岩石力学试卷及答案.doc

矿山岩石力学试卷及答案 一、名词解释（每小题4分，共20分） 1）岩体：指赋存在一定地质环境(应力场、渗流场和地温场)中的经受过变形与破坏，由一定岩石成分组成，含有一定结构的地质体。 （少一点扣0.5） 2）地压与支承压力：地压指开挖引起原岩应力的重新分布，也叫矿压（岩压）或矿山压力（二次应力）；支承压力指地压中垂直应力的增高部分（少一点扣0.5，也叫的名称举出2个即可，不要求括号中一一列举，上面列举了四个） 3）岩石的流变与松弛：岩石的流变性是指岩石应力、应变关系 随时间而变化的性质。松弛是指当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小的现象。（少一点扣0.5） 4）岩体分类：是对影响岩体稳定性(工程设计、施工、维护)的各种因素 建立评价指标，并利用其对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的级别（类别）。（少一点扣0.5） 5）普氏平衡拱：指普氏系数f≥2、坑道埋深Z≥(2～2.5)倍压力拱高度时，在松散体中形成的一条抛物线形状的自然平衡压力拱。满足f=岩石饱和单轴抗压强度/10=压力拱宽/压力拱高，沿拱切线方向只作用有压应力，而不能承受拉应力，作用在支架上的顶压仅为拱内岩体重量，与拱外岩体和坑道埋深无关。（少一点扣0.5） 二、填空题（每小题2分，共30分） 1）顶板悬空跨度大于顶板岩体极限跨度或悬臂极限跨度的地下空间的变形特性分为垮（冒）落带、裂隙带、弯曲下沉带这“三带”。列举工程意义一例：瓦斯抽排（或覆岩离层注浆减缓地表沉陷）。 2）岩体地下工程维护的基本原则是合理利用和充分发挥岩体强度、改善围岩的应力条件、合理支护 、强调监测和信息反馈。 3）根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为应力松弛区、塑性强化区、弹性区、原岩应力区4个区域。 4）椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，巷道周边不出现切向拉应力，应力分布较合理，等应力轴比时最好。等应力轴比与原岩应力的绝对值无关，只和l值有关。布置采场、巷道时，都应该遵循“ 椭圆长轴与最大主应力方向一致”；不得已时，可退而求次，寻找无拉力轴比。 5）结构体和结构面是岩体结构的两个基本单元。 6）矿山岩石力学是调查地压显现，分析围岩地压（应力重分布），试验研究岩体强度，评价岩体稳定性，制定合理的地压控制措施的应用科学。 7）锚杆的支护作用有悬吊、预先加固、组合梁、挤压加固。 8）构造应力分与构造行迹相联系的原始构造应力、残余构造应力和现代构造应力三类。地应力测量方法分直接法和间接法两大类。 9）结构面分原生结构面、次生结构面和构造结构面。当主应力与结构面垂直时，岩体强度与结构面无关。 10）一次钻取5m深的钻孔，取得如下一组岩芯：50cm、2cm、10cm、15cm、5cm、2cm、1cm、25cm、20cm、40cm、30cm、5cm、2cm、3cm、50cm、2cm、10cm、15cm、5cm、2cm、1cm、25cm、20cm、40cm、30cm、5cm、2cm、3cm，该岩体的岩芯质量指标是76%。 11）按围岩压力的形成机理可划分为变形围岩压力、松动围岩压力、冲击围岩压力、膨胀围岩压力等四类。 12）竖井加固的措施有井圈加固、地面帷幕（或破壁）注浆、开槽卸压、摩擦桩治理方法。 13）岩石的破坏形式包括脆性断裂和塑性流动，其中前者细分为拉伸断裂和剪切破坏。 14）当应力达到某一极限值时岩石便发生破坏，这个极限值就是岩石的强度。在外力作用下发生变形，当外力撤出后能够恢复的变形是岩石的弹性变形，当外力撤出后不能够恢复的变形是岩石的塑性变形，也称残余变形（或永久变形）。 15）采空区处理的四类基本方法是崩落法、充填法、支撑法和封闭隔离法。 三、简述题（1-2每小题6分，3题、5题各8分，4题7分。共35分） 1）简述节理面对岩体强度的影响。（每点2分） ①当最大主应力垂直弱面时，属于ββ2的情况，岩体强度与弱面无关，它为岩石的强度； ②当β1≤β≤β2，且φj βπ/2时,节理才会对岩体产生影响，岩体将沿结构面破坏，强度就是结构面的强度。这时，当β＝45°＋φj /2时，强度最低，其莫尔圆直径最小； ③当最大主应力平行弱面时，属于ββ1的情况，岩体将因弱面横向扩张而破坏，此时，强度将介于岩石强度和结构面强度两者之间。 ??o ? ? o A D C B 4个阶段： 1）裂隙压密阶段(OA)：曲线上凹 2）弹性变形阶段(AB)：呈直线 3）塑性变形阶段(BC)：曲线下凹 4）破坏后阶段(CD)：残余强度σD， 峰值强度σC (每点1分，画图2分) 3）简述水平巷道的地压显现规律。(每点1.5分，写出阶段0.5分，解释1.0分。逻辑清晰0.5分。共8分) 巷道掘进阶段（Ⅰ）：对小范围岩体造成扰动，故一般情况下矿压显现不会很剧烈。影响期只有几天，而长者可达1~2个月；