2020年中国矿业大学硕士研究考试大纲-801矿山岩体力学A2020

2020年矿山岩石力学知识要点1 Rock mechanics and mining engineering(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1)(2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering(3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。

2 Stress and infinitesimal strain(1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ．(2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。

(3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。

中国矿业大学（北京）采矿工程考研全真预测一《矿山压力及其控制》一、名词解释（30分）1、矿山压力；2、碎胀系数；3、周期来压；4、支承压力；5、弹性后效；6、格里菲斯强度理论；7、充分采动；8、构造应力；9、岩石单轴抗压强度；10、结构面二、绘图解释岩石应力—应变全过程曲线。

（15分）三、绘图说明采煤工作面前方支承压力分布的基本规律及其分区。

（15分）四、简述工作面常见顶板事故产生的原因。

（15分）五、简述构造应力分布的基本特点。

（10分）六、简述采场支架与围岩石相互作用原理。

（15分）七、简述影响岩体强度的主要因素。

（15分）八、已知弹性波在某岩体中传播速度V M=1750m/s，弹性波在该中岩石中传播速度V R=2120m/s，岩石单向抗压强度R c=220MPa，单向抗拉强度R t=20MPa，试求该岩体的准岩体强度R cm及R tm。

（10分）九、试述采场上覆岩层关键层的特征。

（10分）十、论述有关采场上覆岩层活动规律的假说。

（15分）《矿山压力及其控制》模拟试题一参考答案一、名词解释（30分）1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护上的力。

2、碎胀系数：岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石碎胀前处于整体状态下的体积之比。

3、周期来压：老顶初次来压以后，随着工作面的继续推进，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称为工作面顶板的周期来压。

4、支承压力：在岩体内开挖巷道后，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。

5、弹性后效：加载（或卸载）后经过一段时间应变才增大（或减小）到一定数值的现象。

6、格里菲斯强度理论：认为在材料内部存在许多均匀地、随机分布的窄缝形微裂隙。

在力的作用下，处于不利方位的裂隙端部就产生应力集中现象，使该处的应力达到所施加压力的几十倍甚至上百倍，于是裂隙就沿其长度方向开始扩张，直至材料整体破坏。

2020中国矿业大学硕士研究生入学考试《机械原理》考试大纲适用专业：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论车辆工程第一部份考试形式和试卷结构一、试卷总分值及考试时刻试卷总分值为150分，考试时刻为180分钟．二、答题方式答题方式为闭卷、笔试．三、试卷的内容结构平面机构的结构分析10％平面机构运动分析10％平面机构的力分析和机械效率11％刚性回转件的平稳10％机械速度波动的调剂5％平面连杆机构及其设计12％凸轮机构及其设计15％齿轮机构及其设计10％轮系及其设计15％其他经常使用机构2％四、试卷的题型结构填空题20％选择题30％图解分析及计算题40％计算题60％第二部份考察的知识及范围一、平面机构的结构分析1. 明白得零件、构件、运动副及运动链、机构、机械、机械的概念，了解机构引入运动副以后运动所受到的约束。

2. 把握机构运动简图的绘制。

3. 把握平面机构的自由度计算及机构具有确信运动的条件，并能识别机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

4. 把握平面机构的高副低代方式和Ⅱ级、Ⅲ级杆组的结构特点，把握平面机构的组成原理和结构分析方式。

二、平面机构运动分析1．明白得速度瞬心的概念，把握机构速度瞬心的确信方式和速度瞬心法在机构速度分析中的应用。

2．把握用相对运动图解法作平面机构的速度、加速度分析的思路和方式。

三、平面机构的力分析和机械效率1．了解平面连杆机构动态静力分析数学模型的成立思路。

2．把握运动副中摩擦力的确信、计入运动副摩擦时的机构静力分析方式。

3．把握机械效率及计算方式，深切明白得机械自锁概念，能通过力分析或效率分析进行机械自锁性判别和自锁条件的成立。

四、刚性回转件的平稳1．把握刚性回转件的静平稳与动平稳的原理和平稳设计计算方式。

2．明白得平面机构的平稳原理。

五、机械速度波动的调剂把握机械系统等效动力学模型的等效原那么及成立与求解方式。

明白得机械运转的平均速度和不均匀系数的概念，周期性与非周期性速度波动的缘故及调剂方式；把握机械周期性速度波动的飞轮调速原理及飞轮设计方式。

《岩石力学》考试题及答案（A 卷）班级 姓名 序号 成绩 _____ _______一、概念题（每小题5分，共6题，共30分）1.岩石力学及其特点2.弹性力学中的基本假设3.岩石的弹性和塑性4.岩石的残余强度5.按照结构体的体态特征，岩体结构的基本类型6.地应力的直接测量法二、简答题（每小题10分，共3题，共20分）1.简述浅部地壳应力分布的一般规律2.受深部净水压力的圆形巷道半径为a ，写出距圆心为r 处围岩应力表达式，并画出其曲线。

（a 为已知数）三、论述题（本题15分）1.试论述岩石应力—应变全过程各个阶段特点，并作曲线图表示。

四、计算题（1小题15分，2小题20分，共35分）1.假设平面问题的体力不计，即0x y f f ==，图示矩形梁（长为l ，高为h ）分别承受两种应力函数：314y φ=，与32423y x y φ=++。

问：（1）对应应力函数1φ，求解其应力分量。

（2）说明两应力函数1φ和2φ，各应力分量是否相同（3）分析其能解决什么样的力学问题，绘图表示其边界条件。

图1 矩形梁与坐标轴平面图2.设某岩体的结构体强度符合莫尔—库仑强度准则，10 C MPa =，30ϕ=°，受三轴压应力作用，其中3 5 MPa const σ==。

若此岩体受1σ、3σ的作用方向分别为铅直和水平，而岩体内仅包括有一条节理。

该节理面的j C 1MPa =，j 10ϕ=°。

节理对水平的倾角或为30°，或为60°，或为75°，或为90°。

问：（1）不考虑节理面影响，岩体极限平衡时的1σ=?（2）在何种情况下，节理不破坏?（3）在何种情况下，节理不破坏，仅岩块破坏？（4）在何种情况下，节理破坏，且节理面与岩块的可能破裂面重合？（5）在何种情况下，岩块和节理都破坏，但岩石破裂面并不与节理面重合？《岩石力学》考试题答案一、概念题（每小题5分，共6题，共30分）1.岩石力学及其特点岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。

《矿山岩体力学》考试题及答案（A 卷）班级 姓名 学号 成绩 _____ _______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题，共36分）1. 已知一点的六个应力分量为MPa x 3=σ，MPa y 1=σ，MPa z 1=σ，MPa yz 1=τ，MPa zx 0=τ，MPa xy 0=τ，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φ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3/25m kN =γ，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ρσ和环向应力θσ大小？（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r -ρσ和r -θσ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。

2020年硕士研究生招生考试初试考试大纲科目代码：801科目名称：材料力学适用专业：力学，道路与铁道工程，机械工程，车辆工程，载运工具运用工程，材料科学与工程考试时间：3小时考试方式：笔试总分：150分考试范围：一、拉伸，压缩与剪切轴向拉伸或压缩的概念、横截面与斜截面上的应力，轴向拉伸或压缩时的变形，虎克定律，材料受轴向拉压时的力学性能，安全系数，强度条件，简单拉压超静定问题，剪切和挤压的实用计算。

二、扭转圆轴扭转概念，圆轴扭转时横截面上的应力，圆轴扭转变形，剪切虎克定律，扭转强度及刚度计算。

三、平面图形的几何性质1、静矩、惯性矩、惯性积的定义、形心位置2、惯性矩与惯性积的平行移轴公式，形心主轴的概念四、弯曲内力平面弯曲的概念，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系。

五、弯曲应力梁在纯弯曲和横力弯曲时横截面上的正应力、切应力计算公式及强度条件的应用。

六、弯曲变形挠曲线微分方程，用积分法求弯曲变形，叠加法求弯曲变形，简单静不定梁。

七、应力和应变分析强度理论应力状态概念，二向应力状态分析的用解析法求任意斜截面上的应力、主应力及主方向、最大切应力；广义虎克定律及综合应用，四种常用的强度理论。

八、组合变形拉（压）与弯曲组合，扭转与弯曲组合变形强度计算。

九、能量方法杆件变形能的计算，单位载荷法，计算莫尔积分的图乘法。

十、超静定结构超静定概念与次数，用力法解超静定结构，对称及反对称性质的利用。

十一、动载荷和交变应力动荷系数，杆件受冲击时的应力和变形；交变应力的循环特性，应力幅度和平均应力，持久极限和持久极限曲线。

十二、压杆稳定压杆稳定概念，细长压杆、中长杆的临界应力计算，欧拉公式的适用范围，压杆稳定的校核。

说 明：1、试题类型包括：选择题，填空题和计算题。

2、试题类型所占比例：选择题和填空题（45-50分），计算题（100-105分）样 题：一、填空（每小题6分，共5小题， 共30分）1．变截面直杆ABC 受轴向外力如图示，AB 段横截面面积为4S ，BC 段横截面面积为S ，两段材料相同，弹性模量为E ，图示F 、a 为已知，则杆ABC 的最大拉内力=___________，最大压内力=___________，最大拉应力=___________，最大压应力=___________，轴向总变形量=___________。

矿山压力0305070809支架工作阻力05071011支承压力03支架初撑力0306支架支护强度09支撑压力06岩石碎胀系数030507081113岩石残余碎胀系数1206岩体051213岩体的变形能0608101113岩体弹性变形能07原岩应力03050607081113岩石蠕变0712岩体龟裂系数07岩石的线弹性07节理迹长09格里菲斯强度理论09岩石的强度理论0813莫尔一库仑强度理论0710岩石的三轴(向)抗压强度05顶板03直接顶0813关键层060910初次来压步距030611冒落带03裂隙带05周期来压050608091013顶板破碎度101112增载系数030507091012冲击矿压03050608091013RQD指标0809101113充分采动081113非充分采动0910巷道松动圈06厚煤层11“砌体梁”11巷道松动围岩应力12地表倾斜变形12井田12近水平煤壁12长壁工作面12 矿山压力显现沿空掘巷端面距矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷铜周围岩体中形成的和作用在支护物上的力定义为矿山压力。

支架工作阻力：支架受顶板压力作用而反映出来的力称为支架的阻力，又称为工作阻力。

支承压力：岩体内开挖巷道后，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。

支承压力则是指在岩体中开掘巷道，在煤层内进行采煤时巷道两侧或回采工作面周围煤壁上形成的高于原岩应力的垂直集中应力。

支架初撑力：支架支设时，将活柱升起，拖住顶梁，利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力。

这个最初形成的主动力称为支柱的初撑力。

对于液压支架，即是泵压所形成的支柱对顶板的撑力。

支架支护强度：支架对单位面积顶板所提供的工作阻力岩石碎胀系数：岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比。

岩石残余碎胀系数：岩石破碎后，在自重和外加载荷的作用下逐渐压实，压实后体积与破碎前的原始体积之比。

中国矿业大学2018学年第 2 学期试卷及答案《 矿山岩体力学 》试卷（ B ）卷考试时间：120 分钟 考试方式：闭 卷学院 班级 姓名 学号一、名词解释（20分，每题2分）1、岩石2、面力3、岩石的密度4、岩石的碎胀性5、岩石的膨胀性6、岩石的单轴抗压强度7、本构方程8、岩石的塑性9、蠕变 10、原岩二、单项选择题（30分，每题2分）1、剪应力τxy 是指作用在（ ） A ）垂直于x 轴的面上而沿着y 轴方向 B ）垂直于x 轴的面上而沿着x 轴方向 C ）垂直于y 轴的面上而沿着x 轴方向 D ）垂直于y 轴的面上而沿着y 轴方向2、一点处于静水应力状态是指（ ）A ）123σσσ＞＞B ）123σσσ＞＝C ）123σσσ＝＞D ）123σσσ＝＝3、裂隙岩体在各个方向的力学性质差别较大，这主要是结构面的（ ）决定的。

A）厚度B）充填物C）粗糙度D）裂隙的方向性4、岩石试件单向压缩的破坏形态表现为圆锥型破坏的原因是（）A）试块端部的摩擦效应B）岩石处于受压状态C）岩石的抗剪强度小于抗压强度D）岩石干燥5、在岩石单轴压缩试验中，加载速度越大，其单轴抗压强度表现（）A）越小B）越高C）不变D）不一定6、岩石的Griffith破坏准则是（B ）A）压破坏准则B）拉破坏准则C）剪破坏准则D）压剪破坏准则7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线。

岩石单轴压缩的极限应力圆是下图中的（）A）应力圆1 B）应力圆2 C）应力圆3 D）应力圆48、下列哪类岩体结构面是按结构面力学成因分类的（）A）硬性结构面B）软弱结构面C ）张性结构面D ）次生结构面9、岩体强度受（ ）控制 A ）岩块强度 B ）结构面强度 C ）岩块和结构面强度D ）岩块和结构面强度及其组合方式10、裂隙岩体的强度（ ） A ）介于岩块强度和结构面强度之间 B ）同时大于结构面强度和岩块强度 C ）同时小于结构面强度和岩块强度 D ）小于结构面强度且大于岩块强度11、通常把在外力作用下破坏前总应变小于（ ）的岩石称为脆性岩石。