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岩石力学

岩石力学
岩石力学

一、名词解释

1、原岩应力:天然岩体在未受到人为干扰的情况下,岩体中的天然应力。

原岩:未经工程开挖和人工扰动的处于天热状态的岩石

3、长期强度:岩石的稳定蠕变和非稳定蠕变之间的界限,当应力大于长期强度后,只要作用时间够长,岩石将发生破坏变形。

4、次生应力:受到工程开挖的影响,岩体中的应力发生重新分布,重新分布后的应力称为次生应力。

5、应力松弛:应变不变的条件下,随着时间的增加应力逐渐减小的现象。

7、围岩:受工程开挖影响,应力重新分布的岩体。

8、围岩应力:受工程开挖影响的岩体中重新分布的应力。

9、岩体结构:岩体结构面和结构的总称。就是岩体内结构面和结构体之间的相互关系。

10、岩石的吸水性:岩石能吸收水分的性质。

11、各向同性:材料中任意一点沿各个方向的力学性质和物理指标都相同的性质。

12、结构面:岩体中存在的各种成因不同性质不同的地质界面。

13、结构体:由结构面在岩体中切割成的各种大小不一,形状各异,性质不同的块体。

14、蠕变:应力大小不变的情况下应变随着时间的增加而不断增加的

现象。

5、流变:岩石应力应变随时间变化而变化的性质。

16、塑性变形:岩石受力变形后,撤去力应变不能恢复。

17、准岩体强度:岩石抗压、抗拉强度与岩石完整性系数的乘积。

18、扩容:

19、岩石坚固性系数:

20、碎胀系数:岩石破碎后的体积比原来体积大的性质叫做岩石的碎胀性,用岩石的随胀系数来表示,等于岩石破碎后的体积与原来的体积之比。 21、原生结构面:岩石在成岩阶段形成的结构面,根据岩石成因可分 为沉积结构面、火成结构面、变质结构面

22、软化性:岩石在饱水状态下其强度相对于干燥状态下降低的性能,可用软化系数ηc 表示。

软化系数:岩石试样在饱水状态下的抗压强度σcb 与在干燥状态下的抗压强度σc 之比。

23、完整性系数:弹性波在岩石试件和岩体中的传播速度之比的平方称为岩体的完整性系数

24、 岩体: 结构面和结构体的地质统一体

25、构造应力场:构造应力在空间有规律的分布状态。

26、应力集中系数

27、真三轴压缩实验 岩石RQD 质量指标

是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,由美国伊利诺斯大学提出和发展起来。该法是利用钻孔的修正岩芯采取率来评价岩石质量的优劣。V

V P

二、问答题

1、应力解除法的基本原理是什么?

破坏联系,解除应力;

弹性恢复,测出变形;

根据变形,反求应力。

地下某点的岩体处于三向压缩状态,如用人为的方法解除其应力,必然发生弹性恢复,测定其恢复的应变,利用弹性力学公式则可算出岩体初始应力。

2、何谓岩石的软化性?用什么指标来表示?该指标在岩体工程中有何意义?

3、自重应力场有何特点?

⑴ 水平应力σx、σy一般小于垂直应力σz ;

⑵ σx、σy、σz均为压应力;

⑶ σz只与岩体密度和深度有关,而σx、σy 还同时与岩体弹性常数 E、μ有关;

⑷ 结构面影响岩体自重应力分布。

4、解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别和相互关系?

5、围岩应力分布的共同特点有哪些?

6、全应力-应变曲线是怎样获得的?它在分析岩石力学特性上有何意义?

7、岩体中的天然应力是哪些因素构成的?

8、岩石破坏方式有哪些?

岩石单轴压缩试验时有

①单斜面剪切破坏

破坏方向β=450+Φ/2

② X共轭斜面剪切破坏

③拉伸破坏

9、用用莫尔应力圆画出:(1)单向拉伸;(2)双向拉伸;(3)纯剪切;(4)单向压缩;(5)双向压缩

10、莫尔强度理论的基本要点有哪些?

?基本观点:材料在复杂应力状态下,某一斜面上的剪应力达到一极限值,造成材料沿该斜面产生剪切滑移破坏,且破坏面平

行于中间主应力σ2作用方向。

莫尔准则的强度曲线是一系列极限应力莫尔圆的公切线。

莫尔准则强度曲线,分为直线型强度曲线和曲线型强度曲线。

曲线型强度曲线又分为二次抛物线、双曲线和摆线型等。

11、通常采用哪几种应力解除法测定原岩应力?每种方法各有哪些优缺点?

1、孔底应力解除法

优点:解除岩芯短,不需要打很长的套孔岩心适用于完整性差的岩体

缺点:单孔不能确定岩体应力的六个分量,必须进行三孔测定,才能确定岩体的原岩应力;无理论计算公式,只能用经验公式计算岩体三维应力; 适用于完整性差的岩体

2、孔径变形法

3、孔壁应变法

12、孔壁应变法、孔底应变法、孔径变形法都是测定原岩应力的方法,其基本原理是什么?

13、什么是岩爆?岩爆产生的条件是什么?

岩爆:是岩体中聚积的应变能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的

现象。

条件:岩石破坏后

A为弹性变形能

B为岩石破坏耗散能

当A>B时,岩石破坏后尚有余能----岩爆

当A

简论岩石力学及其工程应用的发展战略

简论岩石力学及其工程应用的发展战略 近三十年来,特别是近十余年,无论国内和国外,岩石力学及其工程应用获得了突 飞猛进的发展,学术交流空前活跃,许多相邻学科的工作者被吸引到岩石力学领域中来.一方面,岩石力学的许多分支领域得到不同程度的探索和发展;另一方面,岩石力 学与其相邻学科的相互结合也在向纵深发展.这当然是很可喜的. 当前岩石力学的主要成就似可归纳如下: ——开展了大量的试验研究工作,取得了一大批有价值的经验数据,并丰富了岩石 力学模型的研究: ——开展了岩石力学的大量的数值分析计算工作,积累了大批计算软件,可以考虑 岩石的弹性、塑性、粘性和断裂等各种特性的多种情况; ——发展了现场观测和监测技术,为工程的安全和岩石力学理论的检验,提供了相 当坚实的物理基础; ——发展了岩石力学模型试验和模拟技术(包括计算机模拟试验),为探索天然岩 石的整体特性作出了有意义的努力; ——拓展了岩石力学的研究领域和应用范围,例如水利工程风险分析中的水库诱发 地震预测问题,核电站的环境分析中的核废料的储存和处理问题,都被包括在岩石力学 研究范围之内. 岩石力学的研究现状表明,它的确还有许多不足之处,如不认真研究改进,最终将会阻碍岩石力学的进一步发展。 首先,目前岩石力学研究工作,绝大多数只限于天然岩石的单项研究,这种研究虽然是非常需要的,但必须与天然岩石的整体特性的研究结合起来.这是因为局限于天然岩石的单项研究.并不能很好地反映岩石在天然状态下的整体性质,因为后者并不是前者的简单的叠加.很遗恨,这方面并没有获得完满的解决,一个突出的例子,就是计算参数的取得,目前多只凭经验,还没有一套公认的准则可供遵从. 共次.岩石不能只认为是单相(固相)的,从这一点出发而建立的岩石力学模型当然是不完善的(尽管当前的研究成果多是如此).因为这与事实不符.天然岩石是一种三相(固相、液相和气相)介质,虽然有时可以当作单相介质来考虑而没有太夹的误差, 但在许多情况下是不可以这样做的.例如水工建设和水下探矿中,大多数场合是不能忽视水的作用的;在油气田开发中,还必须进一步考虑气相的作用. 第三,目前研究岩石静力学方面的多,研究岩石动力学方面的太少.不仅因为工程上常常遇到动力学问题,例如爆破,振动、地震等,而且有许多课题,表面上看似乎是可以当作静力学问题来研究,实际上却是与动力学密切相关的问题.例如岩质边坡的失稳,就是一个由静态转化为动态的问题。Vajont滑坡直到现在还被人们所研究,就是因为这一滑坡为什么会有这样高速滑落问题一直没有获得很好解决的原故. 第四,坦率地说,目前岩石力学的研究,还没有真正走到工程设计中去.其中的原因是多方面的,但重要韵是,没有能够发展出一整套岩石工程技术与方法供工程设计人员应用,因而还不能完全取代原有的~·套技术和方法显示出自己特有的优越性来.岩石力学的工程应用不够这一不足之处,直接危及岩石力学向纵深发展.因为岩石力学的工程应用的广泛深入,反过来会促进岩石力学不断地向深度和广度进军. 因此,岩石力学及其工程应用的发展战略,笔者认为,必须按照天然岩石的实际情况,并服务于工程建设的需要这一基本原则来进行. 例如,天然岩石不仅是多相的,而且是处在一种系列状态中:在地表,它受风化和众多裂隙切割而多处于松散状态,普氏理论适用这种情况;在较浅处,主要受裂隙控制,因而

岩石力学性质试验

岩石力学性质试验 一、岩石单轴抗压强度试验 1.1概述 当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度,即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 在测定单轴抗压强度的同时,也可同时进行变形试验。 不同含水状态的试样均可按本规定进行测定,试样的含水状态用以下方法处理: (1)烘干状态的试样,在105~1100C下烘24h。 (2)饱和状态的试样,使试样逐步浸水,首先淹没试样高度的1/4,然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处,6h后全部浸没试样,试样在水下自由吸水48h;采用煮沸法饱和试样时,煮沸箱内水面应经常保持高于试样面,煮沸时间不少于6h。 1.2试样备制 (1)试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块,试件备制中不允许有人为裂隙出现。按规程要求标准试件为圆柱体,直径为5cm,允许变化范围为4.8~5.2cm。高度为10cm,允许变化范围为9.5~10.5cm。对于非均质的粗粒结构岩石,或取样尺寸小于标准尺寸者,允许采用非标准试样,但高径比必须保持=2:1~2.5:1。 (2)试样数量,视所要求的受力方向或含水状态而定,一般情况下必须制备3个。 (3)试样制备的精度,在试样整个高度上,直径误差不得超过0.3mm。两端面的不平行度最大不超过0.05mm。端面应垂直于试样轴线,最大偏差不超过0.25度。 1.3试样描述 试验前的描述,应包括如下内容: (1)岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小,胶结物性质等特征。 (2)节理裂隙的发育程度及其分布,并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。 (3)测量试样尺寸,并记录试样加工过程中的缺陷。 1.4主要仪器设备 钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。 游标卡尺、天平(称量大于500g,感量0.01g),烘箱和干燥箱,水槽、煮沸设备。 压力试验机。压力机应满足下列要求: (1)有足够的吨位,即能在总吨位的10%~90%之间进行试验,并能连续加载且无冲击。 (2)承压板面平整光滑且有足够的刚度,其中之一须具有球形座。承压板直径不小于试样直径,且也不宜大于试样直径的两倍。如大于两倍以上时需在试样上下端加辅助承压板,辅助承压板的刚度和平整光滑度应满足压力机承压板的要求。 (3)压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。

岩体力学的发展展望及发展方向

岩体力学的发展展望及发展方向 张永伟学号:201020407 岩石力学是研究岩石和由它组成的地质体在外力作用下力学行为的一门应用固体力学学科。岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门新兴学科,是一门的年轻的学科,特别是在中国前景广阔,“岩石力学的未来在中国”。 岩体力学作为岩土工程三大基础学科(岩体力学、土力学、基础工程学)之一,在工程设计和施工中,岩体力学问题往往具有决定性的作用,例如:英吉利海底隧道,日本青函海底隧道,美国赫尔姆斯水电站地下厂房,加拿大亚当贝克水电站地下压力管道,巴西伊太普水电站,尼亚加拉水电站,以及我国葛洲坝水利工程等的新建,都提出了许多岩体力学方面的棘手问题,而这些问题对工程的进行具有决定意义。因此,岩体力学的发展直接关系到工程开发的深度和广度。 一、岩体力学的发展 岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门学科,一般认为它形成于20世纪50年代末,其主要标志是1957年法国的J.Talobre 所著的《岩石力学》的出版,以及1962年国际岩石力学学会的成立。岩体力学的发展经历了如下几个阶段:(一)连续介质岩石力学阶段。二次世界大战之前至20世纪60年代为岩体力学的产生与早期发展阶段。在此阶段,人们仅简单地将岩体看作一种连续介质材料,利用固体力学理论进行岩体的力学特性分析,将岩体力学等同于材料力学,处理实际问题主要靠经验,往往效果较差。(二)裂隙岩体力学阶段。

大约在20世纪60-70年代,国际上正式将裂隙岩体的力学性质研究作为岩体力学的一个中心课题,并且提出了(碎裂)岩体力学概念,将岩体力学研究推向了一个崭新的阶段,即裂隙岩体力学阶段。(三)岩体结构力学阶段。20世纪60年代末,人们提出了“岩体结构”的概念,及至70年代中期“岩体结构”便在岩体力学研究中起指导作用,并且由此诞生了“岩体结构的力学效应”这一具有划时代意义的科研命题。(四)地质工程岩体力学阶段。随着各种大型或特大型岩体工程的兴建,例如超过300 m的高坝及跨海大桥或其他高架工程等,它们的规模、形状、分布及组合等变化很大,往往引出不少岩体力学问题,而要解决这些问题又涉及到很多地质问题,有时可能关系到面积超过十平方公里、深达几公里的地质体。而今的岩体力学与地质研究工作密切相关,必须是多学科协同操作,方能有所作为。因此岩体力学的发展进入地质工程岩体力学阶段。 二、岩体力学在地质灾害防治中的应用 今年舟曲泥石流地质灾害再次引起了人们对地质灾害的重视。 岩体力学在地质灾害防治中的应用,作为研究方向,开展崩塌、滑坡、泥石流和采空地面塌陷等地质灾害方面的研究,是岩体力学重要的发展方向之一,对于保护人民群众生命财产安全具有重要的意义。 地质灾害监测与预警、地质灾害危险性评估、地质灾害防治等都需要岩体力学的知识和手段。 对于山东省而言由于地下采矿而产生的采空地面塌陷,近几年频

岩体课后答案

1.构成岩石的主要造岩矿物有正长石、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。 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? 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。 岩浆岩特点: 1)深成岩:常形成较大的入侵体。颗粒均匀,多为粗-中粒状结构,致密坚硬,孔隙很小,力学强度高,透水性较弱,抗水性较强。2)浅成岩:成分与深成岩相似,但产状和结构都不相同,多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差,与其他岩种相比,它的性能较好。3)喷出岩:结构较复杂,岩性不均一,连续性较差,透水性较强,软弱结构面比较发育。沉积岩特点:1)火山碎屑岩:具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系,各类火山岩的性质差别很大。2)胶结碎屑岩:是沉积物经过胶结、成岩固结硬化的岩石。其性质取决于胶结物的成分、胶结 形式和碎屑物成分和特点。3)粘土岩:包括页岩和泥岩。其性质较差。4)化学岩和生物岩:碳酸盐类岩石,以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。变质岩特点:是在已有岩石的基础之上,经过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和压力的不同而具有不同的性质,形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。变质岩特点1)接触变质岩:侵入体周围形成岩体。岩体透水性强,抗风化能力降低。2)动力变质岩:构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好,裂隙、孔隙发育,强度低,透水性强。3)区域变质岩:这种变质岩的分布范围广,岩石厚度大,变质程度均一。一般块状岩石性质较好,层状片状岩石性质较差。 6.表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么? 答:指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7、岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。 答:试件在单轴压缩载荷作用破坏时,在试件中可产生三种破坏形式: (1)X状共轭斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏,破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度,导致岩石受拉伸破坏。 9、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? 答:全应力应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性,特别是破坏后的强度与力学性 质的变化规律。由于材料试验机的刚度小,在试件压缩时,其支柱上存在很大的变形和变形能,在试件 快要破坏时,该变形能突然释放,加速试件破坏,从而得不出极限压力后的应力应变关系曲线。 11.在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化? 答:三轴压缩条件下,应力应变曲线如图1-31、1-32所示,围压对岩石变形的影响主要有: (1)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的抗压强度显著增加; (2)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石破坏时,岩石的变形显著增加; (3)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的弹性极限显著增加; (4)随着围压(σ2= σ3) 的增大,岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变,岩石的性质发生了变化,由弹脆 性---弹塑性---应变硬化。抗压强度显著增加; 12.什么是莫尔强度包络线?如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线? 答:三轴抗压强度实验得出:对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件(不同的围压时的最大轴向压力值)给出了几乎恒定的强度指标值(直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角)。这一强度指标以莫尔强度包络线的形式给出.在不同围压条件下,得出不同的抗压强度,因而可以做出不同的莫尔应力圆,这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。 16.线弹性体、完全弹性体、弹性体三者的应力-应变关系有什么区别? 答:完全弹性体:循环加载时的σ -ε关系为曲线。加载路径与卸载路径完全重合。线弹性体:循环 加载时的σ -ε关系为直线。加载路径与卸载路径完全重合。弹性体岩石:加载路径与卸载路径不同,但反复 加载与卸载时,应力应变关系总是服从此环路的规律。 19.影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的? 答:影响岩石力学性质的主要因素有水、温度、加载速度、风化程度及围压。 (1) 水对岩石力学性质的影响 1)连结作用:束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧,起连接作用。 2)润滑作用:由可溶盐、胶体矿物连接的岩石,当有水入侵时,可溶盐溶解,胶体水解,导致矿物颗粒间连 接力减弱,摩擦力减低,从而降低岩石的强度。 3)水楔作用:当两个矿物颗粒靠得很近,有水分子补充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸附力将水分子拉

高等岩石力学试题答案1

1. 简述岩石的强度特性和强度理论,并就岩石的强度理论进行简要评述。 答:岩石作为一种天然工程材料的时候,它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点,并且受水力学作用显著。在地表部分,岩石的破坏为脆性破坏,随着赋存深度的增加,其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关,如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响,其他因素影响研究并不深入,故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a. Coulomb-Navier 准则 Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏,它不仅与该剪切面上剪应力有关,而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏,而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即: ?στtan +=C 式中?为岩石材料的内摩擦角,σ为正应力,C 为岩石粘聚力。 b. Mohr 破坏准则 根据实验证明:在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大,与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点,莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程,即: ()στf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式,具体视实验结果而定。 虽然从形式上看,库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线,但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则,没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发,提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论,并得到了双剪统一强度理论: () 3211t b b σσσασ=+--α ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数,是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里,上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。 (2). 屈服强度准则 a. Tresca 屈服准则

岩石力学复习题 2解析

《岩石力学》测试题一 西南科技大学考试试题单 考试科目:岩石力学 (不必抄题,但必须写明题号,试题共计三大题) 一、解释下列术语(每小题4分,共28分) 1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限 2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。不同的结构面,其 力学性质不同、规模大小不一。 3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态 4.流变在外力作用下,岩石的变形和流动 5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性,用碎胀系数ξ来表示。 6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象 7.矿山压力地下矿体被开采后,其周围岩体发生了变形和位移,同时围岩内的应力也 增大和减小,甚至改变了原有的性质。这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。 二、简答题(每小题7分,共42分) 1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点? 都是岩石形状改变的一种类型,膨胀和扩容时岩石的体积会增大,扩容和蠕变时需要受力2.岩体按结构类型分成哪几类?各有何特征? 整体块状 层状 碎裂

散体 3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么? 4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么? 5.在不同应力状态下,岩石可以有几种破坏形式? 压缩破坏拉伸破坏剪切破坏 6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面? 喷射混凝土的厚度是否越大越好?为什么? 三、计算题(30分) 1.将一岩石试件进行三向抗压试验,当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时,垂直加压到2700kg/cm2试件破坏,其破坏面与最大主平面夹角成60°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算:(1)内磨擦角φ;(2)破坏面上的正应力和剪应力;(3)在正应力为零的那个面上的抗剪强度;(4)假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2,试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态?(本题20分) 2.岩体处于100m深,上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3,泊松比μ=0.2,自重应力为多少?当侧压力系数为1.0时,自重应力为多少?(本题10分 《岩石力学》测试题二 双击自动滚屏

岩石力学课后作业

2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特性? 答:(1)恒应力长期作用下岩石的流变体现为蠕变,蠕变指岩石材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。蠕变可分为三个阶段:第一阶段:蠕变速率(Δε/Δt )随时间而呈下降趋势。第二阶段:蠕变速率不变,即(Δε/Δt )为常数,这一段是直线。第三阶段:蠕变速率随时间而上升,随后试样断裂。 (2)在应变一定的情况下,岩石的流变体现为松弛,松弛分为立即松弛——变形保持恒定后,应力立即消失到零;完全松弛——变形保持恒定后,应力逐渐消失,直到应力为零;不完全松弛——变形保持恒定后,应力逐渐消失,但最终不能完全消失,而趋于某一值。 (3)岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的特性称作岩石的长期强度,岩石长期强度也是岩石流变特性的体现。 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 答:(1)马克斯威尔(Maxwell)模型。这种模型是由弹性单元和黏性单元串联而成,当骤然施加应力并保持为常量时,变形以常速率不断发展。 (2)开尔文(Kelvin)模型。它是由弹性单元和黏性单元并联而成,当骤然施加应力时,应变速率随着时间逐渐递减,在t增长到一定值时剪应变就趋于零。 (3)广义马克斯威尔模型。该模型由开尔文模型与黏性单元串联而成,剪应力开始以指数速率增长,逐渐趋近于常速率。 (4)广义开尔文模型。该模型由开尔文模型与弹性单元串联而成,开始产生瞬时应变,随后剪应变以指数递减速率增长,最终应变速率趋于零,应变不再增长。 (5)柏格斯(Burgers)模型。这种模型由开尔文模型与马克斯威尔模型串联而成,蠕变曲线开始有瞬时变形,随后剪应变以指数递减速率增长,最后趋于以不变的速率增长。 2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系? 答:岩石的长期强度指岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的性能,即作

高等岩石力学答案

3、简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。 答:岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端,固定后,通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定,一种情况是锚头直接附着在结构上,以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是: (1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力,其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。 (2)使被锚固地层产生压应力,或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚杆)。

(3)加固并增加地层强度,也相应地改善了地层的其他力学性能。 (4)当锚杆通过被锚固结构时.能使结构本身产生预应力。 (5)通过锚杆,使结构与岩石连锁在一起,形成一种共同工作的复合结构,使岩石能更有效地承受拉力和剪力。 锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台,也并非每一个功能都发挥作用。 若采用非预应力锚杆,则在岩土体中主要起简单的加筋作用,而且只有当岩土体表层松动变位时,才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆。效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析,可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上,从而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。 岩土的锚杆类型: (1)预应力与非预应力锚杆 对无初始变形的锚杆,要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度,一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上,以对锚杆施加预应力,同时也在结构物和地层中产生应力,这就是预应力锚杆。 预应力锚杆除能控制结构物的位移外,还有其它有点: 1安装后能及时提供支护抗力,使岩体处于三轴应力状态。 2控制地层与结构物变形的能力强。 3按一定密度布臵锚杆,施加预应力后能在地层内形成压缩区,有利于地层稳定。 4预加应力后,能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。 5张拉工序能检验锚杆的承载力,质量易保证。 6施工工艺比较复杂。 (2)拉力型与压力型锚杆 显而易见,锚杆受荷后,杆体总是处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内的灌浆体分别处于受拉或受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递的。锚杆工作时,固定段的灌浆体易出现张拉裂缝.防腐件能差。

(完整版)岩石力学考试试题含答案

岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于() ( A )岩体中含有大量的不连续 ( B )岩体中含有水 ( C )岩体为非均质材料 ( D )岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指()。 ( A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 ( B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 ( C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 ( D )岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为()。 (A)岩石类型、埋深 (B)岩石类型、含水量、温度 (C)岩体的完整性和岩石的强度 (D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照()。 (A)岩石的饱和单轴抗压强度 (B)岩石的抗拉强度 (C)岩石的变形模量 (D)岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?() (A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D

6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?() (A)原生结构面(B)构造结构面 (C)次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在() (A)劈理面(B)解理面(C)结构 (D)晶面 8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是() (A)柱状>板状>块状 (B)块状>板状>柱状 (C)块状>柱状>板状 (D)板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为()(A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体 (B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体 (C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体 (D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体 10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于() (A)结构面的性质(B)结构体型式 (C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D 选择题 1、在我国工程岩体分级标准中,软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为()。(A)15~30MPa (B)<5MPa (C)5~15MPa (D)<2MPa 2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据()。

岩石力学研究的现状和未来

岩石力学研究的现状和未来 引言 岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩石的力学以及与力学有关现象的 一门新兴科学。它不仅与国民经济基础建设、资源开发、环境保护、减灾防灾有密切联系,具有重要的实用价值,而且也是力学和地学相结合的一个基础学科。 岩石力学的发生与发展与其它学科一样,是与人类的生产活动紧密相关的。早在远古时代,我们的祖先就在洞穴中繁衍生息,并利用岩石做工具和武器,出现过“石器时代”。公元前2700年左右,古代埃及的劳动人民修建了金字塔。公元前6世纪,巴比伦人在山区修建了“空中花园”。公元前613-591年我国人民在安徽淠河上修建了历第一座拦河坝。公元前256-251年,在四川岷江修建了都江堰水利工程。公元前254年左右(秦昭王时代)开始出钻探技术。公元前218年在广西开凿了沟通长江和珠江水系的灵渠,筑有砌石分水堰。公元前221-206年在北部山区修建了万里长城。在20世纪初,我国杰出的工程师詹天佑先生主持建成了北京-张家口铁路上一座长约1公里的八达岭隧道。在修建这些工程的过程中,不可避免地要运用一些岩石力学方面的基本知识。但是,作为一门学科,岩石力学研究是从20世纪50年代前后才开始的。当时世界各国正处于第二次世界大战以后的经济恢复时期,大规模的基本建设,有力地促进了岩石力学的研究与实践。岩石力学逐渐作为一门独立的学科出现在世界上,并日益受到重视。

目前国际上已建和正建的大坝,高度超过300m,地下洞室的开挖跨度超过50m,矿山开采深度超过4000m,边坡垂直高度达1000m,石油开采深度超过9000m,深部核废料处理需要考虑的时间效应至少为1万年,研究地壳形变涉及的深度达50-60km,温度在1000oC以上,时间效应为几百万年。今后,随着能源、交通、环保、国防等事业的发展,更为复杂、巨大的岩石工程将日益增多。但是,国际上有许多工程由于对岩石力学缺乏足够的研究,而造成工程事故。其中最的是法国马尔帕塞(Malpasset)拱坝垮坝及意大利瓦依昂(Vajont)工程的大滑坡。 马尔帕塞薄拱坝,坝高60m,坝基为片麻岩,XXXX年左坝肩沿一个倾斜的软弱面滑动,造成溃坝惨剧,400余人丧生。瓦依昂双曲拱坝,坝高261.6米,坝基为断裂十分发育的灰岩。XXXX年大坝上游左岸山体发生大滑坡,约有2.7-3.0亿立米的岩体突然下塌,水库中有5000万立米的水被挤出,击起250米高的巨大水浪,高150米的洪波溢过坝顶,死亡3000余人。近年来,虽然岩石力学得到突飞猛进的发展,但与岩体失稳有关的大坝崩溃,边坡滑动,矿山瓦斯爆炸,围岩地下水灾害等惨剧仍时有发生。诸如此类的工程实例,都充分说明能否安全经济地进行工程建设,在很大程度上取决于人们是否能够运用近代岩石力学的原理和方法去解决工程上的问题。当前世界上正建和拟建的一些巨型工程及与地学有关的重大项目都把岩石力学作为主要研究对象。第一节国际岩石力学与岩石工程发展动态一、国际岩石力学学会成立前(XXXX)的概况 在国际岩石力学学会成立前,尤其是上世纪二战以后,为适应经济发展的迫切需要,各国都相继建立了一些机构对岩石力学进行专题研究。当时各国有代表性的研究机构如下:美国:(1)美国军部工程兵团(ACE,ArmyCorpsofEngineersU.S.A).

(完整版)重庆大学岩石力学往年题

这是我自己搜集的,答案可能不全,仅供参考。 1. 试论述岩石的水理性 岩石与水相互作用时所表现的性质称为 岩石的水理性。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: %100?= dr m m ω ? 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 %1000?-= dr dr a m m m ω 式中,0m 为烘干岩样浸水48小时后的总质量。 (2)饱和吸水率是岩石在强制状态下岩石吸入水的质量与岩样烘干质量的比值,即 %100?-= dr dr sa sa m m m ω 式中,sa ω为岩石的饱和吸水率;dr m 为真 空抽气饱和或煮沸后之间的质量(kg )。 (3)饱水系数w k 是指岩石吸水率与饱和率的比值,即 %100?= sa a w k ωω C 透水性 透水性:岩石能被水透过的性能 达西定律:当地下水沿着岩石中的孔隙或裂隙流动时,其水流速度与水力梯度成正比,即 dl dh k l h h K -=?--=12ν D 软化性 定义:岩石浸水后强度降低的性能 软化系数:c cw c σση= 式中:c η为岩石的软化系数 cw σ为饱水岩样的抗压强度(MPa) c σ为自然风干岩样的抗压强度(MPa) E 抗冻性 定义:岩石抵抗冻融破坏的性能,岩石的抗冻性常用抗冻系数来表示。 抗冻系数: %100?-= c cf c f c σσσ 式中,f c 为岩石的抗冻系数,c σ为岩石动容钱的抗压强度(kpa )。cf σ为岩样冻融后的抗压强度(kpa )。 2.论述影响岩石力学性质的主要因素 (A )水对岩石力学性质的影响 地下水包括结合水和重力水。对岩石力学性质影响的5个方面: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 (B )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,峰值强度也降低。 (C )加载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,峰值强度也降低。 (D )围压对岩石力学性质的影响 随着围压的增高,岩石的延性加大,屈服点增加,峰值强度也增加。 (E )风化对岩石力学性质的影响 主要表现在以下3个方面: 产生新的裂隙、矿物成分发生变化、结构和构造发生变化 3.试论述岩体中的初始地应力及分布规律 a.定义:地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。 b.组成:自重应力、构造应力、热应力、地震应力、扰动应力 c. 地应力的成因 大陆板块边界受压、地幔热对流、地心引力、岩浆侵入、地温梯度、地表剥蚀等引起的地应力场。 d.地应力分布的基本规律(归纳) 1)地应力是一个具有相对稳定的非稳定应力场,它是时间和空间的函数 2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量 3)水平应力普遍大于垂直应力

最新岩石力学试卷二及答案

20 ~20 学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 1、岩石的常用物理指标有哪些?它们与岩石的强度之间大致有什么关系?(5分) 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些?(5分) 3、简述水对岩石强度的影响。(5分) 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些?是如何影响的?(5分) 5、什么是岩体初始应力场?岩体内产生应力的原因有哪些?(5分)

20 ~20 学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护,它与传统的老式支护有何区别?(5分) 二、作图题(5分) 什么是岩石的蠕变?试作图说明岩石流变三阶段的特点: 三、填空题: (0.5/空)(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的,是探讨岩石对 。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。 研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式:、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有:、和、、 、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料,岩石之所以破坏是由于在 引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉

20 ~20 学年 第 学期 级 专业 试题 应力集中所致外,还可以是 引起裂隙沿裂隙长轴方向发生 。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ,用它们来表示G: λ: 、 K: 。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下,围岩中的径向应力r σ都 岩体中的初始应力;切向应力θσ则 岩体中的初始应力,在洞壁上达最大值 。由理论上可以证明,开挖洞室的影响范围是 。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体 和 而形成的。由于岩体 而对支护或衬砌的压力,称为“变形压力”;将由于岩体 而而对支护或衬砌的压力,称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析,在可形成压力拱的洞室内,压力拱的高度是 ,洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为 ,洞室任何其它点的垂直山岩压力等于 。 四、选择题:(2/题)(共10分) 1、岩石与岩体的关系是( )。 (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 ( ) 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+= ( ) b. )(42 y xy Rc Rt στ+= ( ) c. )(42 x xy Rt Rt στ+= ( ) d. )(42 x xy Rc Rt στ+= ( ) 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏,一般发生在( )。 (A )不均匀岩体 (B )薄层脆性岩体 (C )厚层泥质岩体 (D )多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中,承载力系数 主要取决于下列哪一个指标? ( ) (A ) (B )C (C ) (D )E 5、下列关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的?( )。 (A )垂直应力一定大于水平应力; (B )构造应力以水平应力为主;

2019年北京科技大学采矿工程专业考研经验分享

北京科技大学采矿工程专业考研经验贴 一、报考北科的理由 采矿工程是相对较为小众的专业,所以考研的院校选择也相对较为固定,较好一些的金属矿院校无非有江西理工大学、昆明理工大学、太原理工大学等,985、211的研究金属矿院校更是少之又少,仅有武汉理工、北京科技、东北大学、中南大学等。我自身选北科的理由很简单,一是学校相对较好,二是地理位置优势明显。 二、初试备考总结 考试科目英语一。数学二。政治。地质学或者岩石力学。 我选择的是北京科技大学采矿工程方向,就是大家理解的学硕。北京科技大学的学硕叫做采矿工程,专硕叫做矿业工程,学硕一般招生30人左右(包括保研的人数),专硕一般招生60人左右,学硕和专硕在近几年初试时只有英语是不一样的,学硕考的是英语一,专硕考的是英语二。 学采矿的同学百分之99.9的都是男生,因此整体上英语不好就可以的到解释了。在报考研究生时,很多人会选择报考专硕,专硕初试英语试题相对较为简单一些。对于北京科技大学我们专业的同学来说,报考专硕的更是多,一是专硕初试英语简单,二是北京科技大学学硕不能调剂专硕,北科的复试有相对较晚,为了保险起见大多数同学都会选择报考矿业工程。这在某些年份就会出现学硕比专硕还容易上的情况(只要分数过线就上)。 就个人来说,因为初试是考英语一,所以备考时我将大量的时间花在了数学和英语上,而且事实证明这是正确的。 三、各科备考经验 1.数学(二):自己看的是汤家凤老师的课程,考试上课严谨、风趣、易懂,我周边也有很多同学选择了张宇的资料说也很好用。 2.政治:前期用的是任燕翔和蒋中挺的,因为是基础知识,个人觉用谁的都差不多,还有就是要重视选择题。后期一定要用肖秀荣的,不多说真的好用。 3.专业课:起初专业课无从下手,很是迷茫在学长的推荐下报了新祥旭专业课一对一辅导。所以渐渐地自己学起来没有那么吃力,对学习有了一个明确的方向。资料方面我选择的地质学基础,在网上可以买历年真题还有专业课老师提供的资料笔记等,真题真的很关键,考试时至少有一半是出自于真题。还有就是教材,考试的大数题目的答案是教材的原话。 四、专业课复习经验 专业课采矿工程和矿业工程都是一样的,我们可以选择地质学或者岩石力学,这两门课的选择其实差异性不大,根据自身的喜好和擅长程度来选就行了。 着重讲解《地质学》(冶金工业出版社)的复习历程。备研书本上的全部内容就是《地质学》书上的第一大部分,地质学基础知识,也就是前六章的内容。前六章的内容基本没有什么重要章节和不重要章节,基本上章章重要节节关键,这就要我们花大力气去记忆,而且看书记忆时要仔细不要遗漏掉任何一段话。 专业课的复习不像数学需要天天以题目充实,也不像政治越在后面时间花的就越多,我们专业课的复习是在不占用过多公共课时间的前提下进行的。像是利用早读时间,或者饭后时间,再或者睡前时间这些零碎的时间就能复习。 复习时间线 1、在七八月份暑假期间将专业课本烂熟在心,每一个知识点都做到心中有数,并且做到每天有学习,不断的在脑中将各各知识点重复。

岩石力学题库

第一部分 填空题 1、岩石力学定义 ①岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学,是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应的科学。识记(1分/空) ②岩石力学是研究岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题。识记(1分/空) 2、岩石力学研究内容 ①岩石力学研究的主要领域可概括为基本原理、实验室和现场试验、实际应用。识记(1分/空) 3、岩石力学研究方法 ①岩石力学研究方法主要有工程地质研究法、试验法、数学力学、分析法、综合分析法。理解(1分/空) 4、岩石的常用物理指标 ①在工程上常用到的物理指标有:容量、比重、孔隙率、吸水率、膨胀性、崩解性等。识记(1分/空) ②岩石的容量γ是指岩石的单位体积(包括岩石孔隙体积)的重力,单位是3/m KN 与岩石密度ρ的关系为:8.9?=ργ。 识记(1分/空) ③岩石的密度ρ是指岩石的单位体积的质量(包括孔隙体积)单位是3/m kg 与岩石容重γ的关系为:8.9?=ργ。识记(1分/空) ④岩石的比重就是岩石的干的重力除以岩石的实际体积,再与4。C 时水的容重相比。计算公式是:s w s s W G νγ=。识记(1分/

空) ⑤孔隙率是指岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比,工程设计上所用的孔隙率常是利用w s d r G γη- =1计算出来。识 记(1分/空) ⑥孔隙率是反映岩石的密度和岩石质量的重要参数。孔隙率愈大表示岩石中的空隙和细微裂隙愈多,岩石的抗压强度随之是降低。理解(1分/空) ⑦表示岩石吸水能力的物理指标有吸水率和饱和吸水率,两者的比值被称为饱水系数,它对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。理解应用(1分/空) ⑧岩石的吸水能力大小,一般取决于岩石所含孔隙的多少以及孔隙和细裂隙的连通情况。岩石中包含的孔隙和细微裂隙愈多,连通情况愈好,则岩石吸入的水量就愈多。理解(1分/空) ⑨岩石的抗冻性就是岩石抵抗冻融破坏的性能,一般用抗冻系数和重力损失率两个物理指标来表示。识记(3分/空) 5、岩石的渗透性及水对岩石的性状影响 ①岩石的渗透性是指在水压力的作用下,岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。表示岩石渗透能力的物理指标是渗透系数k 。识记(1分/空) ②渗透系数的物理意义是介质对某种特定流体的渗透能力,它的大小取决于岩石的物理特性和结构特征。理解(1分/空) ③水对岩石性状的影响主要表现在岩石的抗冻性、膨胀性、崩解性、软化性。 ④岩石的软化是指岩石与水相互作用时降低强度的性质,常用的物理指标为软化系数,即饱和抗压强度与抗压强度的比值。识记(1分/空) ⑤岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。这种现象的发生必备条件是岩石中含有粘土矿物。表示岩石的膨胀性能的

岩石力学课后思考题

岩石:是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体,是组成地壳的基本物质。 岩体:是相对于岩块而言的,是指地面或地下工程中范围较大的、由岩块(结构体)和结构面组成的地质体。 岩石结构:是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石构造:是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。 岩石的密度:是指单位体积岩石的质量,单位为kg/ 3 m。 块体密度:是指单位体积岩石(包括岩石孔隙体积)的质量。 颗粒密度:是岩石固相物质的质量与其体积的比值。 孔隙性:把岩石所具有的孔隙和裂隙特性,统称为岩石的孔隙性。 孔隙率:岩石试件中孔隙体积与岩石试件体积之比 渗透系数:岩石渗透系数是表征岩石透水性的重要指标,渗透系数K 在数值上等于水力梯度为 1 时的渗流速度,单位为cm/s 或m/d。 软化系数:软化系数K R 为岩石试件的饱和抗压强度σ cw (MPa)与干抗压强度σ c (MPa)的比值。 岩石的膨胀性:是指岩石浸水后发生体积膨胀的性质。 岩石的吸水性:岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力,称为岩石的吸水性,其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭的程度等。 扩容:是指岩石在外力作用下,形变过程中发生的非弹性的体积增长。 弹性模量:是指在单向压缩条件下,弹性变形范围内,轴向应力与试件轴向应变之比,即E =σ ε 。 变形模量:是指岩石在单轴压缩条件下,轴向应力与轴向总应变(为弹性应变ε e 和塑性应变ε p 之和)之比。 泊松比:在单向载荷作用下,横向应变( ε x = ε y )与轴向应变( ε z )之比。 脆性度:通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度,n = c t δ δ 尺寸效应:岩石试件的尺 寸越大,则强度越低,反之越高,这一现象称为尺寸效应。 常规三轴试验:常规三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 = σ 3 > 0 ,即岩石试件受轴压和围压作用,试验主要研究围压(σ 2 = σ 3 )对岩石变形、强度或破坏的影响。 真三轴试验:真三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 > σ 3 > 0 ,即岩石试件在三个彼此正交方向上受到不相等的压力,试验的主要目的是研究中间主应力(σ 2 )的影响。 岩石三轴压缩强度:是指岩石在三轴压缩荷载作用下,试件破坏时所承受的最大轴向压应力。流变性:是指介质在外力不变条件下,应力或应变随时间而变化的性质。 蠕变:是指介质随在大小和方向均不改变的外力作用下,介质的变形随时间的变化而增大的现象。 松弛:是指介质的变形(应变)保持不变时,内部应力随时间变化而降低的现象。 弹性后效:是指对介质加载或卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。其是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复,外力卸除后最终不留下永久变形。 岩石长期强度:岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低,通常把作用时间t → ∞ 的强度(最低值)S ∞ 称为岩石长期强度。 强度准则:它表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系,一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ 1 = f (σ 2 , σ 3 ) 或τ = f (σ ) 来表示。通过强度准则判断岩石在什么样应力、应变条件下破坏。 岩石结构与岩石构造有何区别?并举例加以说明。岩石结构是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。岩石构造是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。如层理、片理、流面等。 岩石颗粒间连接方式有哪几种?岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。

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