到一定程度,即应变达到某一值,蠕变就停止,全应力-应变曲线预测蠕变可由下应变-应力曲线预测蠕变破坏图示意:图中,全应力-应变曲线及蠕变终止轨迹线由大量实验所得,(1)当应力在H点以下时,保持应力不变,试件不会发生蠕变;(2)当应力在H至G点见时,保持应力不变,试件发生蠕变,最终发展到蠕变终止轨迹线,停止蠕变,试件不破坏,如EF;(3)当应力在G点以上时,保持应力值不变,试件发生蠕变,蠕变应变最终达到破坏段应力应变曲线破坏段,试件发生破坏,如AB,CD;(4)从C点开始发生蠕变则到D点发生破坏,若从A点发生蠕变,则到B点发生破坏,前者,蠕变时间较后者长。
岩石力学课后习题答案
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岩石力学课后习题答案岩石力学课后习题答案岩石力学是研究岩石在外力作用下的变形和破坏规律的学科。
在学习岩石力学过程中,课后习题是巩固知识、检验理解的重要环节。
下面将给出一些常见的岩石力学课后习题的答案,希望能帮助读者更好地理解和掌握这门学科。
1. 什么是岩石的力学性质?列举几个常见的岩石力学性质。
答:岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。
常见的岩石力学性质包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
2. 什么是岩石的弹性模量?如何计算?答:岩石的弹性模量是指岩石在受力后恢复原状的能力。
计算公式为弹性模量= 应力 / 应变。
其中,应力指的是岩石受到的外力作用,应变指的是岩石在受力下发生的形变。
3. 什么是岩石的抗压强度?如何计算?答:岩石的抗压强度是指岩石在受到垂直于其表面的压力作用下的抵抗能力。
计算公式为抗压强度 = 最大承压力 / 岩石的截面积。
4. 什么是岩石的抗拉强度?如何计算?答:岩石的抗拉强度是指岩石在受到拉力作用下的抵抗能力。
计算公式为抗拉强度 = 最大拉力 / 岩石的截面积。
5. 什么是岩石的剪切强度?如何计算?答:岩石的剪切强度是指岩石在受到剪切力作用下的抵抗能力。
计算公式为剪切强度 = 最大剪切力 / 岩石的截面积。
6. 什么是岩石的破坏模式?答:岩石的破坏模式是指岩石在受到外力作用下发生的变形和破裂形式。
常见的岩石破坏模式包括拉伸破坏、压缩破坏、剪切破坏等。
7. 什么是岩石的岩性?答:岩石的岩性是指岩石的成分、结构和纹理特征。
不同的岩石岩性具有不同的力学性质,因此在岩石力学中,岩性是一个重要的考虑因素。
8. 什么是岩石的强度参数?答:岩石的强度参数是指描述岩石抵抗外力作用的物理量。
常见的岩石强度参数包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
9. 什么是岩石的变形特性?答:岩石的变形特性是指岩石在受力作用下发生的形变规律。
常见的岩石变形特性包括弹性变形、塑性变形、蠕变等。
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Tang Lizhong .
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(3) (a) Establish an approximate peak strength envelope for the marble for which the data shown in figure 2 were obtained. (b) In what ways might the observed stress–strain behaviour of the specimens have differed had the tests been carried out in a conventional testing machine having a longitudinal stiffness of 2.0 GNm−1? Assume that all specimens were 50 mm in diameter and 100 mm long.
Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(1) From the data given in Figure 1, calculate the tangent modulus and Poisson’s ratio for the initial elastic behaviour of the limestone with σ 3 = 2.0 MPa.
Tang Lizhong . Institute of Rock & Soil Mechanics and Engineering, Central South University
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(8)
Central South University
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rockຫໍສະໝຸດ 3.6 问题/Problems
(2) A porous sandstone has a uniaxial compressive strength of σ c = 75 MPa. The results of a series of triaxial compression tests plotted on shear stress–normal stress axes give a linear Coulomb peak strength envelope having a slope of 45◦. Determine the axial stress at peak strength of a jacketed specimen subjected to a confining pressure of σ 3 = 10 MPa. If the jacket had been punctured during the test, and the pore pressure had built up to a value equal to the confining pressure, what would the peak axial stress have been?
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Tang Lizhong .
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(9)
王文星,岩体力学,第一章练习一之第1题. (10)
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(6) The linear Mohr-Coulomb envelope with a tensile cut-off sets a definite limit on the maximal uniaxial tensile strength of a material. By considering the largest uniaxial tensile Mohr circle that can be drawn, determine this tensile strength limit in terms of σ c and ϕ. (7) A firm whose judgement has been questioned on a previous occasion has been entrusted with the strength testing of rock in a site investigation project. During their first uniaxial compression test, the equipment failed to measure the peak axial load, but the technician did record that the specimen failed by the formation of a single fracture inclined at 20 ° to the loading axis. In a subsequent triaxial test, as the confining pressure was being increased before application of the axial stress, the specimen failed prematurely when the confining pressure in the Hoek cell was 85 MPa. On the basis of these results, propose a failure criterion of the form σ 1=aσ 3 + b for the rock.
王文星,岩体力学,第一章练习一之第2题.
(11) 王文星,岩体力学,第一章练习一之第4题.
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(12) The results in the table below show the axial displacement and radial strain induced in a cylindrical specimen of weak chalk during a uniaxial creep test. In this test, the specimen was initially 250 mm high and was subjected to an axial stress of 55 MPa. After 3 hours the test was stopped, at which stage creep had ceased and the displacement had become constant at 0.4545 mm.
Figure 2. Complete axial stress– axial strain curves obtained in triaxial compression tests on Tennessee Marble at the confining pressures indicated by the numbers on the curves.
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Chapter 3 Mechanical Properties of Rock
3.6 问题/Problems
(4) What causes a rock to break when it is compressed uniaxially to failure? Is it when the stress reaches a certain value or when the strain reaches a certain value? Or is it when some other parameter reaches a critical value, such as the energy input per unit volume, or the microcrack density per unit volume? (5) The geometry of the linear Mohr-Coulomb envelope is such that a number of useful relations between strength parameters canbe drawn from it. Derive an expression for the uniaxial compressive strength of rock in terms of the cohesion and angle of internal friction