1. 简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理论进行简要评述。 答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点，并且受水力学作用显著。在地表部分，岩石的破坏为脆性破坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。
岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不深入，故未予考虑。
(1). 剪切强度准则
a. Coulomb-Navier 准则
Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏，它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即： ?στtan +=C
式中?为岩石材料的内摩擦角，σ为正应力，C 为岩石粘聚力。
b. Mohr 破坏准则
根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点，莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即： ()στf =
此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式，具体视实验结果而定。
虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。
c. 双剪的强度准则
Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论，并得到了双剪统一强度理论：
()
3211t b b
σσσασ=+--α
ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数，是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里，上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。
(2). 屈服强度准则
a. Tresca 屈服准则
Tresca 屈服准则也可称为最大剪应力准则，它认为当岩石中剪应力达到材料的特征值时岩石就屈服破坏，即：
()s 31max 2
121σσστ=-= 式中为材料拉伸屈服极限。该屈服准则也没有考虑中间主应力对材料屈服破坏的影响，从实验结果来看它对金属材料近似正确，而对岩石材料的结果相差较远。 b. Mises 屈服准则
Mises 屈服准则考虑了中间主应力对屈服破坏的影响，采用偏应力张量第二不变量来表示屈服准则：
()()()[]
3
6122132322212s J σσσσσσσ=-+-+-= Mises 屈服准则的物理意义为：单位体积的弹性形变能达到一定极限时，材料就会发生屈服破坏。Mises 屈服准则对于材料塑性破坏来说是比较适合的，也是最常用的。
π平面上的屈服轨迹线 c. Drucker-Prager 准则
Coulomb 准则和Mohr 准则破坏机理有相通之处，都体现了岩石材料压剪破坏的本质，由于它简单易理解，目前仍被广泛采用。但这类准则没有反映出中间主应力的影响，因此不能解释岩石材料在高围压和静水压力作用下的屈服破坏现象。Drucker-Prager 准则在Coulomb-Mohr 准则和Mises 屈服准则基础上推广而得：
021=-+=K J I f α
式中：()??αsin 33sin 2-=, ()
??sin 33cos 6-=c K ；C ，?分别表示岩石材料的粘结
Mises 屈服准则 屈服准则
Mohr 屈服准则
力和内摩擦角。Drucker-Prager 准则既考虑了中间主应力的影响，又考虑静水压力的作用，在大多数的数值分析软件中都采用这个岩石破坏准则
d. 脆性断裂理论（Griffith 准则）
Griffith 准则的求解具体过程：利用极值原理先求出椭圆裂纹周边最大危险应力的大小和位臵，再确定最危险裂纹长轴的方向和应力，最后由求得的极值应力和单轴抗拉强度进行对比，建立Griffith 脆性断裂破坏准则如下
()()
t S =+-312318σσσσ 0331>+σσ t S =-3σ 0331<+σσ
当岩石处于单轴抗压时，那么由上式可以得到：
t c S S 8=
从Griffith 准则得到脆性材料的抗压强度为抗拉强度的8倍，从理论上认识岩石等脆性材料的抗压不抗拉的特征是Griffith 准则一大贡献。同时它总结了单轴、三轴应力状态以及各种拉、压组合等各种应力状态达到拉应力而断裂的共同特征。Griffith 准则用下图表示，从本质上说，Griffith 准则其实就是拉伸破坏准则。
e. Hoek-Brown 准则
经过大量的试验和数理统计，研究者也建立了许多适合不同场合和用途的岩石强度经验准则。其中1980年提出的Hoek-Brown 准则应用比较广泛，因为它考虑了岩石的峰值强度后的软化行为 。
Hoek-Brown 准则为：
2331c c S M σσσσσ++=
式中：1σ，3σ分别为岩石中的最大和最小主应力；c σ为岩块的单轴抗压强度；m, s 为两个无量纲系数，m 与岩性有关，而s 则反映岩石的完整性。
2. 简述地应力的主要规律及我国构造应力分布的特点。
答：通过理论研究，地质调查和大量地应力测量资料的分析研究，初步认识到浅部地壳应力分布的一些基本规律：
(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。
地应力在绝大部分地区以水平应力为主的三向不等压应力场，三个主应力的大小和方向是随着空间和时间变化的，因而是非稳定的应力场。
地应力在空间上的变化从小范围看是很明显的，应力的大小和方向也是不同的。
但是就某个地区整体，地应力的变化是不大的，如我国的华北地区，地应力场的主导
方向为北西到近于东西的主压应力。
在某些地震活动活跃的地区，地应力的大小和方向随时间的变化是很明显的。
(2). 实测垂直应力基本等于上赋岩层的重量
对全世界实测垂直应力V σ的统计资料的分析表明，在深度为25~2700m 的范围内，V σ呈线性增长，大致相当于按平均容重3kN/m 27=γ计算出的重力H γ。但在某些地区的测量结果有一定幅度的偏差。另外，板块移动、岩浆对流和侵入、扩容、不均匀膨胀等也都可引起垂直应力的异常。
值得注意的是，在世界多数地区并不存在真正的垂直应力即没有一个主应力的方向完全与地表垂直，但绝大多数测点都发现有一个主应力接近与垂直方向，其与垂直方向的偏差不大于20°，说明地应力的垂直分量受重力的控制，但也受到其它因素的影响。
(3). 水平应力普遍大于垂直应力
实测资料表明，在绝大多数（几乎所有）地区均有两个主应力位于水平或接近水平的平面内，其与水平面的夹角一般不大于30°。最大水平主应力max ,h σ普遍大于垂直应力V σ；max ,h σ与V σ之比值一般为0.5~5.5，在很多情况下比值大于2。说明，在浅层地壳中平均水平应力也普遍大于垂直应力，垂直应力在多数情况下为最小主应力。
(4). 平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化速度不很相同。
(5). 最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。与垂直应力不同的是，在水平主应力线性回归方程中的常数项比垂直应力线性回归方程中常数项的数值要大一些，这反映了在某些地区近地表仍存在显著水平应力的事实。
(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、地表剥蚀、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，特别是地形和断层的扰动影响最大。 我国构造应力具有以下特点：
(1).各地最大主应力的发育呈明显的规律性
各地的1σ方向均与由各该点向我国的察隅和巴基斯坦的伊斯兰堡联线所构成的夹角等分线方向相吻合或相近似，仅在两侧边缘地带略有偏转，即东侧向顺时针偏转，西侧向逆时针偏转。
(2). 三向应力状态及其所决定的现代构造活动类型呈有规律的空间分布
a. 潜在逆断型应力状态区主要分布于喜马拉雅山前缘一带，其主要特点是两个水平
主应力均大于垂直主应力。
b. 潜在走滑型应力状态区主要分布于我国中西部广大地区，其主要特点是只有一个
水平主应力大于垂直主应力，具中等挤压区的特征。
c. 潜在正断型和张剪性走滑应力状态区主要分布于我国的东部和东北部，其主要特点是：区内新生代以来正断层与地堑或断陷盆地十分发育，发育方向NE、NEE，，推积厚度数千米；区内KZKZ堆积具双层结构，E充填断陷盆地，N-Q掩埋了E时期的地堑和地垒，形成了现代的低平的平原地形，横向差异小；区内地震由两个方向断裂引起，即NNE向断裂的右旋兼张性活动和NNW向断裂的左旋兼张性活动。卫星影象及天然地震的震源机制资料还揭示，在西藏高原内腹，还存在着一个局部潜在正断型应力分布区。该区内广泛地发育着可能是新生代形成的近南北向的正断层和地堑式的断陷谷地。该区天然地震的震源机制也大多属正断层，且主拉应力轴为近东西。
我国大部分地区最大主应力方向和量
值的上述变化规律，完全是由印度板块与欧
亚板块的碰撞、挤压所导致的。一般认为，
白垩纪末印度板块从西南向北北东方向推
移，并在始新世中期末，即大约距今3800
万年前与欧亚板块相碰撞（对接）。此后印
度板块仍以每年约5cm的速度向北北东方
向推进，这样一种巨大而持续的板块间的相
互作用是控制我国西部地区地应力场的决
定性因素。在同一时期，东部太平洋板块和
菲律宾海板块则分别从北东东和南东方向
向欧亚大陆之下俯冲，从而分别对我国华北和华南地区地应力场的形成产生重大影响；并认为华北地区目前处于太平洋板块俯冲带的内侧，大洋扳块俯冲引起地幔内高温、低波速的熔融或半熔融物质上涌并挤入地壳，使地壳受拉而变簿，表面发生裂谷型断裂作用，这样形成的北西一南东向拉张和太平洋板块于上地幔深处对欧亚板块所造成的南西西向的挤压相结合，就决定了华北地区现代地应力场和最新构造活动的特征。
3.试述岩爆的机制及如何进行防治。
答：处于高应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动扰动下，其内部储存的应变能瞬间释放，造成开挖空间周围部分岩石从母岩中急剧、猛烈地突出或弹射出来的一种动态力学现象。其中核心的条件为：高三向应力下的能量积聚在开挖条件下顺临空面的瞬时能量释放。
常用的控制对策有：
(1). 宏观均衡整体工程，使隧道线路设计尽可能避开高岩爆区域和岩爆多发地段。
(2). 在高应力区铺设的隧道，尽可能使隧道走向与最大主应力方向保持一致，并按
隧道断面的原岩应力设计断面形状，缓解隧道围岩应力。
(3). 对于高应力区岩体，采用卸压技术（如钻孔卸压等）来调整隧道围岩应力，使隧道周边附近岩体中的集中应力向深部转移。
(4). 改善围岩性质，岩石的脆性、坚硬和高强度性质是岩爆发生的内在原因，故可以用两方面来进行岩性调整。一是注水软化，另一个是注浆硬化。
(5). 隧道开挖与岩爆防治相结合。
在岩爆多发地段进行超前支护，防治隧道开挖触发应力集中区岩层在掌子面发生岩爆。
对初步成巷的隧道，以柔性支护为原则进行支护设计，逐步提高支护强度。(6). 开挖中若发生意外须尽快搞清机理，预防再次发生。
4.简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。
答：岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端，固定后，通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定，一种情况是锚头直接附着在结构上，以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是：
(1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力，其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。
(2)使被锚固地层产生压应力，或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚杆)。
(3)加固并增加地层强度，也相应地改善了地层的其他力学性能。
(4)当锚杆通过被锚固结构时．能使结构本身产生预应力。
(5)通过锚杆，使结构与岩石连锁在一起，形成一种共同工作的复合结构，使岩石能更有效地承受拉力和剪力。
锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台，也并非每一个功能都发挥作用。
若采用非预应力锚杆，则在岩土体中主要起简
单的加筋作用，而且只有当岩土体表层松动变位
时，才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及
预应力锚杆。
效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固
力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分
析，可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载
中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上，从
而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用
方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向
位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。
岩土的锚杆类型：
(1)预应力与非预应力锚杆
对无初始变形的锚杆，要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度，一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上，以对锚杆施加预应力，同时也在结构物和地层中产生应力，这就是预应力锚杆。
预应力锚杆除能控制结构物的位移外，还有其它有点：
○1安装后能及时提供支护抗力，使岩体处于三轴应力状态。
○2控制地层与结构物变形的能力强。
○3按一定密度布臵锚杆，施加预应力后能在地层内形成压缩区，有利于地层稳定。
○4预加应力后，能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。
○5张拉工序能检验锚杆的承载力，质量易保证。
○6施工工艺比较复杂。
(2)拉力型与压力型锚杆
显而易见，锚杆受荷后，杆体总是
处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆
的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内
的灌浆体分别处于受拉或受压状态。
拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段
杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力
(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交
界处)向底端传递的。锚杆工作时，固定
段的灌浆体易出现张拉裂缝．防腐件能差。
压力型锚杆则借助无粘结钢绞线或带套管钢筋使之与灌浆体隔开和特制的承载体，将荷载立接传至底部的承载体由底端向固定段的顶端传递的。这种锚杆虽然成本略高于拉力型锚杆，但由于其受荷时，固定段的灌浆体受压，不易开裂，用于永久性锚固工程是有发展前途的。
更值得提出的是国内外研究表明，在同等荷载条件下，拉力型锚杆固定端上的应变值要比压力型锚杆大。另外，压力型锚杆的承载力还受到锚杆截面内灌浆体抗压强度的限制，因此在钻孔内仅采用一个承载力的集中压力型锚杆，不可能被设计成有较高的承载力。
(3)单孔复台锚固
传统的拉力型与压力型锚杆均属于单孔单一锚固体系，它是指在一个钻孔中只安装一根独立的锚杆，尽管由多根钢绞线或钢筋构成锚杆杆体，但只有一个统一的自由长段和固定长度。
单孔复合锚固体系（SBMA法）是在同一钻孔中安装几个单元锚杆，而每个单元
锚杆均有自己的杆体、自由长度和固定长度，而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的，并通过预先的补偿张拉(补偿各单元锚杆在同等荷载下因自由长度不等而引起的位移差)而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。采用单孔复合锚固体系，由于能将集中力分散为若干个较小的力分别作用于长度较小的固定段上，导致固定段上的粘结应力值大大减小且分布也较均匀，能最大限度地调用锚杆整个固定范围内的地层强度。此外，使用这种锚固系统的整个固定长度理论上是没有限制的，锚杆承裁力可随固定长度的增加而提高。
若钳杆的固定段位于非均
质地层中，则单孔复合锚固体系
可合理调整单元锚杆的固定长
度，即比较软弱的地层中单元锚
杆的固定长度应大于比较坚硬
地层中单元锚杆的锚固长度，以
使不同地层的强度都能得到充
分利用。还应特别提出的是单孔
复合锚固体系可采用全长涂塑
的无粘结钢绞线，组成各单元锚
杆的杆体，这种钳杆完全处于多
层防腐的环境中，既可用作高耐久性的永久性锚杆，也可用作可拆除芯体(钢绞线)的临时性锚杆。
单孔复合锚固体系(SBMA法)中最具有实用价值的是压力分散型锚杆。
5.就分形理论、块体理论、岩石损伤与断裂力学和可靠度理论中的某一理
论，说明其在岩石力学中应用的意义、目前的困难和发展前景。
答：分形几何是由Mandelbrot（1983）发展起来的一门新的数学分支，用来描述自然界不规则以及杂乱无章的现象和行为。分形几何学主要概念是自相似性和分数维数。
Mandelbrot把分形定义为：如果一个集合的Hausdorff维数严格大于它的拓扑维数DT，则该集合为分形。这样的维数可以是整数，也可以是分数，它是图形不规则性的度量。
岩石材料作为亿万年地质演变的产物，具有大量自然形成的不同层次的孔隙、空洞和裂纹分布，可以抽象地看成高刚度的海绵体。对一个海绵立方体在欧氏空间看是三维，而在单向压力作用下，由于海绵体的高度空隙性，可以压扁在一个平面上，这时它的维数是二维。这种维数量刚的突变性说明欧氏空间的整数维只是一个表观维数。事实上，海绵体可以看成一个分形物体（如Mengor海绵体），它的维数是处于2和3之间。这说明分形维数能刻画海绵体这类随机分布孔隙体的几何结构本质。
第一层次是分形研究的数学基础或形成其基本的数学框架，以及重新认识和建立分形空间中的力学量和力学定律；
第二层次是广泛、系统地研究探讨岩石力学中的分形行为和分形结构，揭示岩石力学问题中一些复杂现象的分形机理和分形形成过程，应用分形定量地解释和描述岩石力学过去只能近似描述甚至难以描述的问题和现象；
第三层次是岩石力学分形研究的理论和研究成果应用到工程，对工程中的复杂性关键技术问题进行统计描述，解决工程实际问题，促进工程问题的定量化、精确化和可预测性。
在岩石破碎过程中，产生不同尺寸的碎块。随着破碎块度的逐渐减小，必然产生更多的新表面，因此需要耗散更多的能量。从某种意义上讲，破碎过程也就是能量耗散过程。由于岩石破碎过程也是一个分形过程，可以建立一个分形破碎模型来分析破碎与能量耗散的关系：
k p D log 3=
()
n n f r r C E ---=1112
如果说岩石试件的破坏是小尺度的岩石破坏，地震是大尺度的岩石破坏，那么岩爆就算中等尺度的岩石破坏。岩石试件从微观断裂到试件的破碎都表现出分形特征，而地震工作者也发现地震活动规律具有分形特征，作为岩石中等尺度破坏形式的岩爆也可能具有分形性质。
岩爆的物理过程可以用损伤力学来描述，首先由
于岩石内的初始损伤在采动应力作用下，在岩体内
部形成局部损伤拉应力状态。这些局部损伤拉应力
引起岩体内的局部微破裂。随着采动应力的增加，
局部微破裂也相应增加，并且在某些区域形成微破
裂集聚。该区域的裂纹密度（单位体积的微裂纹数
目）明显大于其它背景区域。一些地质构造面的存
在使得进一步开采所诱发的应力状态是拉应力，则
严重损伤区将演化成岩爆的震心，并形成一个大的
岩爆事件。如果进一步开采诱发的是高压应力状态，
那么集聚区将经历一个损伤愈合过程，因此一部分
应变能将被吸收。这个过程刚好对应于声发射探测
的平静期或反常期。在损伤愈合过程后，持续作用
的高应力再一次在严重损伤区形成局部拉应力场。
这些微断裂非常容易汇合聚集，有可能发生一个岩
体的大破裂（岩爆）。
岩体内微破裂分形集聚的分形维数与能量释放
成负指数相关关系。一个低分形维数值的出现，意
味着岩体内将形成一个大的破裂事件，也就对应一
次岩体失稳事件。因此可以根据声发射事件分布的分形维数的减小，作为预测主岩爆发生的指标。
6.简述岩石力学的主要数值方法的基本原理、适用条件并分析其在岩石力
学研究中的发展和前景。
答：岩石力学数值分析方法主要用于研究岩土工程活动和自然环境变化过程中岩体及其加固结构的力学行为和工程活动对周围环境的影响。目前较为常用的方法有：有限单元法、边界元法、有限差分法、加权余量法、离散元法、刚体元法、不连续变形分析法、流形方法等。其中前四种方法是基于连续介质力学的方法，随后的三种方法则是基于非连续介质力学的方法，而最后一种方法具有这两大类方法的共性。
有限元法基于最小总势能变分原理，以其能方便地处理各种非线性问题，能灵活地模拟岩土工程中复杂的施工过程，因而成为岩石力学领域中应用最广泛的数值分析方法。
边界元法以表述拜特互等定理的积分方程为基础，建立了直接法的基本方程，而基于叠加原理建立了间接法的总体方程；因其前处理工作量少、能有效模拟远场效应而普遍应用于无界域或半无界域问题的求解。
有限差分法是将问题的基本方程和边界条件以简单、直观的差分形式来表述，使其更易于在工程实际中应用，尤其是近年来Flac程序在国内外的广泛应用，使得有限差分法在解决岩石力学问题时又获得了新生。
离散单元法是康德尔（1971）以刚性离散单元为基本单元，根据牛顿第二定律，提出的一种动态分析方法。随后又将其发展为变形离散元（简单变形离散单元和充分变形离散单元），使之既能模拟块体受力后的运动，又能模拟块体本身受力变形状态。自20世纪80年代中期引入我国后，在边坡工程、隧道工程、采矿工程及基础工程等方面都有重要应用。
流形方法是由石根华等人近期发展的一种新的数值分析方法。这种方法以拓扑学中的拓扑流形和微分流形为基础，在分析域内建立可相互重叠、相交的数学覆盖和覆盖材料全域的物理覆盖，在每一物理覆盖上建立独立的位移函数（覆盖函数），将所有覆盖上的独立覆盖函数加权求和，即可得到总体位移函数，然后，根据总势能最小原理，建立可以用于处理包括非连续和连续介质的耦合问题、小变形、大位移、大变形等多种问题的求解格式。它是一种具有一般形式的通用数值分析方法，有限元和不连续变形分析法（DDA）都可看作是它的特例。
7.请结合你的研究课题或你感兴趣的问题，谈谈岩石力学研究的关键是什
么，如何研究和应用岩石力学。
答：20世纪90年代初伴随着思维方法的变革而提出的“不确定性系统分析方法”，为大型岩石工程分析和设计提供了正确的方法。用“系统”概念来表征“岩体”可是岩体的“复杂性”得到全面科学的表达。岩石或岩石工程系统不仅是因为多因子、多
层次组合而具有“复杂性”，而且还在于他们大多具有很强的“不确定性”，即模糊性和随机性。岩石或岩石工程系统的“复杂性”还来源于它的非线性特性。因子之间、层次之间通过相互作用实现动态耦合，这些相互作用往往是非线性的，经过相互影响和反馈，形成系统的强非线性特性。将整个系统的非线性掌握住，才能做出正确的理解和描述。
岩石工程分析和设计的重点是对岩石工程条件的评价，岩石工程变形、破坏的预测，以及相应工程措施的决策。岩石工程和其它土木工程相比，其重要的差别在于岩体是天然的地质体，而非人工设计加工的，首先要认识它，然后才能利用它。由于岩体结构及其赋存条件和赋存环境的复杂性、多变性，并且受到工程施工因素的影响等，因此，不能在事先把他们搞得非常清楚，其中必然存在大量认识不清的不确定性因素。这种内部结构或初始状态不清楚或不完全清楚的系统，就是所谓的“黑箱”或“灰箱”问题，必须采用“黑箱—灰箱—白箱”的研究方法，通过外部观测、实验，根据得到的信息来研究系统的功能和特性，探索其结构和行为，使一开始不清楚或不完全的系统或事物变得清楚。对于岩石工程系统来说，经过工程前期的探测、实验，可以获得岩体结构、物理力学性质、工程地质、水文地质条件和地应力等部分资料，因为把该系统处理成“灰箱”，即“部分已知，部分未知”的系统比较合适。采用“黑箱—灰箱—白箱”的方法就可以在整个岩石工程设计，施工过程中不断相对减小黑度，增加白度，达到工程设计和施工的逐部优化。
重庆大学二零零七年博士生(秋季)入学考试试题 科目代码：248 （共 1 页）
重庆大学博士生入学考试试题答案
则将破裂表述为侵入破裂，当检查图(a)情况中的破裂面时，它们中的一些部分有剪切破裂的状态。而其他一些部分显然是拉伸破裂。岩石破裂中，注意力还将集中于重要的扩容现象，它发生于岩石试件的单轴和三轴受压期间．通常，在三轴试验中，围压是由流体通过一个刚度可忽略不计的不渗透膜来施加的，在这样的试验中，试件的径间膨胀和扩容显然不会由于围压的增加而被局部或均匀地阻挡；如果试件被更多的岩石包围，象实际情形中听发生的那样，那就将是这种情况，不管围岩是否破坏，预料它所提供的阻力会有增加最小主应力值的效应，因此趋于阻止破坏和集中破裂于有限的体积内。 三. 论述影响岩石力学性质的主要因素 回答要点： 论述影响岩石力学性质的因素很多，如水、温度、风化程度、加荷速度、围压的大小、各向异性等等，对岩石的力学性质都有影响。现分述如下： 1、 水对岩石力学性质的影响。主要表现在连接作用、润滑作用、水楔作用、孔隙压力作用、溶蚀及 潜蚀作用； 2、 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，强度也降低； 3、 加荷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，强度也 降低； 4、 围压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，强度也降低； 5、 风化对岩石力学性质的影响。产生新的裂隙、矿物成分发生变化、结构和构造发生变化。 四. 试述岩石的水理性 答：岩石遇水作用后，会引起某些物理、化学和力学等性质的改变，水对岩石的这种作用特性称为岩石的水理性。岩石的水理性包括吸水性、抗冻性和软化系数三方面，现分述如下： 所谓吸水性是指岩石吸收水分的性能，可以采用吸水率、饱水率和饱水系数来表示，即： 吸 水 率： %10011?= d W W V 饱 水 率： %10022?= d W W V 饱水系数： 2 1V V K s = 其中，W 1为岩石在标准大气压下吸入水的重量，W 2为岩石150个大气压或真空条件下吸入水的重量，W d 为岩石的干重量。 所谓抗冻性就是指岩石抵抗冻融破坏的性能，它是评价岩石抗风化稳定性的一个重要指标，可以采用
船舶结构力学习题集 第一章绪论 1. 什么叫做船体总纵弯曲？船体的总纵强度与局部强度有什么区别与联系？ 2. 船体结构中有哪些受压构件？为什么说船在总弯曲时船体受压的构件（主要是中垂状态时的上层甲板）因受压过度而丧失稳定性后，会大大减低船体抵抗总弯曲的能力？ 3. 船舶在航行时为什么会发生扭转现象？船体结构中还有哪些构件在受载后会发生扭 转？ 4. 应力集中是由什么因素引起的？船体结构中哪些部位会发生应力集中？应力集中可能 导致什么后果？ 5. 何谓骨架的带板？带板的宽度（或面积）与什么因素有关，如何确定？试分析带板宽度对骨架断面几何要素的影响。 第二章单跨梁的弯曲理论 1. 梁弯曲微分方程式是根据什么基本假定导出的，有什么物理意义，适用范围怎样？ 2. 单跨梁初参数法中的四个参数指什么参数？它们与坐标系统的选择有没有关系？ 3. 为什么当单跨梁两端为自由支持与单跨梁两端为弹性支座支持时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都相等；而当梁两端是刚性固定与梁两端为弹性固定时，在同样外荷重作用下两梁断面的弯矩和剪力都不同？ 4. 梁的边界条件与梁本身的计算长度、剖面几何要素、跨间荷重有没有关系？为什么？ 5. 梁复杂弯曲时的边界条件与梁横弯曲时的边界条件有何不同？它反映了什么问题？ 6. 梁的弹性支座与弹性固定端各有什么特点？它们与梁本身所受的外荷重（包括大小、方 向及分布范围）有没有关系？ 7. 为什么梁在横弯曲时，横荷重引起的弯曲要素可以用叠加法求出，而梁在复杂弯曲时，横荷重与轴向力的影响不可分开考虑？ 第四章力法 1. 什么叫力法？如何建立力法方程式？ 2. 什么是力法的基本结构和基本未知量？基本结构与原结构有什么异同？力法正则方程 式的物理意义是什么？ 3. 用力法计算某些支座有限定位移的连续梁或平面刚架时应注意什么问题？ 4. 刚架与板架的受力特征和变形特征有何区别？ 5. 仅有肋骨组成的横骨架式船侧板架，为提高其强度，加设一根船侧纵桁。试从板架两向梁之间的相互关系分析，是否恰当？ 6. 如果一根交叉构件板架中有一根主向梁的尺寸或固定情况与其余的不相同，应如何计算？此时交叉构件将是怎样的弹性基础梁？ 第五章位移法 1. 试举例说明位移法的基本原理。 2. 位移法的基本结构是什么样的结构？ 3. 何谓“结构的动不定次数”？如何决定位移法中的基本未知数？ 4. 根据位移法的基本原理，试举例写出节点有集中力或集中弯矩的平衡方程式，列出弹性支座处或开口端为弹性固定端处的节点力平衡方程式。 5. 与力法相比，位移法有何优点与缺点？ 6. 在位移法计算中，刚架或连续梁的开口端是否一定要刚性固定住？如果不需要，试导出相应的由转角引起的杆端弯矩的关系式。 第六章能量法 1. 一梁上同时受到两个集中力时，应变能可否分别计算每一力作用时的应变能再相加，为
1..简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理 论进行简要评述。 答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点，并且受水力学作用显著。在地表部分，岩石的破坏为脆性破坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不深入，故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a.Coulomb-Navier准则 Coulomb-Navier准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏，它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即：? τtan σ =C +
式中?为岩石材料的内摩擦角，σ为正应力，C为岩石粘聚力。 b. Mohr破坏准则 根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点，莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即：()σ τf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式，具体视实验结果而定。 虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论，并得到了双剪统一强度理论：
交通科学与工程学院 道路与铁道工程（082301） 博士研究生培养方案 一、适用学科 道路与铁道工程(081401) 二、培养目标 1．坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2．适应科技进步和社会发展的需要，在本学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；熟练掌握一门外语；具有独立从事科学研究的能力；具有良好的综合素质。 3．在科学或专门技术上做出创造性的成果。 三、培养方向 1.道路与铁道工程的检测与加固； 2.土木工程结构分析与设计理论； 3.岩土本构理论及工程应用； 4.土木工程施工技术与材料； 5.工程结构仿真。 四、学制 学历博士研究生学制为3年。 博士研究生一般在入学后1年内完成课程学习，应在文献综述与开题报告前完成课程学分，应在博士论文答辩前完成全部学分和培养要求的有关环节。 鼓励博士研究生从入学开始就进行学位论文研究工作；文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间间隔不得少于1年。 五、知识结构、课程设置与学分要求 1．知识结构要求 （1）基础理论与专业基础知识 高等工程数学与数学基础（数值分析、数理统计、矩阵理论、最优化理论与算法、数理方程、常微分方程、数学试验），专业基础知识（变分与有限元素法原理、高等混凝土结构、高等土力学、高等土木工程材料学、高等结构动力学、工程结构可靠度、工程塑性力学）。 （2）专业综合知识 混凝土结构非线性分析，高等钢结构，混凝土徐变力学，基础工程学，建设项目管理，高等岩石力学，建筑结构健康诊治，混凝土结构试验，岩土工程测试技术，建筑结构无损检测技术，土动力学，建筑结构有限元分析与应用，组合结构，城市地下工程，理论土力学与现代岩石测试技术，道路与铁道工程学科综合课。 （3）学科前沿与交叉学科知识 现代工程结构进展，材料科学进展，空间数据处理，科技信息检索与利用，科学
船舶结构力学课后题答案上海交大版 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
s目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章 绪 论 １．１ 题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨 等远离中和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递 纵桁，龙骨等 １．２ 题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压 力，横向作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向 力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章 单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x ) １）图 2.1 3 3 3 23 034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++
原点在跨中：3 23 0111104 ()4()266l l p x M x N x v x v EI EI EI -=+++ ，'11' 11()0()0 22(0)0(0)2 l l v v p v N ?==? ??==? ２）3 3 203 ()32.2 ()266l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ-=+++ 图 ３）3 3 3 002 ()22.3()666x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ-=+ +-?图 ２.２题 a) 33 11131113 1(3)(2)61644464162 4pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-????????? = 3 512pl EI 3 33321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI ????= -++= ??????? b) 2' 29 2(0)(1)3366Ml Ml Pl v EI EI EI -= +++ =22 20.157316206327Pl Pl Pl EI EI EI -+=? 229 1()(1)3366Ml Ml Pl l EI EI EI θ-= +-+ =22 20.1410716206327Pl Pl Pl EI EI EI ---=? ()()() 22 2 2133311121333363l l p l l v m m EIl EI ???? ? ??? ??????=----+ ?? ??? = 2 372430pl EI c) () 44475321927682304ql ql ql l v EI EI EI =-=
1. 简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理论进行简要评述。 答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点，并且受水力学作用显著。在地表部分，岩石的破坏为脆性破坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不深入，故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a. Coulomb-Navier 准则 Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏，它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即： ?στtan +=C 式中?为岩石材料的内摩擦角，σ为正应力，C 为岩石粘聚力。 b. Mohr 破坏准则 根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点，莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即： ()στf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式，具体视实验结果而定。 虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论，并得到了双剪统一强度理论： () 3211t b b σσσασ=+--α ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数，是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里，上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。 (2). 屈服强度准则 a. Tresca 屈服准则
建筑与土木工程领域专业学位硕士研究生培养方案 学位点简介 依托浙江省“十二五”重点学科—岩土工程学科和绍兴市重点科技创新团队—岩体工程创新团队，立足浙江建筑行业，以岩土工程和建筑工程为特色，在岩石力学与工程、隧道与地下工程、软土路基与道路工程、防灾减灾工程、土木工程施工技术与管理等领域取得了显著成果。现有专任教学科研人员45人，其中博士生导师4人，硕士生导师13人，正高11人，副高16人，博士学位教师23人，俄罗斯自然科学院院士1人，校外生产一线导师21人。近三年来，主持在研几十项高水平课题，科研经费充足。有土木工程专业实验室和基础实验室（共2 000m2），在建岩石力学与地质灾害实验中心（8000 m2，预计2016年7月建成），实验设备齐全，拥有一批高端的大型科研仪器， 为研究生培养提供强大的支持。 （一）培养目标和要求 建筑与土木工程领域全日制硕士专业学位是与本工程领域职业能力相联系的专业性学位。主要为工矿企业和工程建设部门等培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。依托学校“浙江省山体地质灾害防治协同创新中心”的资源优势、学科优势和科研优势，开展校校（所）协同培养、校企协同培养和国际协同培养。 具体培养要求如下： 1．较好地掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论，拥护党的基本路线和方针政策，热爱祖国，遵纪守法，具有科学严谨和求真务实的学习态度和工作作风，具有良好的职业道德和敬业精神，身心健康。 2．掌握建筑与土木工程领域坚实的基础理论和系统的专业知识；熟悉本领域的技术现状和发展趋势；具有一定的新技术、新方法、新工艺的研发创新能力，或具有运用新理论、新技术、新方法解决工程设计、工程施工、工程维护
06年真题 一、试述库仑准则和莫尔假定的基本内容。（20分） 二、论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义。（20分） 三、论述影响岩石力学性质的主要因素。（20分） 四、什么是岩石的水理性？如何描述岩石的水理性？（20分） 五、什么是岩石的应力-应变全过程曲线，研究应力-应变全过程曲线的意义是什么？（20分）
一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容 该准则是1773年由库仑引入的，他认为趋于使一平面产生破坏的剪应力受到材料的内聚力和乘以常数的平面的法应力的抵抗，即 |τ| = S 0 + μσ 其中，σ和τ是该破坏平面的法向应力和剪应力，S 0可以看作是材料的固有剪切强度的常数，μ是材料的内摩擦系数的常数。根据该理论可以推论出，当岩石发生破坏时所产生的破裂面将有两个可能的共轭破裂 面，且均通过中间主应力的方向，并与最大主应力方向成夹角(φπ2 141-)，这里的内摩擦角μφ1tan -=。 莫尔假定是莫尔于1900年提出的一种剪切破坏理论，该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起，并提出当剪切破坏在一平面上发生时，该破坏平面上的法向应力σ和剪应力τ由材料的函数特征关系式联系： |τ| = f （σ） 按莫尔假定可以看出：①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的，周向应力越高破坏强度越大；②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关，而与中间主应力无关；③三向等压条件下，莫尔应力圆是法向应力σ轴上的一个点圆，不可能与莫尔包络线相切，因而岩石也不可能破坏；④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合，而是取决于其极限莫尔应力圆与莫尔包络线相切处切点的位置，这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关，也与破裂面上出现的法向正应力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。 总之，莫尔假定考虑了岩石的受力状态、周向应力约束的影响和岩石的本身性能，能较全面的反映岩石的破坏强度特征，但该假定忽视了中间主应力对岩石破坏强度的影响，而事实证明中间主应力对其破坏强度是有一定程度影响的。 二. 论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义 在关于岩石破裂的所有讨论中，破裂面的性质和描述是最重要的，出现的破裂类型可用下图中岩石在各种围压下的行为来说明。 在无围压受压条件下，观测到不规则的纵向裂缝[见图(a)]，这个普通现象的解释至今仍然不十分清楚；加中等数量的围压后，图(a)中的不规则性态便由与方向倾斜小于45度 角的单一破裂面所代替[图(b)]，这是压应力条件下的典型破裂，并将其表述为剪切破坏，它的特征是沿破裂面的剪切位移，对岩石破裂进行分类的Griggs 和Handin(1960)称它为断层；因为它符合地质上的断层作用，后来有许多作者追随着他们；然而，更可取的似乎是限制术语断层于地质学范围，保留术语剪切破裂于试验范围更好；如果继续增加围压，使得材料成为完全延性的，则出现剪切破裂的网格[图(c)]，并伴有个别晶体的塑性。 破裂的第二种基本类型是拉伸破裂，它典型地出现于单轴拉伸中，它的特征是明显的分离，而在表面间没有错动[图(d)]。 在较为复杂的应力条件下出现的破裂，可以认为上述类型之一或其它。如果平板在线载荷之间受压[图(e)]，则在载荷之间出现一个拉伸破裂，如果这些载荷是由环绕材料的外套挤入材料的裂缝中引起的，则将破裂表述为侵入破裂，当检查图(a)情况中的破裂面时，它们中的一些部分有剪切破裂的状态。而其他一
s目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章绪论 １．１题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中 和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙骨等 １．２题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v( 1 x) １）图2.1 333 23 3 424 3 ()()() 424 () 26666 l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++++ 原点在跨中： 3 23 011 110 4 ()4 () 266 l l p x M x N x v x v EI EI EI - =+++， ' 11 ' 11 ()0()0 22 (0)0(0)2 l l v v p v N ?== ? ? ?== ? ２） 3 3 2 3 ()3 2.2() 266 l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ - =+++ 图 ３） 3 33 00 2 ()2 2.3() 666 x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ - =++- ? 图 ２.２题 a) 33 1 11311131 (3)(2) 616444641624 pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-? ???? ????= 3 512 pl EI 333 3 2 1911 () 619296 41624 pl pl pl V EI EI EI ?? ?? =-++= ? ?? ?? ??
3、简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。 答：岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端，固定后，通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定，一种情况是锚头直接附着在结构上，以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是： (1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力，其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。 (2)使被锚固地层产生压应力，或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚杆)。
(3)加固并增加地层强度，也相应地改善了地层的其他力学性能。 (4)当锚杆通过被锚固结构时．能使结构本身产生预应力。 (5)通过锚杆，使结构与岩石连锁在一起，形成一种共同工作的复合结构，使岩石能更有效地承受拉力和剪力。 锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台，也并非每一个功能都发挥作用。 若采用非预应力锚杆，则在岩土体中主要起简单的加筋作用，而且只有当岩土体表层松动变位时，才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆。效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析，可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上，从而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。 岩土的锚杆类型： (1)预应力与非预应力锚杆 对无初始变形的锚杆，要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度，一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上，以对锚杆施加预应力，同时也在结构物和地层中产生应力，这就是预应力锚杆。 预应力锚杆除能控制结构物的位移外，还有其它有点： 1安装后能及时提供支护抗力，使岩体处于三轴应力状态。 2控制地层与结构物变形的能力强。 3按一定密度布臵锚杆，施加预应力后能在地层内形成压缩区，有利于地层稳定。 4预加应力后，能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。 5张拉工序能检验锚杆的承载力，质量易保证。 6施工工艺比较复杂。 (2)拉力型与压力型锚杆 显而易见，锚杆受荷后，杆体总是处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内的灌浆体分别处于受拉或受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递的。锚杆工作时，固定段的灌浆体易出现张拉裂缝．防腐件能差。
安徽建筑大学结构工程专业硕士学位研究生 培养方案 （专业代码081402）（2015年6月修订） 一、培养目标 1、努力学习和掌握马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想；坚持四项基本原则，热爱祖国；遵纪守法，品行端正，作风正派，服从组织分配，具有开拓进取的精神，积极为社会主义现代化建设服务；具有实事求是、严谨的科学作风。 2、掌握结构工程学科坚实的基础理论、系统的专业知识和必要的技能；能熟练地运用本学科研究手段、测试技术和实验技术，对本学科的科学技术发展现状和趋势有基本的了解；有严谨求实勇于探索的科学态度和作风，具有从事本科学研究工作、教学工作和独立担负本门学科科研、设计和技术管理或其他工程技术工作的能力；能熟练运用计算机，能运用一门外国语，熟练地阅读专业文献资料和撰写论文摘要。 3、具有健康的身体和心理，能适应本专业工作需要。 二、研究方向 01混凝土结构理论及其应用 02钢结构设计理论及应用 03地下结构计算理论与应用 04现代预应力结构计算理论及应用 05超高层、大跨度空间结构理论 06工程结构安全理论与应用 07工程结构抗震理论与应用 08工程结构的现代施工技术 09安全工程 三、培养方式 1、导师应根据培养方案的要求，因材施教，要定期了解研究生的思想状况、学习和科研状况，严格要求，全面关心研究生的成长。 2、对硕士生的培养采取课程学习和论文工作相结合的方式。 3、整个培养过程应贯彻理论联系实际的方针，使硕士研究生掌握本专业的基础理论和专门知识，掌握科学研究的基本方法，并具有一定的工程实践知识和实验设计能力。 4、在指导上采取导师负责和集体培养相结合的方法。注意发挥学科组的集体力量，提倡跨学科组成导师组，促进学科间的联系、交叉，扩大硕士研究生的知识面。 5、研究生的理论课学习，采取课堂讲授和自学、讨论相结合的方式进行，教师在教学活动中应充分发挥研究生的主动性和自觉性，应强调在学习中研究，在研究中学习，着重培养研究生自我更新知识和调整知识结构的能力，启发学生深入思考、正确判断、增强分析问题和解决问题的能力。 6、加强硕士研究生的思想政治工作和道德品质、文明礼貌的教育，要求硕士研究生认真参加政治理论课学习，积极参加公益活动，促进研究生身心健康和全面发展。
《岩石力学》模拟题（补） 一.名词解释 1.冲击地压（岩爆）：是坚硬围岩中积累了很大的弹性变形能，并以突然爆发的形式释放出的压力。 2.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 3.“让压”支护：就是允许井巷在一定范围内变形，使围岩内部储存的弹性能释放，从而减少支架的支护抗力。 4.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加的现象。 5.全应力应变曲线： 反映岩石在受压后的应力应变关系，包括岩石破坏后的应力应变关系曲线。 6.应力集中系数：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 7.松弛：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。 8.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。 9.边坡稳定性系数：稳定系数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 10.岩石质量指标（RQD ）：RQD= %1001010 钻孔长度 ）岩芯累积长度以上（含cm cm 11.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、变形特性，特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。 12.岩石的完整性系数：反映岩石节理裂隙发育的指标，用声波在岩体中的传播速度与岩石块中的传播速度之比的平方表示。 二.问答题 1. 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：
福州大学土木工程专业 设计型“卓越工程师教育”培养方案 一、培养目标 培养掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识，具有一定的实验技术和生产实践知识，熟悉所从事研究方向和发展动向和最新成就，适应当前科技发展的需要，掌握一门外国语，能阅读专业外语资料，具有工程设计、工程研究、工程开发、工程管理能力，以及创新意识和自我发展能力强的应用型、复合型高层次卓越工程技术和工程管理人才。二、培养模式 采取校企联合培养模式。学制一般为2年，采取“1+1”模式，第一年主要进行校内的理论知识学习，第二年主要在土木工程相关建设、设计部门（企业）完成工程实践学习，并完成硕士阶段的论文写作。两年硕士学习结束时，对满足硕士阶段培养要求的学生发给硕士研究生毕业证书和专业学位硕士学位文凭。 三、培养标准 以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高工程意识、工程素质和工程实践能力，培养具有创新能力、创业能力和实践能力的设计型卓越工程技术人才。经培养，应达到如下对知识、能力与素质的要求： 1 系统掌握自然科学基础知识，具有丰富的人文科学素养；掌握一门外国语，具有信息获取、知识更新和终身学习的能力 1.1 具有从事工程开发和设计所需的相关自然科学知识和丰富的人文科学素养。系统学习自然辩证法、应用概率统计、矩阵论、科学和工程计算基础、经济管理类和人文类课程、职业道德等。 1.2 外语的学习，包括硕士英语、专业英语等。具备较为熟练阅读外文资料和文献的能力，有较强的英语交流能力。 1.3 具有信息获取、知识更新和终身学习的能力。包括信息检索、知识产权、文献综述与选题报告。 2 系统掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识，具有使用现有的技术、工具或新兴技术的技能和能力 2.1 具有从事工程工作所需的工程科学技术知识，掌握必要的工程科学基础知识，具有数学、自然科学和工程科学知识的应用能力；掌握扎实的工程技术基础理论、基本知识，并具有应用其发现与解决实际工程问题的能力；扎实掌握工程制图知识，并能熟练应用于工程实践中进行各种图样的表达。 2.2 具有较好的人文、艺术、社会科学和企业管理基础知识，熟练地掌握一门外语，有一定的法律与环保知识与意识，具备跨文化技术交流的能力。
課程名稱：船舶結構力學 第一部分課程性質與目標 一、課程性質與特點 本課程研究的主要對象是船體結構中的杆件、杆系和板的彎曲及穩定性,系統地闡述了結構力學中的基本理論與方法----力法、位移法及能量原理。是高等教育自學考試船舶與海洋工程專業的一門重要專業基礎課。 二、課程目標與基本要求 本課程的目標：學生通過該課程的學習，掌握結構力學的基本理論和方法，應用它們來解決船體結構中典型結構（杆系和板的彎曲及穩定性）的強度計算分析。還能處理一般工程結構中類似的力學問題。 本課程基本要求： 1．掌握建立船體結構計算圖形的基本知識 2．掌握單跨梁的彎曲理論 3．掌握力法的基本原理和應用 4．掌握位移法和矩陣位移法的基本原理和應用 5．掌握能量原理及其應用 6．瞭解有限單元法的基本概念和解題過程 7．掌握矩形薄板的彎曲理論 8．掌握杆及板的穩定性概念，解答和應用 9．瞭解薄壁杆件扭轉的基本概念 10．該課程理論性強，力學概念較難建立，涉及數學知識較多，學習和掌握有一定的困難。相比較而言，單跨梁的彎曲理論和板的彎曲理論是本課程的基本基礎。力法，矩陣位移法，能量法部分偏重於原理和方法在結構分析中的應用。自學過程中應按大綱要求仔細閱讀教材，切實掌握有關內容的基本概念、基本原理和基本方法。學習過程中遵循吃透原理、掌握計算方法、看懂教材例題，完成部分習題。不懂的地方要反復學，前、後聯繫起來學，要克服浮燥心理，欲速則不達，慢工出細活。從而達到學懂、學會、學熟，及應用它們來解決實際結構計算。 三、與本專業其他課程的關係 本課程是船舶與海洋工程專業的一門專業基礎課，該課程應在修完學科基礎課和相關的專業基礎課後進行學習。 先修課程：高等數學，理論力學，材料力學，船體結構與海洋工程製圖 後續課程：船體強度與結構設計 第二部分考核內容與考核目標 第1章緒論 一、學習目的與要求 本章是對船舶結構力學總述性的概述。通過對本章的學習，明確船舶結構力學的內容與任務，是為了解決船體強度問題，結構力學研究的是船體結構的靜力回應，即內力與變形，以及受壓結構的穩定性問題。學習和掌握結構力學的基本原理與方法，經典的力法、位移法及能量原理。對船體結構及其簡化成相應的力學計算圖形有深刻的理解。 二、考核知識點與考核目標 （一）船舶結構力學的內容與任務（重點） 識記：船體強度的內容，船舶結構力學的內容。 理解：船舶結構力學與船體強度的聯繫。 應用：分析船體強度與變形及其他問題 （二）船體結構的計算圖形（重點） 識記：計算圖形，典型的船體結構計算圖形（人工計算：四種。電腦計算：空間杆系結構和板、梁組合結構。）理解：船體結構計算圖形簡化的內涵和簡化過程。 應用：實際船體結構簡化為與計算方法相應的計算圖形。 第2章單跨梁的彎曲理論
合肥工业大学工程力学专业研究生培养方案 1. 所属学院：土木水利工程学院学科、专业代码： 080104 获得授权时间：1986 2．学科、专业简介 本学科点研究工程中所提出的力学问题，建立工程结构分析的力学模型以及工程科学中的数值分析方法，将力学与工程结合起来，面向国民经济建设的主战场。工程力学专业主要以土木工程为背景，从中提炼并解决工程力学问题，服务于土木工程教学与科研，培养高层次的应用力学人才。 本专业主要以工程结构稳定与振动、智能结构计算理论与方法、工程结构振动控制、工程结构非线性静动力分析与工程结构抗震研究为特色，已经具备了一支高素质、高学术水平、结构合理的学术队伍，拥有国内一流试验设备的工程结构中心实验室。本学科点曾完成和正在进行多项国家自然科学基金和部基金项目的研究。多次获省部级奖，在国内外学术界有一定的影响。 本专业与安徽省交通土建、建筑工程以及相关工程行业有着十分密切的联系，在经济建设和基础设施建设中起着重要的基础性作用。近年来，本专业积极为安徽省经济建设主战场服务，将科研成果直接应用于工程实际中去，承担了大量高等级道路、桥梁工程、房屋结构等方面的基础性科研、咨询、监测监控和鉴定等工作。 3. 培养目标 （1）较好地掌握马克思主义基本理论，树立爱国主义和集体主义思想，遵纪守法，具有良好的道德品质、人文素养、学术修养及社会责任心；具有开拓进取、严谨求实的科研作风，能积极为社会主义现代化建设服务。 （2）掌握本学科坚实的基础理论和系统的专业知识，能熟练阅读、翻译外文资料的能力,具有从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力。掌握本学科理论与技术研究的最新发展动态，具有良好的科学素养、宽广的国际视野、团队合作精神，初步具有解决重大工程技术问题的能力。 4. 主要研究方向 （1）工程结构分析与计算机仿真 （2）大跨度桥梁的施工控制与仿真分析 （3）智能结构与结构振动控制 （4）复合材料结构力学及其在工程的应用 5. 学制及学分 学制2.5年；课程规定总学分为28-32学分，学位课程学分为16-18学分。跨专业及同等学力考生须补修本专业本科阶段至少2门主干课程，不计学分。 6．课程设置方案： 工程力学专业硕士研究生课程设置一览表
博士研究生培养方案节选 一、课程设置 博士生课程设置实行学分制，具体的课程设置为：公共必修课、专业必修和选修课、专业补修课程等。博士生必须至少修满18学分（1学分相当于18学时）。学位课考试成绩75分及以上为合格。 1、总学分不低于18学分，其中学位课不低于11学分，非学位课不低于5学分，必修环节2学分，专业选修课程门数不限，一外为非英语的必修。 2、补修课程为同等学历或硕士阶段为非本专业的博士生需修的课程。对有特殊情况的博士生(如跨学科、同等学力考取者)，根据本专业知识结构需要和学生状况，由导师指定两门博士阶段课程作为补修课（跟同专业的硕士生上课）。需补修的博士生必须参加考试，并记入个人培养计划，没有补修成绩或补修课程考试不合格者不得进入论文答辩。 3、学术报告：2学分，其中作学术报告1学分，参加学术报告1学分。每位博士生至少要参加8次以上学术报告会方可获得1学分，并至少要作2次学术报 告方可获得另1学分。 4、开题报告要有详尽的文献综述，文字不少于5000字，阅读和引用文献不少于50篇，其中至少10篇为外文文献。 二、其它要求 发表学术论文要求：博士研究生在学期间，必须在中国科技论文统计源期刊上以安徽理工大学名义第一作者身份（若以第二作者，则导师须为第一作者）公开发表3篇以上（含3篇）与科研课题有关的（或阶段性的）学术论文，其中2篇应为核心期刊或1篇被EI、SCI或ISTP收录（含在国际会议论文集上发表论文）。 毕业论文参考文献要求：论文引用的参考文献在100篇以上，其中近5年的参考文献不少于80%，外文文献原则上不少于四分之一。
02 煤层气与瓦斯地质 03 能源地质 04 煤矿开采地质条件评价 05 煤矿工程地质 06 矿井水害防治 07 开采地质条件评价 08 变形监测与灾害预报10 GNSS集成导航定位技术 11 矿井水文地质 12 矿井工程地质 13 矿区环境地质 14 矿山水文与工程地质 15 水资源与环境 16 地下水污染与防治
目录 第1章绪论 (2) 第2章单跨梁的弯曲理论 (2) 第３章杆件的扭转理论 (15) 第４章力法 (17) 第5章位移法 (28) 第6章能量法 (41) 第7章矩阵法 (56) 第9章矩形板的弯曲理论 (69) 第10章杆和板的稳定性 (75)
第1章 绪 论 １．１ 题 １）承受总纵弯曲构件： 连续上甲板，船底板，甲板及船底纵骨，连续纵桁，龙骨等远离中 和轴的纵向连续构件（舷侧列板等） ２）承受横弯曲构件：甲板强横梁，船底肋板，肋骨 ３）承受局部弯曲构件：甲板板，平台甲板，船底板，纵骨等 ４）承受局部弯曲和总纵弯曲构件：甲板，船底板，纵骨，递纵桁，龙 骨等 １．２ 题 甲板板：纵横力（总纵弯曲应力沿纵向，横向货物或上浪水压力，横向 作用） 舷侧外板：横向水压力等骨架限制力沿中面 内底板：主要承受横向力货物重量，骨架限制力沿中面为纵向力 舱壁板：主要为横向力如水，货压力也有中面力 第2章 单跨梁的弯曲理论 ２.1题 设坐标原点在左跨时与在跨中时的挠曲线分别为v(x)与v(1x ) １）图2.1o 3 3 3 23034 2 4 3()()()424()26666l l l l l l p x p x p x M x N x v x EI EI EI EI EI ---=++ ++o 原点在跨中：3 2 3 01 1 1104 ()4()266l l p x M x N x v x v EI EI EI -=+ ++o ，'11'11()0()022(0)0(0)2 l l v v p v N ?==???==? ２）3 3 203 ()32.2 ()266l l p x N x Mx v x x EI EI EI θ-=+++ o o 图 ３）3 3 3 002 ()22.3 ()666x x x l l p x N x qx dx v x x EI EI EI θ-=++- ?o o 图 ２.２题 a) 33 11131113 1(3)(2)61644464162 4pp p pl pl v v v EI EI ????=+=??-+?-????????? = 3 512pl EI 3 33321911()61929641624pl pl pl V EI EI EI ????= -++= ???????
土木工程（代码：0814）培养方案 一、学科简介及方向 广西大学土木工程学科创办于1932年，具有悠久的办学历史，曾为我国中南、西南乃至台湾地区的土木工程学科发展培养了一批领军人才，做出了突出贡献。经过80多年的历史沉淀、建设和发展，特别是国家“211工程”连续三个五年计划的重点建设和中西部综合实力提升计划的支持，本学科拥有良好的实验基地和科研条件，在人才培养、科学研究、师资队伍建设等方面取得显著成就，其中的结构工程学科连续入选“十五”、“十一五”国家重点学科，2013年土木工程学科入选广西优势特色重点学科。近10年学科相继获得了土木工程博士后流动站、土木工程一级学科博士点、土木工程一级学科硕士点、建筑与土木工程领域专业硕士点、工程防灾与结构安全教育部重点实验室、广西防灾减灾与工程安全重点实验室、广西省级创新团队——工程防灾与结构安全广西人才小高地。2012年获批增设土木工程一级学科下的二级学科博士点——建筑与城市环境技术，开始培养建筑技术、建筑设计与建筑历史、城乡规划等领域的人才。当前已经形成了一个师资队伍强、教学条件好、人才培养质量高、科技攻关能力强，且具有鲜明特色的土木工程学科，综合实力区内领先、国内先进，并具有一定国际影响力的土木工程学科。 土木工程一级学科硕士点下设五个二级学科：1．结构工程；2．岩土工程；3．防灾减灾工程及防护工程；4．桥梁与隧道工程；5．建筑与城市环境技术。 有研究方向如下：1．混凝土、预应力混凝土结构及高层建筑结构；2．工程结构分析、设计及施工控制；3．钢结构及组合结构；4．土木工程防灾与减灾；5．道路桥梁工程设计理论与施工方法；6．桥梁结构抗风与抗震评估理论；7．地下工程；8．特殊岩土与工程；9．地域建筑及设计技术；10．城乡规划设计与生态环境保护。 二、培养目标 培养适应我国现代化建设需要的德智体全面发展的高级专业人才，要求：1．较好地掌握马列主义基本原理、毛泽东思想和邓小平理论，树立辩证唯物主义世界观、坚持四项基本原则、热爱祖国、遵纪守法、品德高尚、学风严谨，具有良好的科学和职业道德，有良好的心理素质和较强的事业心。 2．掌握土木工程学科领域的基本理论、系统的专门知识和必要的工程实践知
第一章 绪论 计算骨架断面惯性矩时的表格算法 断面形式 构件 名称 构件面积 a （cm 2 ） 构件形心距参考轴距离（cm ） ay ay 2 构件对其形心的 惯性矩i （cm 4 ） 带板 腹板 面板 … … … … … … … … … … … … / … / A B C 水平构件对其形心的惯性矩可以不计。 断面中和轴离参考轴距离 ε=B/A(cm) 断面对中和轴的惯性矩 I=C-εB(cm 4 ) 最小断面模数 W min =I/y*max （cm 3 ）
第二章单跨梁的弯曲理论 一.初参数法 1.用初参数法求两端自由支持在刚性支座上，受均布载荷的梁的挠曲线。 2.用初参数法图2所示受集中力作用的单跨梁的挠曲线方程式。梁的左端为弹性固定，柔性系数为α=l/(3EI)。梁的右端为弹性支座，柔性系数为A=l3/(48EI)。 3.两端刚性固定的梁，不受外荷重，当其右支座发生位移△时，求其挠曲线与断面弯矩与剪力。
4用初参数法求图中单跨梁的挠曲线方程式。 5. 图中的双跨梁，试用初参数法解之，求出挠曲线方程式，设弹性支座的柔性系数为A=l3/(3EI)。 6.考虑剪切影响，试导出图中梁的挠曲线方程式及两端的弯矩及剪力，并将结果推广到梁左端与右端分别有位移△i,θi及△j,θj时的情况。梁的长度为l,断面惯性矩为I，有效抗剪面积为A s。
7. 如图所示变断面梁，用初参数法解之。图中P=q l，求出挠曲线方程式及P力作用点处的挠度和转角。 8.用初参数法求图所示单跨梁的挠曲线方程式，转角方程式，弯矩方程式，剪力方程式。推导中可令a=αEI/l （1)求出当α→∞时梁两瑞的转角，进行分析讨论。 (2)求出当α→0时梁左端的转角、弯矩及梁右端的转角，进行分析讨论。a