岩石力学要点-四

岩石力学要点四

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。

二、填空题：

1、矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。

2、已知岩石的孔隙率为5%，则其孔隙比为0.053。

3、岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足抗剪强度>抗拉强度。

4、岩石形成各向异性的原因是岩石物质成分、结构具有方向性，节理、结构面、层面具有方向性。

5、岩石蠕变的类型分为稳定蠕变和不稳定蠕变两种。

6、马克斯维尔（M）体描述具有瞬时弹性变形、等速蠕变和松弛性质的不稳定蠕变，其结构组成为M = H—N （或元件

图）。

7、岩石抗冻系数为岩样在正负25℃之间反复冻融，其抗压强度降低值与未冻融前抗压强度的百分比。

8、塑性区围岩具有弹塑性位移，位移仅与应力偏量有关，与静水压力无关。

9、目前维护井下巷道围岩稳定，主要从两个方面入手:增强围岩强度、降低围岩应力。

10、从支护原理上分析，普通支护为被动支护，锚喷支护为主动支护。

11、锚杆支护设计时一般先确定锚固力，然后确定拉断力，再确定锚杆杆径。

1.开尔文（K）体描述有弹性后效的稳定蠕变，其结构组成为K = H|N （或

元件图）。

2.莫尔认为无论岩石处于何种应力状态，破坏均为剪切破坏。

3.依据回采空间是否移动，分为移动支承压力、固定支承压力。

4.一般讲，岩体强度介于岩石强度与结构面（弱面）强度之间。

5.ISRM 建议：加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一般为5—10分钟。

6.岩石破坏后所具有的残余强度是指破裂岩块之间因相互错动摩擦产生的摩擦阻力。

7.一般以高于（低于）原岩应力5%为界，划分集中应力影响范围。1．描述不稳定蠕变的马克斯维尔（M）体结构组成为M = H—N （或元件图）。

2．矿物、结构、构造是影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素。3．岩体由岩块、结构面组成。

4．格里菲斯认为不论岩石受力状态如何，最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏。

5．锚杆的作用原理有悬吊、组合梁、挤压拱、抗剪切等不同解释。6．岩石塑性变形有真塑性和假塑性之说，其中假塑性变形是指岩石内部存在的节理裂隙被压闭合在宏观表现上的变形。

7．当侧压系数为1/3时，圆形巷道周边恰恰不产生拉应力。

1、已知岩石的孔隙比为0.053，则其孔隙率为5%。

2、岩石在不同的应力作用下，其极限强度的大小满足三向抗压强度>单轴抗压强度。

3、结构面密集程度由裂隙度K与切割度Xe表征。

4、岩石的破坏类型分为断裂破坏（劈裂）、流动破坏（剪切）两种。

5、典型蠕变曲线分为初始蠕变、定常蠕变、加速蠕变三阶段。

6、开尔文（K）体描述有弹性后效的稳定蠕变，其结构组成为K = H | N （或元件图）。

7、巷道围岩受地压作用产生的三区分别为塑性区、弹性区、原始应力区。

8、弹性区围岩具有弹性或粘弹性位移，位移与岩石弹性性质有关。

9、大量实验表明，塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。

10、锚杆施工时要注意两点足够、可靠的锚固力；稳定、完整的岩帮。

三、简答题：

1、什么是全应力应变曲线？为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线？

答：在单轴压缩下，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）摧毁岩石试件，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时，自身变形极小，储存的弹性能不足以摧毁岩石试件，因此可以得到岩石破