重庆大学博士研究生试题岩石力学2006年春

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(完整版)重庆大学考试《岩石力学》题统计

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岩石力学以往考题一、名词解释1、矿物与岩石(2003,2009)矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。

岩石是自然界各种矿物的集合体,是天然地质作用的产物,是构成岩体的基本单元。

2、地质体与岩体(2003)岩石与岩体(2004)p75地质体是指地壳内占有一定的空间和有其固有成分,并可以与周围物质相区别的地质作用的产物。

岩体是指在一定的地质条件下,含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。

4、岩体完整性系数又称裂隙系数,为岩体与岩石的纵波速度平方之比,用来判断岩体中裂隙的发育程度.(附上书上的公式)5、岩石(芯)质量指标RQD(2003,2004,2005,2006,2007,2009)p119岩石质量指标(RQD):将长度在10cm(含10cm)以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。

(附上书上公式)6、岩石的流变性(2003,2006)与蠕变、松弛和弹性后效(2003)p198流变性:材料应力-应变曲线关系与时间因素有关的性质,包括蠕变、松弛和弹性后效。

蠕变:应力不变时,变形随时间增加而增长的现象.松弛:应变不变,应力随时间增加而减小的现象。

弹性后效:加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象.7、岩石的透水性与渗透系数(2003)p29岩石的透水性:岩石能被水透过的性能。

透水性的大小可用渗透系数来衡量,它主要取决于岩石中孔隙的大小,方向及相互连通情况.渗透系数:单位水力梯度下的单位流量,它表示岩体被水透过的难易程度.8、(岩体)结构面的裂隙度和切割度(2003)p88-89岩体裂隙度:沿取样线方向单位长度上的节理数量。

切割度:岩体被节理割裂分离的程度.9、岩石的抗冻性(2004,2009)p30岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的性能,通常用抗冻系数表示.抗冻系数指岩石试样在±250C的温度区间内,反复降温、冻结、融解、升温,其抗压强度有所下降,岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度的百分比.10、抗剪切强度(2004)p43岩石抗剪强度是指岩石在剪切荷载作用下,达到破坏前所能承受的最大剪应力。

岩石力学习题+思考题答案.docx

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岩石力学习题+思考题答案.docx1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内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:矿物晶体内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内部的键连结力要小,因此,晶粒边界就相对软弱。

微裂隙:是指发育于矿物颗粒内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。

岩石力学习题库及答案

岩石力学习题库及答案

《岩石力学》习题库及答案02(共62页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--练习题岩石与岩体的关系是( B )。

(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大部分岩体属于( D )。

(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、各向异性材料岩石的弹性模量一般指( B )。

(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岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为( D )。

(A) B、(C)(D)由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度,所以岩石属于( B )。

(A)脆性材料(B)延性材料(C)坚硬材料(D)脆性材料,但围压较大时,会呈现延性特征剪胀(或扩容)表示( D )。

(A)岩石体积不断减少的现象(B)裂隙逐渐闭合的一种现象(C)裂隙逐渐涨开的一种现象(D)岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象剪胀(或扩容)发生的原因是由于( D )。

(A)岩石内部裂隙闭合引起的(B)压应力过大引起的(C)岩石的强度大小引起的(D)岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的岩石的抗压强度随着围岩的增大(A )。

(A)而增大(B)而减小(C)保持不变(D)会发生突变劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的( B )。

(A)抗压强度(B)抗拉强度(C)单轴抗拉强度(D)剪切强度9、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( D )。

(A)它不是针对岩石材料的破坏准则(B)它认为材料的破坏是由于拉应力所致(C)它没有考虑岩石的非均质特征(D)它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用10、岩石的吸水率是指( B )。

(A)岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比(B)岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比(C)岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比(D)岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比11、已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为,则该岩石( A )。

2006博士学位研究生入学考试试题A

2006博士学位研究生入学考试试题A

考试科目:地球物理测井原理及方法 共1页 第1页博士学位研究生入学考试试题(A 卷)考试科目:地球物理测井原理____________________________________________________________________________1、简述影响地下岩层电阻率和介电常数的主要因素。

(10分)2、简述电磁波传播测井方法的应用特点。

(10分)3、试对比分析感应测井和侧向测井,说明测井方法研究的基本问题和特点。

(10分)4、单发双收声速测井仪在上提过程中测井,试绘出声波时差井径补偿示意图,给出声波时差井径补偿公式。

(10分)5. 试述变密度声波测井原理及其主要应用。

(10分) 6、在声速测井仪器设计中,为使滑行纵波为首波,发、收探头之间距要大于临界源距L*。

假设测井仪器外表面到井壁的距离m a 1.0=,井内流体波速为s m V f /1600=,地层纵波波速为s m V P /1800=,试计算此临界源距。

(10分)7、碳氧比能谱测井(C/O )是目前在套管井中测量剩余油饱和度最重要的测井方法,试回答以下问题: (10分)(1)简述碳氧比能谱测井的核物理基础。

(2)传统C/O 测井仪有哪些主要不足?新型C/O 测井仪在方法上有哪些改进?8、说明伽马射线和物质作用的过程和机制。

(10分)9. 选作题(从下列题目中任选二题) (20分)(1)试述微电阻率扫描测井的原理和基本应用。

(10分)(2)试述对称声源在充液套管井中激发起哪些波动模式及各自的特点。

(10分)(3)在井下高温环境中,最常用的伽马探测器由什么元件组成?对137Cs 伽马射线的能量分辨率可达多少?耐温指标可达多少?试列出其它几种伽马探测器并简述其特点,在测井应用中有哪些限制。

(10分)(4)岩性密度测井是当前勘探测井中重要的核测井方法,试回答以下问题: (10分)① 岩性密度测井采用什么核素作为伽马放射源?主要是基于什么考虑?② 简述地层(真)密度ρb 、电子密度指数ρe 和视(石灰岩)密度ρa 的概念和相互关系。

2006博士学位研究生入学考试试题A答案

2006博士学位研究生入学考试试题A答案

博士学位研究生入学考试试题(A 卷)标准答案考试科目:地球物理测井原理____________________________________________________________________________1、简述影响地下岩层电阻率和介电常数的主要因素。

(10分) 答: 地层电阻率的大小取决于下列因素:1)岩石孔隙内地层水的电阻率;2)岩石孔隙构造的几何形态;3)岩石的含水(油气)饱和度(S w )。

4)泥质含量和成分。

地层介电常数的大小取决于下列因素:1)岩石孔隙构造的几何形态;2)岩石的含油气(水)饱和度(S w );3)泥质含量和成分。

2、简述电磁波传播测井方法的应用特点。

(10分) 答:电磁波传播测井是利用电磁波传播理论,测量电磁波在井眼地层中的传播时间和信号衰减,确定地层的介电常数的一种测井方法。

电磁波传播用麦克斯韦方程来描述:在均匀介质中电磁波传播常数γ=)(ωεσωμi i +-,α为波的衰减系数,β为波的相位移,ω为波的角速度(2πf ),μ为磁化率,ε为介电常数,σ为电导率。

测量电磁波通过单位长度的传播时间t pe 和单位长度信号衰减率A 。

由于水的介电常数比石油及其它一些岩石矿物的介电常数都高出一个数量级,且矿化度的影响可以忽略,因此用介电常数可以有效的区分油水层,计算含水饱和度。

3、试对比分析感应测井和侧向测井,说明测井方法研究的基本问题和特点。

(10分) 答:感应测井主要针对油基泥浆或空气钻井条件下测量地层电导率的需要,采用交流信号和聚焦方法,激发交变电磁场,克服钻井内介质不导电的限制,接受地层媒质感生的二次磁场信号,测量地层电导率。

侧向测井主要针对水基泥浆钻井条件下测量地层电阻率的需要,采用直流信号和屏蔽方法,激发直流电磁场,克服钻井内介质导电的影响,接受地层媒质的电场信号,测量地层电阻率。

对比分析感应测井和侧向测井可见,测井方法研究的基本问题是根据探测对象的物理性质参数和测量环境,研究相应的物理场性质及变化规律,设计合适的测量方法。

《岩石力学》习题汇总及答案

《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。

博士岩石学真题答案解析

博士岩石学真题答案解析

博士岩石学真题答案解析岩石学是地质学的重要分支之一,研究地球上的岩石形成、演化及其相关地球动力学过程。

对于攻读博士学位的学生而言,岩石学常常是必修课程之一。

在岩石学的学习中,不可避免地要面对一些考试,而解答真题是检验学生对知识掌握程度的一种重要方式。

本文将对一道博士岩石学真题进行解析和讨论,帮助读者更好地理解并掌握相关知识。

题目如下:一种常见岩石的矿物组成物质完全溶解(不考虑壳层结构物)所需的溶液离子浓度一般为0.13mol/kg,定性成份分别是Mg2+和SiO2。

方程式如下:Mg2+ + 2H2O ⇔ Mg(OH)2↓ + 2H+SiO2 + 2H2O ⇔ H4SiO4试回答以下问题:1.该岩石中Mg2+的含量是多少?2.该岩石中SiO2的含量是多少?3.如将该岩石和足够的HCl溶液反应,完全消耗该岩石中的Mg2+,生成MgCl2溶液,需要多少克HCl?4.如将该岩石和足够的NaOH溶液反应,完全消耗该岩石中的SiO2,生成Na2SiO3溶液,需要多少克NaOH?首先我们来解决第一个问题,计算该岩石中Mg2+的含量。

根据题目中给出的离子浓度,我们可以列写等离子体质量守恒的方程式如下:Mg2+ + 2H2O ⇔ Mg(OH)2↓ + 2H+根据方程式中的化学计量关系,我们可以知道每1 mol的Mg2+可以生成1 mol的Mg(OH)2。

由于题目中所给溶液离子浓度为0.13mol/kg,我们可以假设该岩石中溶液密度为1 kg/dm³(常温下水的密度约为1 kg/dm³),那么我们可以计算出该岩石中每升溶液中的Mg2+的摩尔浓度为0.13 mol/L。

接下来我们通过计算摩尔浓度和相应物质的摩尔质量之间的关系,可以得到该岩石中Mg2+的含量。

Mg2+的摩尔质量为24.31 g/mol,所以每升溶液中的Mg2+质量为0.13 * 24.31 g/L。

第二个问题是计算该岩石中SiO2的含量。

(完整版)论述题-重大-岩石力学-历年

(完整版)论述题-重大-岩石力学-历年

三、论述题1、结合岩石力学与工程实际,简要叙述工程岩体结构面的基本力学属性(2003)(看ppt)结构面是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面,包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。

其工程力学性质主要包含三个方面:法向变形、剪切变形、抗剪强度。

2、论述岩石的流变性以及蠕变变形曲线特征(2004,2006,2009)或:简要说明岩石的流变性(2005,2008)或:简要论述岩石的蠕变特征(2003)岩石的流变性: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。

蠕变:当载荷不变时,变形随着时间而增长的现象;松弛:当应变保持不变时,应力随着时间增长而减小的现象;弹性后效:当加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。

当岩石在某一较小的恒定载荷持续作用下,其变形量虽然随时间增长而有所增加,但蠕变变形的速率则随时间增长而减小,最后变形趋于一个稳定的极限值,这是稳定蠕变。

当荷载较大时,蠕变不能稳定于某一极限值,而是无限增长直到破坏。

这是不稳定蠕变,根据应变速率不同,分为以下三个阶段:(附上图)1减速蠕变阶段(ab段):应变速率随时间增加而减小2等速蠕变阶段(bc段):应变速率保持恒定3加速蠕变阶段(cd段):应变速率迅速增加直到岩石破坏稳定蠕变和不稳定蠕变的临界应力为岩石的长期强度。

3、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(2004)在关于岩石破裂的所有讨论中,破裂面的性质和描述是最重要的,出现的破裂类型可用下图中岩石在各种围压下的行为来说明。

在无围压受压条件下,观测到不规则的纵向裂缝[见图(a)],这个普通现象的解释至今仍然不十分清楚;加中等数量的围压后,图(a)中的不规则性态便由与方向倾斜小于45度角的单一破裂面所代替[图(b)],这是压应力条件下的典型破裂,并将其表述为剪切破坏,它的特征是沿破裂面的剪切位移,对岩石破裂进行分类的Griggs和Handin(1960)称它为断层;因为它符合地质上的断层作用,后来有许多作者追随着他们;然而,更可取的似乎是限制术语断层于地质学范围,保留术语剪切破裂于试验范围更好;如果继续增加围压,使得材料成为完全延性的,则出现剪切破裂的网格[图(c)],并伴有个别晶体的塑性。

(完整版)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。

岩石力学考试试题及复习资料(东拼西凑版)

岩石力学考试试题及复习资料(东拼西凑版)

岩石力学考试试题及复习资料(东拼西凑版)《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。

《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。

2006级硕士岩石力学

2006级硕士岩石力学
8
– 一点的应力状态
分正应力、剪应力两大类。 由六个独立的应力分量描述: σx [σ]={σx,σy,σz,τxy,τyz,τzx}
σz σy τxyτzx ∆R
σ=∆R/∆A
9
应力状态σ:一点应力的总和。 σ σz τzx τzy
z
σy τyx τyz
σx τxy τxz x
10
2.2 主应力与主应变
• • • • 主应力 应力不变量 偏应力 主应变
11
可以证明:通过一点总存在着三个相互垂直其剪应力 为零的特殊截面,该截面称为主面,其外法线方向称 为该点的主方向。作用在主面上的正应力称为主应力。
n σ
12
p X = σl pY = σm p Z = σn
p x = σ x l + τ yx m + τ zx n p y = τ xy l + σ y m + τ zy n p z = τ xz l + τ yz m + σ z n Nhomakorabea33
弹性
弹-塑
塑-弹
塑-弹-塑
塑-弹-塑
屈服
34
全应力应变曲线
σ OA微裂缝闭合 AB弹性变形 BC弹塑性变形 CD参与变形 A o ε
35
C B D
σk
εk
切线模量 Et=dσ/dε 割线模量 Es= σk/ εk
36
3.2 围压对岩石力学性质的影响
σ Pc=100MPa 50MPa 30MPa
21
变形协调方程:
2 2 ∂ 2 ε xx ∂ ε yy ∂ γ xy + = 2 2 ∂x∂y ∂y ∂x 2 ∂ 2 ε xx ∂ 2 ε zz ∂ γ yz + = 2 2 ∂z ∂y ∂x∂z ∂ 2 ε zz ∂ 2 ε xx ∂ 2 γ zx + = 2 2 ∂x ∂z ∂z∂x ∂ 2 ε zz ∂ ∂γ zx ∂γ yz ∂γ zx = − 2 ∂z + ∂x + ∂y ∂x∂y ∂z ∂ 2 ε xx ∂ ∂γ yz ∂γ zx ∂γ xy = − 2 ∂x + ∂y + ∂z ∂y∂z ∂x

《岩石力学》习题汇总及答案

《岩石力学》习题汇总及答案

《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。

(完整版)《岩石力学》考博真题-秋及答案.doc

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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。

《岩石力学》习题汇总及答案

《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。

重庆大学采矿工程考研专业课真题岩石力学与工程参考答案样式权威机密准确)

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1. 岩石的容重与比重容重的定义:单位体积(包括岩石内孔隙体积)的重量。

=W Vγ 影响因素:组成岩石的矿物成分、孔隙发育程度及其含水量。

岩石的容重一定程度上反映出岩石力学性质的优劣,容重大,相应力学性质就好。

反之愈差。

根据含水状况分为天然容重γ、干容重d γ和饱和容重w γ。

测量方法:量积法(直接法)、水中称重法或蜡封法。

量积法测干容重,s d gAhγ=,s g 为被测岩样在105~110度的温度下烘干24小时的重量(kN);遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石不能用水中称重法测容重。

而蜡封法适用于不能用量积法或水中称重法测容重的岩石。

取烘干岩样系上细线,称重为s g 。

持线将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中,取出,检查岩样是否密封完好,如未密封完好,再用蜡液封好,冷却后称重记为1g ,然后浸水后称重2g ,则1212sd ng g g g g γγ=---,n γ为蜡的容重。

若已知天然含水率,则可根据干容重d γ计算天然容重γ:(10.01)d γγω=+,ω为岩石的天然含水率(%)比重:岩石固体部分的重量和4C 。

时同体积纯水重量的比值。

ss s W G V ωγ=, 影响因素:组成岩石的矿物比重及其在岩石中的相对含量,成岩矿物的比重愈大,则岩石的比重愈大。

反之愈小。

岩石的比重一般为2.5~3.3.2.试论述岩石的水理性与空隙性岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。

包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。

A 天然含水率天然状态下岩石中水的质量m w 与岩石的烘干质量m dr 的比值,称为岩石的天然含水率,以百分率表示,即:B 吸水性定义:岩石在一定条件下吸收水份的性能。

影响因素:孔隙的数量、大小、开闭程度和分布情况等。

表征岩石吸水性指标吸水率、饱和吸水率、饱水系数。

(1)吸水率a ω是岩石在常压下吸入水的质量与其烘干质量dr m 的比值,即式中,0m 为烘干岩样浸水48小时后的总质量。

岩石力学大题答案

岩石力学大题答案

四、简答题1、什么是岩石的硬度?硬度与抗拉强度的辩证关系是什么?答:岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力叫岩石的硬度。

硬度与抗压强度既有联系又有区别,对于凿岩而言,岩石的硬度比岩石单向抗压强度更具有实际意义,因为钻具对孔底岩石的破碎方式多数情况下是局部压碎。

所以,硬度指标更接近于反映钻凿岩石的实质和难易程度。

2、什么是全应力应变曲线,为什么普通材料实验机得不出全应力应变曲线在单周压缩下,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)摧毁岩石试样,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是,自身变形极小,存储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。

3、写出二维直角坐标下的岩石在弹性状态下的平衡微分方程、几何方程、和物理方程?(1)平衡微分方程⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=+∂∂+∂∂=+∂∂+∂∂00y xy y x yx x f x y f y x τστσ (2)几何方程xu x ∂∂=ε yv y ∂∂=ε y u x v xy ∂∂+∂∂=γ (3)物理方程[][]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=+-=+-=,1,)(1,)(1xy xy x z y y z y x x G E E τγσσμσεσσμσε4、岩石应力应变曲线,并简述各个阶段的特点?四个区段:①在OA 区段内,该曲线稍微向上弯曲;②在AB 区段内,很接近于直线;③BC 区段内,曲线向下弯曲,直至C 点的最大值;④下降段CD 。

第一区段属于压密阶段,这是由于细微裂隙受压闭合造成的;第二区段AB相应于弹性工作阶段,应力与应变关系曲线为直线;第三阶段BC为材料的塑性性状阶段,主要是由于平行于荷载轴的方向内开始强烈地形成新的细微裂隙,B点是岩石从弹性转变为塑性的转折点,也就是所称为屈服应力;最后区段CD为材料的破坏阶段,C点谓屈服点,相应于该点的应力R。

(完整版)重庆大学-博士、硕士岩石力学考题2

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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。

高等岩石力学试题

高等岩石力学试题

《高等岩石力学》试题1、 写出Kelvin 模型微分型本构方程,并分析其有无瞬时弹性变形、弹性后效、粘性流动及松弛等特性。

解:(1)Kelvin 模型Eσ ση微分型本构方程:εηεσ +=E(2)本构方程分析由于阻尼筒的作用,ε0 =0,即无瞬时弹性变形;在恒定荷载条件下,c σσ=有R A E d dt dt d E c t c c σεεσεηεηεση+=-=+=-E e积分得 当0=c σ时,t E Aeηε-=,形变随时间的变化而变化。

t→∞,ε→0。

因此Kelvin 模型具有弹性后效。

当R Ae ct E σεη+=-时,t→∞,ε→σc R,其为定值,因此Kelvin 模型不具有粘性流动。

当变形恒定,0==εεε ,c ,由本构方程得c E εσ==常数,其与时间无关,即没有应力松弛的现象。

2、 试用Kelvin 模型推导圆形断面平巷岩体应力场。

解:①无支护的圆形断面隧道如图1,问题的弹性解:p r a r ⎪⎭⎫ ⎝⎛=221 θσσ 公式中没有任何表示岩石(随时间变化的)性质的参数,所以对于应力而言粘弹性解与弹性解完全一样。

②有支护的圆形断面隧道如图2,问题的弹性解:a b r p ra p r a 22221±⎪⎭⎫ ⎝⎛= θσσ 因为围岩位移随时间变化,所以支护反力也随时间变化,可假定不随时间改变。

同理,公式中没有任何表示岩石(随时间变化的)性质的参数,上式亦可做为弹粘性应力场的解答,只是p a 是时间的函数,因此需求出其值。

均匀应力场只能造成体积应变,而体积应变一般都为弹性应变。

这一应力场不产生塑性变形也不产生流变,所以引起围岩流变的是开巷后附加应力场,附加应力场为:()22''r a P P a b ar ±= σσ图1 无支护圆形巷道 图2 有支护圆形巷道3、 论述岩石力学反分析的基本思路及反分析方法的分类。

解:(1)岩石力学反分析的基本思路:(2)反分析方法的分类:①、按所求解问题:参数反分析,模型反分析。

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一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容。

(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. 什么是岩石的水理性?如何描述岩石的水理性?(20分)
五. 什么是岩石的应力-应变全过程曲线,研究应力-应变全过程
曲线的意义是什么?(20分)
一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容
该准则是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 0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(φπ2
141-),这里的内摩擦角μφ1tan -=。

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。

总之,莫尔假定考虑了岩石的受力状态、周向应力约束的影响和岩石的本身性能,能较全面的反映岩石的破坏强度特征,但该假定忽视了中间主应力对岩石破坏强度的影响,而事实证明中间主应力对其破坏强度是有一定程度影响的。

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
在关于岩石破裂的所有讨论中,破裂面的性质和描述是最重要的,出现的破裂类型可用下图中岩石在各种围压下的行为来说明。

在无围压受压条件下,观测到不规则的纵向裂缝[见图(a)],这个普通现象的解释至今仍然不十分清楚;加中等数量的围压后,图(a)中的不规则性态便由与方向倾斜小于45度
角的单一破裂面所代替[图(b)],这是压应力条件下的典型破裂,并将其表述为剪切破坏,它的特征是沿破裂面的剪切位移,对岩石破裂进行分类的Griggs 和Handin(1960)称它为断层;因为它符合地质上的断层作用,后来有许多作者追随着他们;然而,更可取的似乎是限制术语断层于地质学范围,保留术语剪切破裂于试验范围更好;如果继续增加围压,使得材料成为完全延性的,则出现剪切破裂的网格[图(c)],并伴有个别晶体的塑性。

破裂的第二种基本类型是拉伸破裂,它典型地出现于单轴拉伸中,它的特征是明显的分离,而在表面
间没有错动[图(d)]。

在较为复杂的应力条件下出现的破裂,可以认为上述类型之一或其它。

如果平板在线载荷之间受压[图(e)],则在载荷之间出现一个拉伸破裂,如果这些载荷是由环绕材料的外套挤入材料的裂缝中引起的,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; 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. 什么是岩石的水理性?如何描述岩石的水理性?
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。

岩石的水理性主要包括吸水性、抗冻性和软化系数三个方面。

岩石的吸水性是指岩石吸收水分的性能,其水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭程度等,描述岩石吸水性的指标有吸水率、饱水率和饱水系数。

岩石的吸水率V 1为标准大气压力下,岩石吸入水的重量W 1与岩石干重量W d 之比: %10011⨯=d
W W V 岩石的饱水率V 2为高压(150个大气压)或真空条件下,岩石吸入水的重量W 2与岩石干重量W d 之比: %10022⨯=d
W W V 岩石的饱水系数K s 为吸水率V 1与饱水率V 2之比: 21V V K s =
显然,吸水性较大的岩石在吸水后往往会产生较大的膨胀,它将会给地下空间的支护造成很大的压力。

岩石的抗冻性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。

当岩石经过反复冻结和融解时,由于岩石中含各种矿物的膨胀系数不同,岩石产生不均匀膨胀而导致岩石结构破坏,同时由于岩石中的水分冻结对岩石产生膨胀压力,这都将致使岩石强度降低,甚至引起岩石的破坏。

岩石的抗冻性可用抗冻系数C f 表示,它是指岩石试件在±250C 的温度区间内,反复降温、冻结、升温、融解,然后测量其抗压强度的下降值()
cf c σσ-,以此强度下降值与冻融实验前的抗压强度c σ之比的百分率作为
抗冻系数C f : %100⨯-=c
cf c f C σσσ 其中,c σ冻融实验前岩石试件的抗压强度,cf σ冻融实验后岩石试件的抗压强度。

岩石中含水量的多少也会影响岩石的强度,一般而言,岩石含水越多,其强度就会越低,通常可以用软化系数c η来反映岩石的这种关系。

所谓软化系数c η,是指岩石试件在饱水状态下的抗压强度c σ与干燥状态下的抗压强度'c σ的比值: '
c c c σση= 各类岩石的软化系数一般在0.45-0.90之间变化。

五. 什么是岩石的应力-应变全过程曲线,研究应力-应变全过程曲线的意义是什么?
所谓岩石的应力-应变全过程曲线是指采用刚性材料试验机对
岩石试件在外载荷作用的全过程中所测取的的应力与应变所绘制的
应力-应变关系曲线。

一般而言,在不同应力条件下,岩石材料的完
整应力-应变全过程曲线可分为以下四个部分,亦即是岩石变形的四
个基本阶段(如右图所示):①OA 段,曲线稍向上凹,为岩石材料的
孔隙压密变形阶段,对于孔隙度较大或结构较为松散的岩石类材料,
该变形阶段较为明显;②AB 段,曲线非常接近直线的部分,为岩石
类材料的弹性变形阶段,并将B 点所对应的应力值称为屈服应力或
弹性极限,对于坚硬致密的岩石类材料,该直线部分十分明显;③
BC 段,曲线稍向下凹,到达点时岩石发生宏观破坏,当在BC 中任意点K 卸载后再加载时,则其B 点将移至K 点,因此,称此阶段为岩石材料的应变硬化变形阶段,对于软弱类岩石,该应变阶段较为明显;④CD 段,岩石此时虽然已经发生宏观破坏,但由于尚未完全破裂仍能够承受一定载荷,但其承载能力将随变形的逐渐增大而减小,当在BC 中任意点Q 卸载后再加载时,则其所能达到的最高应力值将比Q 点的应力值要低,所以称此变形阶段为应变软化变形阶段。

研究应力-应变全过程曲线的工程意义主要表现在以下两个方面:一是从岩石应力-应变全过程曲线中可以看出,岩石即使在发生破坏而且变形很大的情况下,也具有一定的承载能力,事实上,在矿井中所看到的岩体都有程度不同的破裂,但仍具有一定的承载能力,也就是这个原因;二是从岩石应力-应变全过程曲线中可以判定该种岩石在高应力作用下是否会易于发生岩爆,因为一般而言,岩石试件中的应力在达到峰值以前,积蓄于岩石试件内部的弹性应变能就约等于应力-应变全过程曲线峰值左侧的面积A ,而岩石试件破坏时所消耗的能量也就等于应力-应变全过程曲线峰值右侧的面积B ,若A>B ,则表示该岩石在高应力作用下破坏后尚剩余部分能量,这部分能量的突然释放就及有可能会引起岩爆。

另外,也可以通过岩石的应力-应变全过程曲线预测其是否发生蠕变破坏和循环载荷条件下是否发生破坏。

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