岩石力学2

《岩体力学》2009年试题

1.岩石的水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性，

它包括岩石的吸水性、渗透性、软化性、抗冻性、溶蚀性和膨胀性等。

2.蠕变：在应力不变的条件下，岩石变形随时间延长而增大的现象称为蠕

变。

3.岩石强度：岩石抵抗破坏的能力，破坏是指岩石所承受的应力或者产生

的变形超过它的极限。

4.岩体结构面：岩体结构面是具有一定方向，延展较大而厚度较小的二维

面状地质界面。

5.构造应力：在地壳内部长期存在着一种促使地质构造运动发生和发展的

内在力，即构造应力。

6.狭义地压：把围岩因位移和冒落岩块而作用在支架上的压力称为狭义地

压。

7.采动影响范围：原岩中，因采掘而使初始应力发生显著变化的区域，称

为采动影响范围。

8.围岩应力：巷道开挖后，破坏了岩体初始应力平衡状态，为建立新的平

衡，应力重新分布，这种新的应力被称为围岩应力。

9.边坡稳定系数：在边坡预期的滑面上，阻止边坡岩体滑动的力与驱使边

坡岩体滑动的力的比值，称为边坡稳定性系数。

10.相似模拟试验：相似模拟试验是以相似理论为基础的模型试验技术，是

利用事物或现象间存在的相似和类似等特征来研究自然规律的一种方法。

1.岩石自然含水状态的软化系数是指岩石的水饱和试件单向抗压强度与自然

含水试件单向抗压强度的比值。

2.绘制岩石单向拉伸莫尔应力圆时，应力圆的圆心在正应力轴上，应力在剪

应力轴左侧，应力圆周边与坐标原点相切。

3.岩石试件单向压缩条件下，应力~应变曲线可将岩石的变形分为以下四个阶

段，即裂隙压密阶段，弹性变形阶段，非稳定破裂发展阶段和破裂后阶段。

4.岩石强度理论中，岩石拉伸破坏的强度理论主要有最大线应变理论和格里

菲斯理论。岩石剪切破坏的强度理论主要有莫尔强度理论和库仑理论。

5. 岩石力学重要用途之一，就是要对地下工程的稳定性作出判断，目前判断巷道稳定性的主要方法有强度准则法、变形准则法和稳定性分级法。

6. 由圆形巷道塑性区半径的计算公式可知：巷道所处的原岩应力愈大，塑性区半径愈大。支架对围岩的反力愈大，塑性区的半径就愈小。岩石凝聚力和内摩擦角愈小，塑性区就愈大。

1. 绘制岩石单向压缩条件下，应力—纵向应变和应力—横向应变的关系曲线，

根据该曲线求得岩石弹性模量和泊松比。（8分）

弹性模量：1212l l t E εεσσ--= 泊松比：()()

12122121l l d d εεεεμ++= 2. 岩石蠕变曲线大致为二类，第一类t ~ε关系曲线趋向于稳定极限值，第二类t ~ε关系曲线无稳定极限值。试绘制上述二类曲线图，并对曲线变化过程加以论述。（8分）

（1）第一类t ~ε关系曲线：

先出现瞬时蠕变y ε，随着时间增长变形开始逐渐增加较大，以后逐渐减

慢，最后整体趋于稳定极限值k ε。

（2）第二类t ~ε关系曲线：

先产生瞬时蠕变y ε随时间增长而不断增加，最后导致岩石破坏，无稳定极限值。

3. 绘制圆形巷道围岩应力分布曲线图，并对应力变化过程加以说明。（6分）

对于圆形巷道围岩应力分布如图所示，在巷道周边0=r ρ，p 2=θρ，随着r 的增加，r ρ和θρ最后趋向于p 值。

4. 绘制岩石应力—应变全过程曲线，说明该曲线是如何进行岩爆预测的。（8

分）

将岩石应力—应变曲线全过程曲线所围面积以峰值强度点a 为界，可以分为左右两部分。左半部分围oad （F 1）代表积累在试件内部的应变能; 右半部分abd （F 2）代表试件破坏整个过程所消耗的能量。如果F 2〈F 1，说明岩石破坏后尚

剩余部分能量，这部分能量就会产生岩爆。如果F2 F1，说明应变能在变形破坏过程中已全部消耗掉，因而不会产生岩爆。

1.地应力是如何产生的？叙述应力解除法测量地应力的基本原理。

地应力的产生：

地应力形成主要与地球各种动力过程有关，其中包括：大陆板块边界受压引起应力场，地幔热对流引起应力场，地心引力引起应力场，岩浆侵入引起应力场，地温梯度引起应力场等。另外地球内应力、地球旋转、地壳非均质扩容等也可引起相应的应力场。

基础原理：

人为使岩体内某一微元体与母体分开，即解除作用于微元体上的应力。于是被人为分离的岩体微元体发生弹性恢复变形，如测得相应这种弹性恢复时的应变，并测出被分离出岩石的弹性模量和泊松比，便可以应用弹性理论计算出岩体中初始应力。

2.岩石与岩体的主要区别在哪里，以及强度之间的关系是怎样的？

岩石与岩体的区别：

岩石是多种矿物的集合体，是组成岩体的基本单元。岩体是指在一定的工程范围内的自然地质体，它是由结构面和结构体两部分组成。岩体与岩石既有区别又有联系，岩体包含有岩石，岩石是岩体的基本单元。岩石的力学性质取决于构成岩石的矿物成分，岩石的力学性质测定在室内完成。岩体的力学性质取决于结构面的力学性质和结构体的力学性质，岩体的力学性质在现场完成。

强度之间的关系：

将岩石强度乘以龟裂系数做为岩体强度的估算值。龟裂系数反映岩石和岩体的差异，该值可通过试验方法和统计方法确定，最常用的是弹性波法。

3.简述露天矿滑坡的预测与预报。

对滑坡可能发生的地点、滑坡类型与规模、滑坡滑动发生时间进行预测预报，以及新老滑坡的判识，是滑坡整治与研究中一项极为重要的工作。

滑坡预测主要是指对于可能发生滑坡的空间、位置的判定。它包括发生地点、类型、规模(范围和厚度)以及对工程、农田活动和居民生命财产可能产生的危害程度的预先判定。滑坡发生地点的预测，其问题的实质就是掌握产生滑坡的