山东科技大学岩体力学2017--2019年考研初试真题

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为初始应力，r
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为圆形硐室半径，r
为硐室围岩内一点至硐室中心的距离，试论述该弹性解揭示了哪些重要的现象或规
律？
山东科技大学 2017 年硕士研究生招收
《岩体力学》试卷答案
一、名词解释题（每题 2 分，共 20 分）
1、岩石的软化系数：岩石饱和单轴抗压强度与干燥状态下的单轴抗压强度的比值。 2、岩石的切线模量：应力-轴向应变曲线上的直线段斜率，或者应力-轴向应变曲线上除 坐标原点之外，其他任一点处的切线斜率。 3、岩石的应力松弛：应力随时间的增长呈指数函数衰减的特性。 4、岩体的裂隙度：沿着某个取样线方向，单位长度上节理的数量。 5、围岩的松动压力：松动的岩体或者施工爆破所破坏的岩体等在自重的作用下，掉落在 硐室上产生的压力。 6、工程软岩：工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。 7、岩石的长期强度：使岩石在无限长时间内连续蠕变而不至于破坏所能承受的最大应力 值或极限应力值，用σ∞或τ∞表示。或在长期持续荷载作用下（应变速率小于 10-6/s）下岩 石的强度。 8、岩石质量指标 RQD：选用坚固完整的、其长度等于或大于 10cm 的岩芯长度与钻孔长 度之比，用百分数表示。 9、岩石的延性流动：当应力增大到一定程度（相当于峰期应力或接近于峰期应力）后， 应力增大很微小或保持不变时，应变持续不断增长而不出现破裂，也即是有屈服而无破 裂的延性流动。
四、计算题（每题 12 分，共计 36 分）
1、根据 Maxwell（马克斯韦尔）模型推导反映岩石应力松弛的特征方程。
2、对一直径为 5cm、高度 10cm 的岩石试样进行单轴压缩试验，当压力达到 235KN 时， 该岩石破坏，破坏面与水平面夹角为 60°，假设抗剪强度满足莫尔库伦准则，试计算：① 岩石的单轴抗压强度；②破坏面上的正应力和剪切应力；③岩石的内摩擦角和黏聚力。
10、弹性后效：岩石卸载后随着时间的延续应变（或变形）逐渐恢复的过程。
二、简答题（每题 8 分，共计 72 分）
1、简述岩石单轴抗压强度的影响因素？ 答：影响岩石单轴抗压强度因素很多，归纳起来可分为三个方面，一方面是岩石内在因 素，如矿物成分、结晶程度、颗粒大小、颗粒连结及胶结情况、生成条件、密度、层理 和裂隙的特性及方向、风化程度等（4 分）；另一方面是试验方法因素，如承压板的刚度、 试件的形状和尺寸、岩石试件的高径比、加工精度、端面条件、加载速度等（3 分）；第 三方面就是环境因素，如含水量和温度等（1 分）。 2、当侧压力系数 λ=1 深埋圆形硐室围岩出现塑性区和弹性区时，试说明硐室围岩塑性区、 弹性区内应力分布特点？
2、在初始地应力场为σv=σh=σ0=40MPa 的岩体中开挖一直径为 6m 的圆形断 面 硐 室 。 岩 体 抗 剪 强 度 指 标 为 c=2.9MPa 、 φ=30° ， 岩 体 剪 切 模 量 为
G=0.5×104MPa，如果工程上要求围岩不出现塑性变形区，试用修正的芬纳公式
求围岩应力。
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二、简答题（每题 8 分，共计 72 分）
1、简述岩石单轴抗压强度的影响因素？ 2、当侧压力系数 λ=1 深埋圆形硐室围岩出现塑性区和弹性区时，试说明硐室围岩塑性区、 弹性区内应力分布特点？ 3、简述影响岩石蠕变的主要因素有哪些？ 4、简述岩石与岩体典型的应力-应变曲线的区别？ 5、简述地下 3000m 以内浅层地壳地应力变化规律？ 6、简述在进行工程岩体分类时一般应考虑哪几个方面？ 7、从曲线形态上看，岩石的典型蠕变曲线可分为 4 个阶段，试简述各个阶段的形成原因 及特点？ 8、简述莫尔强度准则的基本思想、优缺点及适用条件？ 9、简述在单轴压缩荷载作用时岩石试件的端面约束效应产生的原因、岩石试件破坏的形 式和如何减少端面约束效应？
一、名词解释题（每题 2 分，10 题，共 20 分） 1、岩体力学 2、岩石渗透性 3、岩石声发射 4、工程软岩 5、莫尔强度理论 6、围岩 7、松动压力 8、长期强度 9、应力解除法 10、脆性破坏
二、判断题（每题 2 分，10 题，共 20 分） 1、岩体力学属于固体力学的研究范畴。 2、常用测试岩石抗拉强度的试验方法是直接拉伸法。 3、岩石是由固体相、液体相和气体相组成的多相体系。 4、岩石的变形应主要采用弹性力学理论进行研究。 5、地下岩体的地应力是自重作用结果。 6、岩石冲击压力可以根据现有理论进行计算分析。 7、温度和湿度对岩石变形破坏没有影响。 8、岩体按着破碎程度分类主要考虑的裂隙度和切割度两个指标。 9、岩石变形峰前主要可以划分为三个阶段。 10、我国岩体工程分类 BQ 指标法主要考虑岩石单轴抗压强度和完整性指数。
3、当岩体中存在结构面时，试证明只有当结构面倾角（结构面与水平面间的夹角）β 满
足 j <β<90°条件时（ j 为结构面的内摩擦角），岩体才可能沿着结构面滑动破坏。 五、论述题（每题 11 分，共计 22 分）
1、试论述地下硐室开挖后影响围岩压力的因素有哪些？ 2 、 静 水 应 力 （ 侧 压 力 系 数 λ=1 ） 条 件 下 圆 形 硐 室 围 岩 应 力 的 弹 性 解 ： 径 向 应 力
三、简答题（每题 10 分，5 题，共 50 分）
1、简述岩石单轴抗压强度的影响因素。 2、简述岩石典型蠕变曲线四个阶段的特征。 3、概括围岩压力影响因素有哪些。 4、简述钻孔套芯应力解除法的基本原理。 5、简述岩体现场变形试验静力法和动力法。
四、计算题（每题 15 分，2 题，共 30 分）
1、某组岩石试件进行假三轴试验，当围压σ3 为 10MPa 时极限轴向应力σ1 为 42MPa，围压σ3 为 20MPa 时极限轴向应力σ1 为 68MPa，假设该岩石满足库伦 -摩尔强度准则，计算岩石的内摩擦角φ和粘聚力 c。
（注：修正的芬纳公式为 a
( 0
c cot)(1 sin)
a Rp
1sin
c cot
）
五、论述题（每题 15 分，2 题，共 30 分）
1、论述实测地应力的变化规律与分布特点。 2、论述工程岩体分类考虑的基本因素。
一、名词解释题（每题 2 分，共 20 分）
1、岩石的软化系数；2、岩石的切线模量；3、岩石的应力松弛；4、岩体的裂隙度； 5、围岩的松动压力；6、工程软岩；7、岩石的长期强度；8、岩石质量指标 RQD；9、 岩石的延性流动；10、弹性后效。