岩石力学往年题.doc

这是我自己搜集的，答案可能不全，仅供参考。 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mw与岩石的 烘干质量mdr的比值，称为岩石的天然含水率，以百分率表示，即： 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）吸水率是岩石在常压下吸入水的质量与其烘干质量的比值，即 式中，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 式中，为岩石的饱和吸水率；为真空抽气饱和或煮沸后之间的质量（kg）。 （3）饱水系数是指岩石吸水率与饱和率的比值，即 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 D 软化性 定义：岩石浸水后强度降低的性能 软化系数： 式中：为岩石的软化系数 为饱水岩样的抗压强度(MPa) 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： 式中，为岩石的抗冻系数，为岩石动容钱的抗压强度（kpa）。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 4)平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但不同地区变化的速度不同 5)最大水平主应力和最小水平主应力也随速度呈线性增长关系 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)地应力分布受地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度和地下水等因素的影响。 4.论述岩石流变特性以及岩石蠕变变形曲线的基本特征。 1）a.流变性定义：岩石的流变性是指材料的应力应变与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有时间效应的现象称为流变现象。岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 b.蠕变、松弛与弹性后效 蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而增长的现象。 松弛：当应变不变时，应力随时间增加而减小的现象。 弹性后效：加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。 c.流变方程包括本构方程、蠕变方程和松弛方程。所有流变模型均可由三个基本元件组成，包括弹性元件，粘性元件和塑性元件。 2）蠕变变形曲线的基本特征 当岩石在某一较小的恒定荷载持续作用下，其变形量虽然随时间增加有所增加，但蠕变变形的速率则随时间而减少，最后变形趋于一个稳定的极限值，这种蠕变称为稳定蠕变。当荷载交大时，蠕变不能稳定于某一极限值，而是无限增长直到破坏，这种蠕变称为不稳定蠕变。 典型的非稳定型蠕变曲线可分为4个基本阶段： (1)瞬时弹性变形阶段（OA）： (2)第一蠕变阶段（AB）：，应变速率随时间增加而减小，又称减速蠕变阶段。 (3)第二蠕变阶段（BC）：，应变速率保持不变，又称等速蠕变阶段。 (4)第三蠕变阶段（CPD）：应变速率迅速增加直到岩石破坏。又称加速蠕变阶段。 一种岩石既可发生稳定蠕变也可发生不稳定蠕变，这取决于岩石应力的大小，超过某一临界应力时，蠕变向不稳定蠕变发展，与此临界应力时，蠕变按稳定蠕变发展。 蠕变变形总量： 式中：为瞬时弹性应变，为与时间有关的一次蠕变、二次蠕变、三次蠕变。 5.试论述库伦准则的基本内容并简单说明对其研究的工程实际意义 a.基本观点：库仑认为，岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度等于岩石本身抗剪切摩擦