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《岩石力学》模拟试题(补)
冲击地压(岩爆):是坚硬围岩中积累了很大的弹性变形能,并以忽然迸发的形式开释出的压力。
边坡安全系数:沿着最危险破坏面作用的最大抗滑力(或力矩)与下滑力(或力矩)的比值。即:F=抗滑力/下滑力
“让压”支护:就是同意井巷在必定范围内变形,使围岩内部储蓄的弹性能开释,从而减少支架的支护抗力。
蠕变:岩石在受力大小和方向不变的条件下,其变形随时间的变化而增添的现象。
全应力应变曲线:反响岩石在受压后的应力应变关系,包含岩石破坏后的应力应变关系曲线。
:K=开挖巷道后围岩的应力/开挖巷道前围岩的应力=次生应力/原岩应
废弛:是指介质的变形(应变)保持不变,内部应力随时间变化而降低的现象。
准岩体抗压强度:用室内岩石的抗压强度与岩体的龟裂系数之积为岩体的准岩体抗压强度。
边坡稳固性系数:稳固系数F(安全系数)的定义为沿着最危险破坏面作用的最大抗滑力
(或力矩)与下滑力(或力矩)的比值。即:F=抗滑力/下滑力
(RQD):RQD=
10cm以上(含10cm)岩芯积累长度
100%
钻孔长度
全应力-应变曲线:全应力应变曲线:能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特征,特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。
岩石的完好性系数:反响岩石节理裂隙发育的指标,用声波在岩体中的流传速度与岩石块中的流传速度之比的平方表示。
岩石的流变模型的基本元件有哪几种?分别写出其本构关系。
答:流变模型有三个基本元件:弹性元件、塑性元件和粘性元件
1)弹性元件:是一种理想的弹性体,其应力应变关系为:
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=K×ε
——应力;K——弹性系数;ε——应变。
2)塑性元件:物体所受的应力达到信服极限时,便开始产生塑性变形,应力不增添,变形仍不停增添。本构方程为:
当σ<σs时,ε=0
当σ≥σs时,ε→∞
σs——岩石信服极限;
3)粘性元件:应力与应变速率成正比的元件:
=d
dt
岩石抗剪强度有哪几种测定方法?如何获取岩石的抗剪强度曲线?
答:岩石抗剪强度测定方法包含:直剪试验、倾斜压模剪切法试验和三轴试验。
(1)直剪试验是在试件上施加法向压力N,而后在水平方向逐级加水平剪应力T,直至
达到最大值Tmax试件发生破坏为止。用一组岩样(4~6块),分别记录不一样法向压力条件下的
水平剪应力,获取σ~τ关系曲线,即为岩石的抗剪强度曲线。
(2)倾斜压模剪切法试验:将试件放在剪切夹具的两个钢制的倾斜压模之间,获取剪
切面上的正应力和剪应力,试验时,用一组岩样(4~6块),分别记录不一样剪切面与水平面
夹角条件下,破坏面上的剪应力和正应力,获取的σ~τ关系曲线,即为岩石的抗剪强度曲
线。
(3)三轴试验:用一组岩样(4~6块),分别记录不一样围压σ3条件下,岩石试样破坏
时的最大正应力σ1,在σ~τ关系曲线在获取不一样的摩尔园,这些摩尔园的切线,即为岩石
的抗剪强度曲线。
。
答:地应力的形成主要与地球的各种运动过程有关,此中包含(1)大陆板块界限受压引起
的应力场,产生水平受压应力场,(2)地幔热对流引起的水平挤压应力,(3)由地心引力引起的重力应力场,(4)岩浆侵入引起的应力场,(5)地温梯度引起的应力场,(6)地表剥蚀产生的应力场。
简述露天矿边坡人工加固治理的方法。
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答:边坡人工加固是对现有滑坡和潜伏的不稳固边坡进行治理的一项有效措施,并且,它已
发展成为提升设计边坡角、减少剥岩量、加速露天矿的开发速度,提升露天开采经济效益的
一条门路。目古人工加固边坡的详尽方法有:1)挡墙及混凝土护坡;2)抗滑桩;3)滑动面
混凝土抗滑栓塞;4)锚杆及钢绳锚索;5)麻面爆破;6)压力灌浆。
什么叫蠕变、废弛、弹性后效和流变?不稳固蠕变一般包含几个阶段?每个阶段的特色是什么?
答:蠕变:当应力不变时,变形随时间增添而增添的现象。废弛:当应变不变时,应力随时间的增添而减小的现象。弹性后效:加载和卸载时,弹性应变滞后于应力的现象。
岩石流变就是指资料的应力-应变关系与时间要素有关的性质,资料变形过程中拥有时间效应的现象称为流变现象。
看作用在岩石上的应力超出某一值时,岩石的变形速率跟着时间的增添而增添,最后导
致岩石的破坏,这类蠕变为为不稳固蠕变。
这是典型的蠕变曲线。依据应变速率不一样,其蠕变过程分为三个阶段:
第一阶段:图中ab段,应变速率随时间增添而减小,又称减速蠕变或初始蠕变阶段。
第二阶段:图中bc段,应变速率基本不变,也叫等速蠕变阶段。
第三阶段:图中cd段,应变速率迅速增添直到岩石破坏为止,也叫加速蠕变阶段。
什么是岩石的扩容?作出岩石体积应力-应变曲线,简述岩石扩容的发生过程。答:岩石在荷载作用下,在其破坏从前产生的一种明显的非弹性体积变形。
对E和υ为常数的岩石,其体积应变曲线可分为三个阶段:
1)体积变形阶段:体积应变ε在弹性阶段内跟着应力的增添而呈线形变化
(体积减小),在此阶段ε1>ε2+ε3
2)体积不变阶段:在这一阶段,随应力的增添,岩石体积应变增量凑近为零。岩石体积几乎不变。
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3)扩容阶段:外力连续增添时,岩石的体积不是减小,而是增添,增添速率愈来愈大,最后岩石破坏。
用莫尔应力圆画出:(1)单向拉伸;(2)单向压缩;(3)双向压缩,(4):在发生最大与最小剪应力的面上,正应力的数值都等于两个主应力的均匀值。
答:莫尔应力圆以下列图
τ
双向拉伸单向拉伸单向压缩双向压缩
σ
如图,由库伦准则可知,发生最大剪应力的面为θ=450,此时的正应力σ
1
2
3
1
3cos2450
13
2
2
发生最小剪应力的面为
θ=00和θ=900的平面上,在此两个面上的剪应力为
0,此时的正应力
'和‘’分别为:
'
1
3
1
3cos2
00
1
2
2
''
1
3
1
3cos2
900
3
2
2
''
'
1
3
2
2
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,围压为
σ2=σ3=20MPa,并在轴压达到100MPa时破坏,破坏面与最
小主应力方向的夹角为
600。设岩石的破坏遵从库仑准则,试求(
1)岩石的内摩擦角,
(2)岩石的内聚力(
3)单轴抗压强度;(4)若该岩石在正应力为
10MPa条件下进行剪切
试验,其抗剪强度多大?
解:(1)岩石内磨擦角Ф:(Ф/2)+450=60
0
得Ф=300
(2)sinФ=(σ1-
σ3)/(
σ1+σ3+2Ccot
Ф)
Sin30
0=(100-20)/(100+20+2Ccot30
0)
获取:C=
(3)σc=2Ccos
Ф/(1-sinФ)=2×
×cos300/(1-sin30
0
(4)S=
σtgФ+C=10
0
×tg30+=
,半径
a=3m,密度
-3
。已知岩石地道处于
r=25kN·m,Z=300m
重力应力场,侧压系数λ=1,依据巷道围岩弹性应力分布状况,作出巷道四周的径向应
力和切向应力随半径增大的应力分布图,并指出最大应力,确立σθ·r·Z、
·r·Z时的影响圈半径。
答:已知a3m
重力应力:P0
rZ
2500300
当侧压λ=1时,在圆巷四周的径向应力
r和切向应力
为
a
2
r
P0(1
2)=0
R
a
2
P0(1
2)=2P0=2×P0=15(MPa)
R
当
时,
a
2
)
2
=10×a
2
=90,则R
P0(1
2
0得出R
R
当
时,
P0(1
a2
2
20
2
则R
R
2)
0得出R=
×a
=60,
3
最大应力为
=15MPa,影响半径分别为
和。
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