《岩石力学》习题库及答案

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1、练习题三、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坏后的应力应变曲线。2、简述岩石在三轴压缩下的变形特征。答:E、μ与单轴压缩基本相同;随围压增加——三向抗压强度增加;峰值变形

2、增加;弹性极限增加;岩石由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。3、按结构面成因,结构面通常分为几种类型?答:按成因分类有三种类型:①原生结构面——成岩阶段形成的结构面;②构造结构面——在构造运动作用下形成的结构面;③次生结构面——由于风化、人为因素影响形成的结构面。4、在巷道围岩控制中,可采取哪些措施以改善围岩应力条件?答:选择合理的巷道断面参数(形状、尺寸),避免拉应力区产生(无拉力轴比);巷道轴线方向与最大主应力方向一致;将巷道布置在减压区(沿空、跨采、卸压)。5、地应力测量方法分哪两类?两类的主要区别在哪里?每类包括哪些主要测量技术?答:分为直接测量法和间接测量法。直接测量法是用测量仪器直接

3、测量和记录各种应力量。间接测量法,不直接测量应力量,而是借助某些传感元件或某些介质,测量和记录岩体中某些与应力有关的物理量的变化,通过其与应力之间存在的对应关系求解应力。直接测量法包括:扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法等。间接测量法包括:套孔应力解除法、局部应力解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法。1.岩石的塑性和流变性有什么不同?答:塑性指岩石在高应力(超过屈服极限)作用时,产生不可恢复变形的性质。流变性指岩石在任何应力作用下,随时间增长而产生的不可恢复的变形。相同点:均为不可恢复变形;不同点:变形产生的原因、机理不同。2.试叙述构造应力对原岩应力场的影

4、响及其特点。答:影响:加大了水平应力和应力不均衡分布。构造应力特点:1)分布不均,在构造区域附近最大;2)水平应力为主,浅部尤为明显;3)具有明显的方向性;4)坚硬岩层中明显,软岩中不明显;5)3.简述围压对岩石力学性质的影响。围压可改变岩石的力学性状。围压增大致使塑性增大、峰值强度增高、破坏前变形加大。实验时加载速率大,导致弹性摸量大、强度指标高。4.影响巷道围岩稳定的主要因素有哪些?围岩强度、应力集中程度、原始应力大小、巷道支架的支撑力5.采用锚杆支护时如何选择锚杆的杆径?锚杆杆径确定:一般先确定锚固力,然后由拉断力≥锚固力确定拉断力,再确定杆径。1.岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石

5、受载可发生弹性变形、塑性变形和粘性变形。一般岩石呈现粘弹性性质(滞弹性),即应变的产生和恢复滞后于应力变化。2.程岩体比尼奥斯基分类法依据哪些指标对岩体进行分类?依据岩块强度、RQD、节理间距、节理条件、地下水条件五个指标进行分类。3.岩体与岩石相比,其变形性质有何特点?岩体变形与岩石相比E低,峰值强度低,残余强度低,μ高;达到峰值后,岩体呈柔性破坏,并保留一定残余强度;各向异性显著,不同结构面分布呈现不同变形性质。4.试分析支承压力的有利因素与不利因素。有利:压酥煤体,便于落煤,节省能耗。不利:破坏煤体引起片帮,不利顶板管理;破坏顶板,生成采动裂隙,造成顶板破碎不易管理;高应力引起巷道围岩

6、变形严重,维护量大不安全;高应力易引发冲击地压。5.采用锚杆支护时,如何选择锚杆的类型?坚硬、厚层状岩体多选用端头锚固型;松软破碎、裂隙发育岩体多选用全长锚固;为增加锚杆作用效果,锚固经常与喷射混凝土、钢筋网、钢板条带等联合使用。1、在巷道围岩控制中,采用哪些措施可使支护更加合理?答:对于位移明显巷道,采用恒阻—可伸缩支护形式;对于变形量较大的软岩,采用二次支护;支架与围岩要整体接触,使应力均匀传递;加强支护与围岩间的整体性,共同承受载荷作用。2、峰前区应力应变曲线有几种类型,各表示岩石何种性质?答:峰前区应力应变曲线形态可分为直线型、下凹型、上凹型、S型、平缓型,分别表示了岩石受力作用后呈

7、现的弹性、弹塑性、塑弹性、塑弹塑性和弹粘性性质。3、岩体结构基本类型有哪些?完整结构;块裂结构;板裂结构;碎裂结构;断续结构;散体结构4、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关?剪切变形与岩石强度(C)、结构面粗糙性(JRC)有关;法向变形与结构面抗压强度(JCS)、结构面粗糙性(JRC)、结构面张开度(δ)有关。5、简述水压致裂法主要测量步骤及适用条件。答:(1)打孔到测量应力的部位,将加压段用封

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