中南大学13级岩石力学考试题

2014级中南大学复习岩石力学考试试卷（名词解释+计算题）张义涵

一、名词解释（本题10分，每小题4分）（由张义涵从中选择）

1、岩石质量指标： 1、 结构面视在间距； 1、 岩石蠕变；

2、岩石流变： 2、 岩石崩解性； 2、 岩体初始应力；

3、结构面状态： 3、 岩石真三轴试验； 3、 岩石膨胀性；

4、岩体工程分类： 4、 岩体完整性系数； 4、 岩石单轴抗拉强度；

5、围岩： 5、 岩石吸水率； 5、地压；

五、计算题（本题26分，第1、2每小题8分，第3小题10分）

1、已知岩石的单轴压缩区强度为60MPa,相应破坏面与水平面夹角为ο60，求其粘聚力？当小主应力MPa 153=σ破坏时，求最大主应力1σ，破坏面上的法向应力σ和切向应力τ？（公式：ασσσασστ2cos 2,2sin 2-3131+==

）

2、已知结构面οο45,35,30,45000====φϕMPa c KPa c 倾角，岩体受到MPa MPa 120,2013==σσ，求岩体是否破坏？发生破坏的话，是何种破坏？

3、边坡内存在一结构面 οο45,6.0==n MPa c ϕ，结构面倾角,4530οο==f p

ϕϕ，破面倾角坡面高度m H 35=，坡体岩体自重3/27m KN =γ，张裂隙高度为m Z 10=，张裂隙中存在水压力，水的自重3/10m kN w =γ，计算坡面的安全系数？

二、简答题（45分）

1、岩体综合调查的目的是什么？（5分）

2、如何确定岩石的弹性模量？岩石的这三种弹性模量分别反映了什么变形特征？（8分）

3、岩石的抗剪强度主要有哪几种测定方法？如何能够获得岩石的抗剪强度曲线？（8分）

4、试阐述地下工程喷锚联合支护的岩石作用机理。（8分）

5、岩质边坡发生圆弧和平面破坏的条件分别是什么？请举例岩质边坡监测的主要内容和相应设备。（8分）

6、围岩与支架相互作用原理是什么？它对地下工程支护结构设计与施工有什么指导意义？（8分

三、分析论述题（35分）

1、请示意性地绘出一条岩石典型蠕变曲线，并在图上标出各个变形阶段的名称，然后详细说明各变形阶段的特点。（10分）

2、请分别示意性地绘出端部锚固式锚杆和全长粘结式锚杆中的拉应力分布特征图。（5分）

3、已知某结构面产状为：倾向北偏东45°，倾角为30°。请根据赤平极射投影原理示意性地绘出该结构面的赤平投影圆弧，并求出结构面的走向。（5分）

4、某工程所处的三维原岩应力状态为：最大主应力σ1 与中间主应力σ2 位于水平面，最小主应力σ3 为垂直方向的自重应力。其中σ1 大小为45MPa,其方向为北偏东60°。σ2 =30MPa，σ1 =25MPa。为了获得较为理想的巷道围岩应力分布状态，请利用岩石力学有关原理设计该巷道走向、断面形状及相应轴比，并绘出巷道断面示意图。（15分）

四、计算题（40分）

1、用同种岩石试件在不同围压下做了两组常规三轴实验，第一组试件在围压下测得平均三轴抗压强度为55MPa，第二组试件在围压15MPa下测得平均三轴抗压强度为90MPa，试根据莫尔—库仑理论计算岩石的内摩擦角和粘结力。（12分）

2、设某巷道所处深度的原岩处于静水压力状态，原岩应力P=25MPa，圆形巷道半径为2m，试计算圆形巷道周边以及距离巷道中心4m处的径向和切向应力，并说明为何巷道一般都从巷道周边围岩开始破坏。（12分）

3、试验测得花岗岩的单轴抗压强度为100MPa,破坏面与压应力作用面夹角为

60°，试根据莫尔—库仑强度准则来计算这种岩石在10MPa围压下的三轴抗压强度。（10分） 4、用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩心管在岩石中进行钻进，连续取芯。某回次进尺1m采取岩石芯样，其中最大的5块长度分别为330mm、240mm、160mm、110mm和80mm，试计算该岩石的RQD指标。(6分)