矿山岩石力学试卷

矿山岩石力学补考试卷及答案

一、名词解释（每小题5分，共30分）

1）岩石及特性：由矿物组成的构成地壳的主要物质。它可以是尺寸很小的矿物颗粒，如沙、土，也可以是相当大的岩快，可能含有不贯通（或微小）裂纹、空隙或胶结强度很高的层理，但不包含弱面，是完整岩快，无地应力但可以记忆原岩应力。（每写出一点给0.5分）

2）地应力与地压：存在于原岩中的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或地应力；开挖引起原岩应力的重新分布，叫地压，也叫二次应力、矿压、岩压。（每概念给2.5分）

3）弹性后效与松弛：加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象称为弹性后效。当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小的现象，称为松弛。（每概念给2.5分）

4）结构面：岩体中存在着的各种不同成因（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（少一点扣1分，扣完为止）5）围岩分区破裂化效应：在支承应力作用下，引起围岩发生交错呈带的离层破坏的现象。（每点1分，也可以画图表述）

6）离壁支护：木支架、钢支架、混凝土砌碹以及钢筋混凝土支架等与围岩部分点接触或部分面接触的支护形式，也叫普通支护。（后4点，每点1分；前面说出1点给0.5分。给满5分为止。）

二、填空题（每小题2分，共30分）

1）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。

2）一次钻取3m深的钻孔，取得如下一组岩芯：30cm、2cm、10cm、15cm、5cm、2cm、1cm、25cm、20cm、40cm、30cm、5cm、2cm、3cm、10cm、2cm、10cm、15cm、5cm、2cm、1cm、25cm、20cm、20cm，该岩体的岩芯质量指标是90 %。

3）围岩的支承压力分为应力降低区、应力升高区、应力不变区这三个区。其中以应力峰值点为界限，又将支承压力分为弹性区、极限平衡区。

4）锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。

5）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。

6）矿山岩石力学是调查地压显现，分析围岩地压（应力重分布），试验研究岩体

强度，评价岩体稳定性，制定合理的地压控制措施的应用科学。

7）结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。

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”。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）。

9）地应力的测量方法分直接法、间接法两大类，分别各举一例：如前者水压致裂（声发射法、扁千斤顶法）、后者应力解除法

10）竖井加固的措施有井圈加固、地面帷幕（或破壁）注浆、开槽卸压、摩擦桩治理方法。

11）某岩石试件的相对密度是2.60，空隙比是0.05，则该试件的干密度、饱和密度分别为 2.60 、 2.65 k/cm3。

12）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。

13）岩石的破坏形式包括脆性断裂和塑性流动，其中前者细分为拉伸断裂和剪切破坏。

14）当应力达到某一极限值时岩石便发生破坏，这个极限值就是岩石的强度。在外力作用下发生变形，当外力撤出后能够恢复的变形是岩石的弹性变形，当外力撤出后不能够恢复的变形是岩石的塑性变形，也称残余变形（或永久变形）。15）按莫尔——库伦强度理论，若岩石强度是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用面的夹角为450+Ø/2 。

三、简述题（每小题6分，共30分）

1）画图简述倾斜巷道的支承压力分布。遇到岩爆问题，怎样处理工作面岩爆。

1-压力降低区；Ⅱ-压力升高区；Ⅲ-原岩应力区。

遇到巷道端面岩爆，一般采用在断面掘进的端面

辅助炮孔中布置几个超深炮孔，

超深比为掘进进尺的2—3，同时，在帮墙的腰

线间隔一定距离布置应力释放孔，并适当爆破震动孔底。

（标注1-3，说明布超深孔、超深比和应力释放孔各1分）

2）画图简述岩石的应力－应变全过程曲线。

4个阶段：

1）裂隙压密阶段(OA)：曲线上凹

2）弹性变形阶段(AB)：呈直线

3）塑性变形阶段(BC)：曲线下凹

4）破坏后阶段(CD)：残余强度σD ，

峰值强度σC

(每点1分，画图2分)

3）简要介绍《轴变论》的应用 布置巷道时，应遵循：1）椭圆长轴与最大主应力方向一致，最好轴比等于1/λ；2）不得已时，可退而求次，寻找无拉力轴比；3）无拉力轴比为，当0<λ<1时m = (1-λ)/(2λ)，当λ>1时m = 2/(λ-1)

（前2点每点1.5分，第3点各条件点1.5分）

4）画图表示支承压力在底板中的传递规律。下层矿开采时，如何布置巷道最好。（画图4分，正确表示A 、B 、

C 、

D 各区各0.5分；正确表示应力分布趋势

各1分；正确表示支承压力各0.5分；以下表

述每点0.5分）

防支承压力过大，不应将底板岩

巷布置在A 区；防底鼓，也不宜布置在

离采空区很近的B 区；离矿体太远，布

置在D 区也不经济；一般将底板岩巷布

置在C 区。

5）简述岩体强度特性。（6分。1、2、4每点表述1.0分，3中各小点也是1.0分） ● 岩体的强度包络线介于结构面强度包络线和岩石强度包络线之间。

● 岩体强度受加载方向与结构面夹角θ的控制，因此表现出岩体强度的各向异性。

● 岩体中只有一组结构面时，(1)当σ1与结构面垂直，岩体强度与结构面无关，为岩石强度；(2)当θ＝450－φj/2，岩体将沿结构面破坏，其强度为结构面强度；(3)当σ1与结构面平行，结构面的抗拉强度小，岩体将因结构面的横向扩展而破坏。

● 岩体中有多组结构面时，岩体的强度图像将为各单组结构面岩体强度图像的叠加。如果结构面分布均匀、且强度大体相同时，则岩体表现出各向同