岩石 力学试卷与参考答案.doc

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1、《矿山岩体力学》考试题（120分钟）（B卷）班级姓名学号成绩____________题序一二三总计得分一、名词解释（每小题4分，共10题，共40分）1.圣维南原理2.逆解法3.岩石孔隙率4.延性破坏5.蠕变6.结构面线连续性系数7.围岩应力8.支承压力9.构造应力10.地应力的间接测量法二、简答题（每小题8分，共3题，共24分）1.写出二维直角坐标下的弹性力学基本方程？2.作岩石应力—应变全过程曲线示意图，并简述各个阶段特点？3.简述具有单结构面的岩体强度如何确定？三、计算题（每小题12分，共3

2、题，共36分）1.已知一点的六个应力分量为，，，，，，试求出该点的三个主应力大小和最大主应力的方向？2.将某一岩石试件进行单轴压缩实验，其压应力达到28MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为60°，设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，（1）试求该岩石的内摩擦角和粘聚力C，写出摩尔-库仑方程式？（2）画出此受力状态时的摩尔-库仑破坏准则示意图。3.在地下400m深处，掘进一个圆形巷道，断面半径为5m，覆盖岩层的容重，侧压力系数为1，试求：（1）求离巷道壁面2m处围岩的径向应力和环向应力大小？（2）绘

3、出巷道顶板中线和侧壁中线处的和曲线图。《矿山岩体力学》考试题（A卷）答案一、名词解释（每小题4分，共10题，共40分）1.圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么，近处的应力分布将有显著的改变，但远处所受的影响可以不计。2.逆解法：先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数，并求出应力分量；然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状，看这些应力分量对应于边界上什么样的面力，从而得知所选取的应力函数可以解决的问题。3.岩石

4、的孔隙率：岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比。4.延性破坏：岩石破坏之前的变形很大，且没有明显的破坏载荷，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种破坏称为延性破坏。5.蠕变：固体材料在不变载荷的长期作用下，其变形随时间的增长而缓慢增加的现象。6.结构面线连续性系数：沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线长度的比值。7.围岩应力：在岩体内开挖地下硐室，围岩将在径向、环向分别发生引张及压缩变形，使得原来的径向压应力降低，而环向压应力升高，通常，将这种应力重分布所波及的岩石称之为围岩，

5、重分布后的应力状态叫围岩应力。8.支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。9.构造应力：由地质构造运动而引起的地应力。10.地应力的间接测量法：借助某些传感元件或某些媒介，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、渗透性、吸水性、电磁、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公式计算出岩体中的应力值。二、简答题（每小题8分，共3题，共24分）

6、1.写出二维直角坐标下的弹性力学基本方程？（1）平衡微分方程（2）几何方程（3）物理方程2.作岩石应力—应变全过程曲线示意图，并简述各个阶段特点？四个区段：①在区段内，该曲线稍微向上弯曲；②在区段内，很接近于直线；③区段内，曲线向下弯曲，直至点的最大值；④下降段。第一区段属于压密阶段，这是由于细微裂隙受压闭合造成的；第二区段相应于弹性工作阶段，应力与应变关系曲线为直线；第三阶段为材料的塑性性状阶段，主要是由于平行于荷载轴的方向内开始强烈地形成新的细微裂隙，点是岩石从弹性转变为塑性的转折点，也就是

7、所谓屈服点，相应于该点的应力称为屈服应力；最后区段为材料的破坏阶段，点的纵坐标就是单轴抗压强度。3.简述具有单结构面的岩体强度如何确定？可根据莫尔强度包络线和应力莫尔圆的关系进行判断，设图中为节理面的强度包络线；为岩石(岩块)的强度包络线；根据试件受力状态()可给出应力莫尔圆。应力莫尔圆的某一点代表试件上某一方向的一个截面上的受力状态。首先，根据莫尔强度理论，若应力莫尔圆上的点落在结构面强度包络线之下，则试件不会沿此截面破坏。另外，当结构面与的夹角满足或时，试件也不会沿结构面破坏。但若应力莫尔圆

8、已和岩石强度包络线相切，因此试件将沿的一个岩石截面破坏。若应力莫尔圆并不和岩石强度包络线相切，而是落在其间那么此时试件将不发生破坏，即既不沿结构面破坏，也不沿岩石面破坏。此外，当为定值时，岩体的承载强度与的关系。水平线与结构面破坏曲线相交于两点，此两点相对于与，此两点之间的曲线表示沿结构面破坏时值，在此两点之外，即<或>时，岩体不会沿结构面破坏，此时岩体强度取决于岩石强度，而与结构面的存在无关。三、计算题（每小题12分，共3题，共36分）1．已知一点的六个应力分量为，，，，，，试求出该点的三个主