岩石力学复习重点资料
岩石力学复习重点
第一章、绪论
1.岩石材料的特殊性:岩石材料不同于一般的人工制造的固体材料,岩石经历了漫长的地质构造作用,内部产生了很大的压应力,具有各种规模的不连续面和孔洞,而且还可能含有液相和气相,岩石远不是均匀的、各向同性的弹性连续体。
2.岩石与岩体的区别:
(1)岩石:是组成地壳的基本物质,他是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
(2)岩体:是指一定工程范围内的自然地质体,他经历了漫长的自然历史过程,经受了各种地质作用,并在地应力的长期作用下,在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹如不整合褶皱断层层理节理劈理等不连续面。
重要区别就是岩体包含若干不连续面。起决定作用的是岩体强度,而不是岩石强度。
3.岩体结构的两个基本要素:结构面和结构体。
结构面即岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面,包括物质的分界面与不连续面。
被结构面分割而形成的岩块,四周均被结构面所包围,这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体称为结构体。
第二章岩石的物理力学性质
1.名词解释:
孔隙比:孔隙的体积(Vv)与岩石固体的体积的比值。
孔隙率:是指岩石试样中孔隙体积与岩石总体积的百分比。
吸水率:干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石干重量之比的百分率。其大小取决于岩石中孔隙数量多少盒细微裂隙的连通情况。
膨胀性:是指岩石浸水后体积增大的性质。
崩解性:岩石与水相互作用时失去粘结力,完全丧失强度时的松散物质的性质。扩容:岩石在压缩载荷作用下,当外力继续增加时,岩石试件的体积不是减小,而是大幅度增加的现象。
蠕变:应力恒定,变形随时间发展。
松弛:应变恒定,应力随时间减少。
弹性后效:在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。
长期强度:当岩石承受超过某一临界应力时,其蠕变向不稳定蠕变发展,当小于该临界值时,其蠕变向稳定蠕变发展,称该临界值为岩石的长期强度。
2.岩石反复冻融后强度下降的原因:
①构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时由于矿物的涨缩不均而导致岩石结构的破坏;
②当温度减低到0℃以下时岩石孔隙中的水将结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石的结构发生改变,直至破坏。
3.影响岩石强度的主要实验因素有哪些?
1.温度,一般而言,随温度的升高,岩石的延性加大,屈服点降低,强度也降低.
2.加载速度,加载速度队岩石的变形性质和强度指标有明显的影响:加载速度越快,测得的弹性模量越大,强度指标越高.
3.受力状态,岩石的脆性和塑性并非岩石固有的性质,而与岩石的受力状态有关,随着受力状态的变化,其脆性和塑性是可以相互转化的,强度指标也随之变化.
4.岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因做出解释
脆性破坏:由于应力条件下岩石中裂隙的产生和发展的结果。
塑性破坏:是在塑性流动状态下发生的,这是由于组成物质颗粒间相互滑移所致。
5.什么是岩石的全应力—应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普遍材料试验机不能得出岩石的全应力—应变曲线?
(1)在刚性试验机进行单轴压力试验可以获得完整的岩石应力应变全过程曲线。分为四个区段:(1)在OA区段,曲线稍微向上弯曲;(2)在AB区段,很接近于直线;(3)在BC区段,曲线向下弯曲,直至C点的最大值;(4)下降段CD (2)刚性试验机:符合压力机刚度大于试件刚度的压力试验机。
(3)因为普通材料试验机刚度小于岩杨刚度。
6.简述岩石在单体压力试验下的变形特征
1)原生微裂隙压密阶段(OA)
①σ1-ε 1 曲线,应变率随应力增加而减小;
②塑性变形(变形不可恢复)原因:微裂隙闭合(压密)
2)弹性变形阶段(AB)
①σ1-ε 1 曲线是直线;
②弹性模量,E为常数(变形可恢复)
原因:岩石固体部分变形,B点开始屈服,B点对应的σB应力为屈服极限,超过B点卸载有塑性变形。
3)弹塑性(非线性)变形阶段(BC)
①σ1-ε 1 曲线;
②有塑性变形产生,变形不可恢复;
③应变速率不断增大。
原因:新裂纹产生,原生裂隙扩展。
7.简述岩石在反复加载卸载下的变形特征
对于弹塑性岩石,在反复多次加载与卸载循环时,所得的应力-应变曲线将具有以下特点(1)卸载应力水平一定时,每次循环中的塑性应变增量逐渐减小,加、卸载循环次数足够多后,塑性应变增量将趋于零。因此,可以认为所经历得加、卸载玄幻次数愈多,岩石则愈接近弹行变形。
(2)加卸载循环次数足够多时,卸载曲线与其后一次再加载曲线之间所形成得滞回环得面积将愈变愈小,且愈靠拢而又愈趋于平行
(3)如果多次反复加载、卸载循环,每次施加得最大荷载比前一次循环得最大荷载为大。
随着循环次数增加,塑性滞回环的面积也有所扩大,卸载曲线得斜率也逐次略有
增加。这个现象称为强化。此外,每次卸载后再加载,在荷载超过的上一次循环的最大荷载以后,变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升,好像不曾受到反复加卸荷载得影响似的,这就是所谓的岩石具有记忆效应。
第三章岩体的力学特性
1.名词解释:
切割度:假设有一平直的断面,他与考虑的结构面重叠而且完全的横贯所考虑的岩体,令其面积为A,则结构面的面积a与它之间的比率,即为切割度。
工程岩体:岩石工程影响范围内的岩体
RQD:是指单位长度的钻孔中10cm以上的岩芯占有的比例。
BQ:岩体基本质量指标。
RMR:CSIR分类指标值。
2.简述结构面的自然特征
P48
3.结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关?
结构面的剪切变形与岩石强度、结构面粗糙性有关;
法向变形与结构面抗压强度、结构面粗糙性、结构面张开度有关。
4.结构面的剪切变形曲线,抗剪强度公式
P54
5.影响结构面力学性质的因素:
(1)尺寸效应(2)前期变形历史(3)后期充填性质
6.在CSIR分类法、Q分类法和BQ分类法中各考虑了岩体的哪些因素?
(1)岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件即地下水5种指标
(2)岩体的完整性,结构面的形态、填充物特征及其次生变化程度,水与其他应力存在是对质量影响。
(3)岩块饱和单轴抗压强度和岩体的完整度系数。
7. BQ修正系数:
软弱结构面产状影响修正系数;地下水影响修正系数;天然应力影响修正系数
8.结构面的剪切变形曲线的角度的含义
P54
9.简述Hoek-Brown岩体强度估算方法
P74
10.岩体变形曲线可分为几类?各类岩体变形曲线有何特点?
P84
第四章岩体地应力及其测量方法
1.岩体地应力的构成与特点:构造应力,自重应力。
2.地应力的分布规律(特点)
1)地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,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质量
3)水平应力普遍大于垂直应力
4)平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小
5)最大水平主应力和最小水平主应力也随深度线性增长
6)最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大,显示出很强的方向性。7)地应力的上述分布规律还会受到地形、地表腐蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响,特别是受地形和断层的扰动影响最大。
2高地应力判别准则
当围岩内部的最大地应力6max与围岩强度Rb的比值达到某一水平时,才能称为高地应力或极高地应力,即围岩强度比=Rb|6max (P105)
3.地应力判别准则岩爆的产生条件:
(1)地下工程开挖,洞室空间的形成是诱发岩爆的几何条件;(空间条件)(2)围岩应力重分布和集中导致围岩积累大量弹性变形能,这是诱发岩爆的动力条件;
(3)岩体承受极限应力产生初始破裂后的剩余弹性变形能的集中释放量决定岩爆的弹射程度;
(4)岩爆通过何种方式出现,这取决于围岩的岩性、岩体结构特征、弹性变形能的积累和释放时间长短。
4.地应力测量
P113
水压致裂法:
(1)测量原理:
由弹性理论可知,钻孔位于无限岩体,受到二维应力场(σ1,σ2)的作用时,在钻孔周围的应力为:
σθ=σ1+σ2-2(σ1-σ2)·cos2θ(1)
σr=0 (2)
σθ——钻孔周边的切向应力;
σr——钻孔周边的径向应力;
θ——周边一点与σ1轴的夹角。
当θ=0时,σθ取最小值,σθ=3σ2-σ1
声发射法测试原理:凯泽效应为测量岩石应力提供了一个途径,即如果从原岩中取回定向的岩石试件,通过对加工的不同方向的岩石试件进行加载声发射试验,测定凯泽点,即可找出每个试件以前所售的最大应力,并进而求出取样点的原始三维应力状态。
1.围岩:是指在岩石地下工程中,由于受开挖影响而发生应力改变的周围岩体。
2.简述地下工程按埋置深度的分类:地下工程分为深埋与浅埋两大类。
3.简述地下工程围岩的破坏机理:
P140
4.我国地下工程围岩压力计算方法
P145 (149)
5.什么是围岩变形曲线、支护特性曲线和围岩松动压力曲线?支护特性曲线的主要作用是什么?
支护特性曲线是是作用在支护结构上的形变压力与支护结构外缘所产生的径向位移间的关系。
1.岩石边坡破坏的基本类型:
从形态上可分为崩塌和滑坡:
崩塌是指块状岩体与岩坡分离,向前翻滚而下;
滑坡是指岩体在重力作用下,沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。
2.边坡稳定的影响因素
(1)结构面
(2)边坡外形
(3)岩体力学性质
(4)各种外力直接作用
3.了解岩质边坡的应力分布特征(补充百度)
坡面附近,大主应力近似与坡面平行,小主应力与坡面垂直;远离坡面初,大主应力与重力方向平行,小主应力与重力方向垂直。
4.坡顶张裂缝的最大深度
(P163页的计算公式)
5.平面滑动的一般条件:
1)滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在+-20度的范围内);
2)滑动面必须在边坡面露出,即滑动面的倾角β必须小于坡面的倾角α;
3)滑动面的倾角β必须大于该平面的摩擦角;
4)岩体中必须存在滑动阻力很小的分离面,以定出滑动的侧面边界。
1.岩石地基工程的两大特点:
(1)相较于土质地基,岩石地基可以承担大得多的外载荷;
(2)岩石中各种缺陷的存在可能导致岩体强度远远小于完整岩块的强度。
2.设计三原则:
(1)基岩体需要有足够的承载能力,以保证在上部建筑荷载作用下不产生碎裂或蠕变破坏;
(2)在外载荷作用下,由岩石的弹性应变和软弱夹层的非弹性压缩产生的岩石地基沉降值应该满足建筑物安全与正常使用的要求;
(3)确保由交错结构面形成的岩石块体在外载荷作用下不会发生滑动破坏,这种情况通常发生在高陡岩石边坡上的基础工程中。
3.嵌岩桩基础:当浅层岩体的承载力不足以承担上部建筑物荷载,或者沉降值不满足正常使用要求时,就需要使用嵌岩桩将上部荷载直接作用到深层坚硬岩层上。嵌岩桩的承载力由桩侧摩阻力、端部支承力和嵌固力提供。
4.将岩石地基的沉降分为以下三种类型:
(1)由岩石本身的变形、结构面的闭合与变形以及少数粘土夹层的压缩三个部分组合形成的地基沉降。适用范围包括均质、各向同性岩石地基,成层岩石地基、横观各向同性岩石地基。
(2)由于岩石块体沿结构面剪切滑动产生的地基沉降。绝大多数这种情况发生在基础位于岩石边坡顶部时,且边坡岩体中存在潜在滑动的块体。
(3)与时间有关的地基沉降。沉降主要发生在软弱岩石地基和脆性岩石地基中,当地基岩体中包含有一定厚度的粘土夹层时,也会有此类沉降发生。
岩石力学复习提纲(11)120105
岩体力学复习提纲 一.概念题 1.名词解释: 【(1)岩石;(2)岩体;(3)岩石结构; (4)岩石构造;(5)岩石的密度;(6)块体密度; 【(7)颗粒密度;【(8)容重;【(9)比重; 【(10)孔隙性;【(11)孔隙率;(12)渗透系数;【(13)软化系数;【(14)岩石的膨胀性;(15)岩石的吸水性;(16)扩容;(【17)弹性模量;(18)初始弹性模量;(19)割线弹性模量;(20)切线弹性模量;(21)变形模量; (22)泊松比;(23)脆性度;【(24)尺寸效应; (25)常规三轴试验;(26)真三轴试验;【(27)岩石三轴压缩强度;(28)流变性;【(29)蠕变;(30)松弛; 【(31)弹性后效;【(32)岩石长期强度;(33)强度准则。 【2.岩石颗粒间连接方式有哪几种? 【3.何谓岩石的水理性?水对岩石力学性质有何影响? 【4.岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看,岩石材料可分为哪些类型? 5.岩石在单轴压缩下典型的应力—应变曲线有哪几种类型,并用图线加以说明。 6.简述循环荷载条件下岩石的变形特征。 7.简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。 【8.岩石的弹性模量与变形模量有何区别? 【9.岩石各种强度指标及其表达式是什么? 10.岩石抗拉强度有哪几种测定方法?在劈裂法试验中,试件承受对径压缩,为什么在破坏面上出现拉应力破坏? 11.岩石抗剪强度有哪几种测定方法?如何获得岩石的抗剪强度曲线? 12.岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响?哪一种状态下的强度较大? 13.简述影响岩石单轴抗压强度的因素。 14.岩石典型蠕变可划分为几个阶段,图示并说明其变形特征? 15.岩石流变模型的基本元件有哪几种?各有何特征?
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9.结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关? 答:结构面的剪切变形、法向变形与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关。 10.结构面力学性质的尺寸效应体现在哪几个方面? 答:结构面试块长度增加,平均峰值摩擦角降低,试块面积增加,剪切应力呈现出减小趋势。此外,还体现在以下几个方面:(1)随着结构面尺寸的增大,达到峰值强度时的位移量增大;(2)试块尺寸增加,剪切破坏形式由脆性破坏向延伸破坏转化;(3)尺寸增加,峰值剪胀角减小,结构面粗糙度减小,尺寸效应也减小。 12.具有单结构面的岩体其强度如何确定? 答:具有单结构面的岩体强度为结构面强度与岩体强度二者 之间的最低值。结构面强度为: σ1 =σ3 + 2 ? (C j+σ3?tgφj ) (1 -tgφj ctgβ ) ? sin 2β 岩体强度为: σ=1 + sin φσ+ 2 ?C? cosφ 1 - sin φ 3 1 - sin φ1 18.岩体质量分类有和意义? 答:为了在工程设计与施工中能区分岩体质量的好坏和表现在稳定性上的差别,需要对岩体做出合理分类,作为选择工程结构参数、科学管理生产以及评价经济效益的依据之一,也是岩石力学与工程应用方面的基础性工作。
19.CSIR 分类法和Q 分类法各考虑的是岩体的哪些因素? 答: 岩体地质力学分类是由岩体强度、RQD 值、节理间距、单位长度的节理条数及地下水5种指标分别记分,然后累加各项指标的记分,得出该岩体的总分来评价该岩体的质量。CSIR=A+B+C+D+E+F A——岩体强度(最高15 分); B——RQD 值(最高分20 分); C——节理间距(最高分 20 分) D——单位长度的节理条 数(最高分30 分) E——地下水条件(最高分 15 分)。 F——节理方向修正分(最低- 60,见表2-17b) 巴顿岩体质量(Q)分类 由Barton 等人提出的分类方法: Q =RQ D ? J r ? J w
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
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《岩石力学》复习资料 1.1简述岩石与岩体的区别与联系。 答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体,力学性质可在实验室测得;岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体,力学性质一般在野外现场进行测定,因此更接近岩体的实际情况,反映岩体的实际强度。 1.2岩体的力学特征是什么? 答:(1)不连续性:岩体受结构面的隔断,多为不连续介质,但岩块本身可作为连续介质看待; (2)各向异性:结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异; (3)不均匀性:结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致,造成岩体的不均匀性; (4)岩块单元的可移动性:岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动,这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏; (5)力学性质受赋存条件的影响:在一定的地质环境中,岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。 1.3岩石可分为哪三大类?它们各自的基本特点是什么? 答:(1)岩浆岩:由岩浆冷凝形成的岩石,强度高、均匀性好; (2)沉积岩:由母岩在地表经风化剥蚀后产生,后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石,具有层理构造,强度不稳定,且具有各向异性; (3)变质岩:由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。 1.4简述岩体力学的研究任务与研究内容。 研究任务:①建模与参数辨别;②确定试验方法、仪器与信息处理;③现场测试;④实际应用; 研究内容:①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征,岩石的物理、水理性质,岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征,结构面的变性特征和强度参数的确定等);②岩石和岩体的本构关系(岩块的本构关系,岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系);③工程岩体的应力、变形和强度理论(岩体初始应力测量及分布规律,岩体中应力、应变和位移计算,岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价):④岩石(岩块)室内
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《岩石力学》复习资料 1.1 简述岩石与岩体的区别与联系。 答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体,力学性质可在实验室测得;岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体,力学性质一般在野外现场进行测定,因此更接近岩体的实际情况,反映岩体的实际强度。 1.2 岩体的力学特征是什么? 答:(1)不连续性:岩体受结构面的隔断,多为不连续介质,但岩块本身可作为连续介质看待; (2)各向异性:结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异; (3)不均匀性:结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致,造成岩体的不均匀性; (4)岩块单元的可移动性:岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动,这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏; (5)力学性质受赋存条件的影响:在一定的地质环境中,岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。 1.3 岩石可分为哪三大类?它们各自的基本特点是什么? 答:(1)岩浆岩:由岩浆冷凝形成的岩石,强度高、均匀性好; (2)沉积岩:由母岩在地表经风化剥蚀后产生,后经搬运、沉积
和结硬成岩作用而形成的岩石,具有层理构造,强度不稳定,且具有各向异性; (3)变质岩:由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。 1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。 研究任务:①建模与参数辨别;②确定试验方法、仪器与信息处理;③现场测试;④实际应用; 研究内容:①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征,岩石的物理、水理性质,岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征,结构面的变性特征和强度参数的确定等);②岩石和岩体的本构关系(岩块的本构关系,岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系);③工程岩体的应力、变形和强度理论(岩体初始应力测量及分布规律,岩体中应力、应变和位移计算,岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价):④岩石(岩块)室内实验(室内实验是岩石力学研究的基本手段);⑤岩体测试和工程稳定监测(岩体原位力学实验原理和方法,岩体结构面分布规律的统计测试,岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用,工程稳定准则和安全预测理论与方法)。 1.5 岩体力学的研究方法有哪些? 研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。 ①对现场的地质条件和工程环境进行调查分析,掌握工程岩体的组构规律和地质环境;
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第一章 1 岩石的造岩矿物有哪些?P13 答: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,赤铁矿等 2岩石的结构连接类型有结晶连接,胶结连接。P15 3何谓岩石的微结构面?主要是指那些?P13 岩石中的微结构面,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。包括矿物解理,晶格缺陷,晶粒边界,粒间空隙,微裂隙等。 4 岩石按地质成因分类,分三类,有岩浆岩,沉积岩,变质岩。P17 岩浆岩:岩浆不断向地壳压力低的地方移动,以致冲破地壳深部的岩层,沿着地缝上升,上升到一定的高度,温度、压力都发生降低,当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时,迫使岩浆停留,凝成岩浆岩。 水成岩:也叫沉积岩,是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质,在原地或被外力搬运,在适当的条件下沉积下来,经胶结和成岩作用而形成的,其矿物成分主要是粘土矿物,碳酸盐和残余的石英长石等,句层理结构,岩性一般哟明显的各项异性,按形成条件及结构特点,沉积岩分为:火山碎屑岩,粘土岩,化学岩和生物化学岩 变质岩:是在已有岩石的基础上,经过变质混合作用后形成的,温度和压力的不同,生成比不同的变质岩。 5岩石物理性质的主要指标及其表达方式是什么?P24-29
有容重,比重,孔隙率,含水率吸水率,渗透系数,抗冻系数。 重点是:比重、容重、吸水率、透水性的公式看看。 岩石在一定的条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性,含水率=岩石中水的质量与岩石烘干质量的比值。 岩石的透水性是岩石能被水透过的的性能。可用渗透系数来衡量。 P30 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因是:一构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时,由于矿物的胀、缩不均匀二导致岩石的结构破坏;二当温度降到O°C一下时,岩石空隙中的水讲结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石结构发生改变,直至破坏。 6 岩石的的强度及岩石单轴压缩破坏有几种形式?P31 岩石在各种载荷的作用下达到破坏的时所能承受的最大压力称为岩石的强度。 有三种,X状共轭斜面剪切破坏;但斜面剪切破坏;拉伸破坏。P33 7 什么是全应力应变曲线?P48 曲线不仅包括应力应变达到峰值时的曲线,还包括岩石超过峰值强度破坏后的变形特征。要用刚性试验机才能获得。 8 什么是摩尔包络线?如何根据实验绘制摩尔包络线? 试件破坏时的应力摩尔圆,沿着很多的摩尔圆绘制包裹的曲线,也就是摩尔强度曲线,有直线型,有抛物线型的,包络线与Y轴的截距称为岩石的粘结力,与X轴的夹角称为岩石的内摩擦角。 有两种方式得到摩尔包络线:一对五六个岩石试件做三轴压缩实验,每次的围压不等,由小到大,得出每次试件破坏时的应力摩尔圆,有时也用单
岩石力学考试的题目复习重点
岩石力学考试重点题型分析 第一题:对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系 第二题:填空题 1.根据结构面的成因,通常将其分为三种类型:原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度,中间的是抗剪强度,最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧(巷)道轴线方向一般应与最大主应力平行(一致)。弹性应力状态下,轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关,应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性,而且也具有流变性质,岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的,应力第一不变量I1=__。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。
9.岩坡的失稳情况,按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力,一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种,高于天然地面的填方路基称为路堤;低于天然地面的挖方路基称为路堑。 第三题:简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面? 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6.岩石的强度指标主要有哪些?各指标是如何定义的? 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面? 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。 第四题:论述题 1.结合下图,说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中:①不按块体极限状态计算的等K 法;②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路(块体中各种作用力可以用符号代表)(图见书上424页图8-14a )(第四题) 2. 推导平面问题的平衡微分方程 (图见书上181页图4-2) 3. 根据莫尔—库仑强度理论,推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式: φ φσσsin 1sin 1+-= c t 第五题:计算题: 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/m 3,比重80.2=s G ,天然含水量%80=ω,试计算该岩样的孔隙率n ,0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ
(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()。
岩石力学复习题
概念 岩石力学:是研究岩石的力学性状和岩石对各种物理环境的力场产生效应的一门理论科学。 岩石:是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然体。 岩体:由结构面和结构体组成的地质体。 结构面:指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面。 岩石结构:岩石矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、脉结类型等。 软化系数指岩石试样在饱水状态下的抗压强度σcw 与在干燥状态下的抗压强度σc 之比 弹性模量E;单向受压时,弹性变形范围内正应力与轴向应变之比 变形模量:单向压缩时,轴向应力与轴向总应变的比值 泊松比:岩石在单轴压缩条件下横向应变与纵向应变之比 抗压强度岩石试件在单轴受压条件下出现破坏时,试件单位面积上所能承受的最大压应力 抗拉强度:岩石试件在单轴拉伸条件下出现破坏时,试件单位面积上所能承受的最大拉应力 抗剪强度:岩石试件在剪切荷载作用下,抵抗剪切滑动破坏的能力。 流变性:指在外力不变的条件下,岩石应力或应变随时间而变化的性质。 蠕变:当应力保持恒定时,应变随时间延长而增大。 准岩体强度:由完整岩石试件的强度和岩石完整性系数K 确定。 完整性系数(龟裂系数)——根据弹性波在岩体和该岩石试件中的传播速度比。 普氏系数:f=σC/10 原岩应力:原岩中天然赋存的应力称为原岩应力,又称为初始应力、天然应力或地应力 自重应力:地壳上部各种岩体由于受到地心引力的作用而产生的应力。它是由岩体自重引起的 构造应力:由地质构造作用产生的应力称为构造应力. 侧压系数:某点水平应力与垂直应力的比值. 狭义地压 :因围岩位移和冒落破坏而作用在支架上的压力 广义地压:将巷道无支护条件下原岩对围岩的压力 地压现象:围岩发生变形、出现裂隙、断裂冒落和支架破坏的现象 次生应力(二次应力)岩体开挖扰动了原岩的自然平衡状态,使一定范围内的原岩应力发生变化,变化后的应力称为次生应力或二次应力。 变形地压 :岩体受支架约束而产生的对支架的压力 散体地压:如果假设支架,冒落下的岩体会以重力的方式作用在支架上。此时支架所承受的压力。 崩落角:指地表裂缝区的最边缘至井下采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。 移动角:地表位移边界线至采空区下部边界线的连线与水平面所成的夹角。 问题 1. 岩石与岩体的区别。 岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。岩体,是指一定工程范围内的自然地质体,它经历了漫长的自然历史过程,经受了各种地质作用,并在 %钻孔总长度 以上岩芯累计长度10010?≥=cm RQD
岩石力学复习资料(终审稿)
岩石力学复习资料 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
1.岩石在反复冻融后其强度降低的主要原因是什么? ①构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同,当温度变化时由于矿物的涨缩不均而导致岩石结构的破坏②当温度减低到0℃以下时岩石孔隙中的水将结冰,其体积增大约9%,会产生很大的膨胀压力,使岩石的结构发生改变,直至破坏 2. 岩石试件在单轴压力作用下常见的破坏形式有哪些? ①单轴压力作用下时间的劈裂②单斜面剪切破坏③多个共轭斜面剪切破坏 3.影响单轴抗压强度的因素有哪些? 端部效应,试件的形状和尺寸,加载速率 4. 巴西劈裂试验测得的是岩石的哪个强度指标为什么 岩石抗拉强度。根据弹性力学公式,沿竖直直径长沙几乎均匀的水平方向拉力,在试样的水平方向直径平面内,产生最大的压应力。可以看出,圆柱体试样的压应力只有拉应力的3倍,但岩石的抗压强度往往是抗拉强度的10倍,这表明岩石试样在这样条件下总是受拉破坏而不是受压破坏。因此我们可以用劈裂法来确定岩石的抗拉强度。 5. 库伦准则的适用条件。 ①库伦准则是建立在试验基础上的破坏数据②库伦准则和莫尔准则都是以剪切破坏做为其物理机理,但岩石试验证明岩石破坏存在大量的微破裂,这些微破裂是张拉破坏而不是剪切破坏③莫尔库伦准则适用于低围压的情况 6. 岩石单轴压缩状态下的应力-应变曲线一般可分为那四个阶段? ①在OA区段内,曲线稍微向上弯曲,属于压密阶段,这期间岩石中初始的微裂隙受压闭合②在AB区段内,接近直线,近似于线弹性工作阶段③BC区段