岩石力学期末考试试卷及答案
- 格式：docx
- 大小：24.92 KB
- 文档页数：4
一、填空题
【1】弹性体的特征：在外力作用下物体变形，当外力不超过一定限度时，除去外力后变形能完全恢复。
【2】弹性力学的平面问题包括：平面应力问题和平面应变问题；
【3】变质岩分类包括片理状岩类（片麻状构造、片状构造、千枚状构造、板状构造）和块状岩类（块状构造）；
【4】岩石的密度：岩石单位体积所具有的质量。
【5】岩石的容重：岩石单位体积所具有的重量。
【6】岩石的容重取决于：
（1）岩石的矿物成分；（2）孔隙发育程度；（3）含水量
【7】岩石强度：是指岩石在外荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大应力。
【8】岩石的三轴抗压强度：是指岩石在三围荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大压应力。
【9】三轴压缩试验的加载方式（1）真三轴加载；（2）伪三轴加载；
【10】岩石的变形有：（1）弹性变形；（2）塑性变形；（3）黏性变形；
【10】岩体的结构单元有：（1）结构面（坚硬结构面、软弱结构面）；（2）结构体（块状结构体、板状结构体）；
【11】岩体的赋存环境包括：（1）地应力；（2）地下水；（3）地温；
【12】根据结构面的成因不同分：（1）原生结构面（2）构造结构面（3）次生结构面【13】流变现象：是指应力-应变曲线与时间因素有关的性质，岩体在变形过程中有时间效应的现象。
【14】岩石的流变包括：（1）蠕变（当应力不变时，变形随时间的延长而增加的现象）；（2）松弛（当变形一定时，应力随时间的延长而减小的现象）；（3）弹性后效（当瞬间加载或卸载时，应变滞后于应力的现象）。
【15】围岩-支护共同作用：是指围岩与支护形成一个共同体，使其两者之间产生相互耦合和相互影响的情况。
【16】马克斯威尔体（本构方程、蠕变方程、松弛方程）和凯尔文体（本构方程、蠕变方程、弹性后效（卸载效应））的相关方程
答：马克斯威尔体具有瞬间变形、等速蠕变和松弛的性质；
凯尔文体具有弹性后效、稳定蠕变，没有松弛的性质；
【17】岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。
岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。
沉积岩：火山碎屑岩、胶结碎屑岩、黏土岩、化学岩和生物化学岩。
变质岩：接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩。
【18】通过试件所确定的各种岩石强度指标值受以下因素的影响：试件尺寸、试件形状、试件三维尺寸比例、加载速率、湿度
【19】单轴压缩条件下岩石变形特征：
（1）孔隙裂隙压密阶段（2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段（3）非稳定破裂发展阶段（累进性破裂阶段）（4）破裂后阶段。
【20】地应力成因：大陆板块边界受压引起的应力场、地幔热对流引起的应力场、
由地心引力引起的应力场、岩浆侵入引起的应力场、地温梯度引起的应力场、地表剥蚀产生的应力场
二、名词解释
【1】岩体完整性系数：又称裂隙系数，为岩体与岩石的纵波速度之比的平方。
【2】应力集中系数：是指产生应力集中时的最大应力除以平均应力。
【3】岩石质量指标RQD：是指10cm及以上长度岩芯累计长度与钻孔长度比值的百分比；【4】岩石的物理性质：是指岩石固有的物质组成和结构特征所决定的基本属性。
【5】单轴抗压强度:是指岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力，也称为非限制性抗压强度。
【6】岩石的扩容:是指岩石在荷载作用下，在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。
【7】岩石的各向异性：是指岩石的全部或部分物理.力学性质随方向不同而表现出差异的现象。
【8】地应力：是指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称其为岩体的初始应力、绝对应力、原岩应力。
【9】岩石的长期强度：岩石的强度随着荷载作用时间的延长而降低，通常将t趋于无穷时的强度。
【10】弹性理论：是指研究弹性物体在外力和其他外界因素的作用下产生的变形和内力。
【11】岩石的孔隙率：岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值的百分比
【12】岩石软化系数：岩样饱水状态的单轴抗压强度与自然风干状态单轴抗压强度的比值。
【13】单轴抗拉强度：是指岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。
【14】围岩-支护共同作用：是指共同体两方面的耦合作用和互为影响的情况。
【15】岩石的弹性：是指岩石在外力作用下发生变形，当外力去除时，又恢复到原来的状态。
【16】蠕变：当应力保持不变时，变形随时间增加而增长的现象。
【17】松弛：当应变保持不变时，应力随时间增加而减小的现象。
【18】锚杆作用机理：悬吊作用、减跨作用、组合梁作用、组合拱作用、加固作用
三、简答题
【1】理想弹性体的基本假设：（1）物体的连续性；（2）完全弾性；（3）均匀性；
（4）各向同性；（5）假定形变和位移是微小的。
【2】影响岩石试件强度的因素： 1）试件尺寸， 2）试件形状， 3）试件三围尺寸比例，4)加载速率， 5）湿度。
【3】单轴压缩荷载作用下破坏形式分为：1)X状共轭斜面剪切破坏，2)单斜面剪切破坏，3）拉伸破坏。
【4】岩石全应力-应变曲线的变形特征： 1)孔隙裂隙压密阶段（OA段）。
2）弹性变形至微弹性裂隙稳定阶段（AC段）。
3）非稳定破裂发展阶段，或称累进性破裂阶段（CD 段）。
4）破裂后阶段（D点以后阶段）。
【5】简述地应力分布的基本规律： (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重量（3）浅层地壳中，实测水平应力普遍大于垂直应力；（4）平均水平应力与垂直应力比值相当分散，随深度增加比值减小；（5）最大水平应力与最小水平应力比值随深度增加呈线性增长；（6）最大水平应力与最小水平应力比值相差较大，显示出很强的方向性；（7）地应力分布规律受地形和断层影响较大。
【6】地应力对岩体力学性质的影响：（1）地应力影响岩体的承载能力。
（2）地应力影响岩体的变形和破坏机制。
（3）地应力影响岩体中的应力传播法则。
【7】维护岩石地下工程稳定的基本原则：（1）合理利用和充分发挥岩体的强度：1地下的地质条件相当复杂。
2避免岩石强度的损坏 3充分发挥岩体的承载能力 4加固岩体（2）改善围岩的应力条件： 1选择合理的隧道断面形状和尺寸 2选择合理的位置和方向 3卸压方法（3）合理支护（4）强调监测控制和信息反馈
四、论述题
【1】简述岩石地下工程稳定性的基本原则：（1）合理利用和充分发挥岩体的强度；（2）改善围岩的应力条件；（3）合理支护；（4）强调监测控制和信息反馈。
【2】简述水压致裂法的基本原理与步骤：
基本原理：水压致裂法属于地应力直接测量方法之一，其原理是由测量仪器直接测量和记录各种应力量；
实施步骤：（1）打钻孔到准备测量应力的部位，并将钻孔中待加压段用隔离器隔离开来；（2）向隔离段钻孔内注入高压水，不断加大水压，至孔壁出现裂隙，记录初始开裂水压Pi；（3）继续施加水压，至裂隙深度达到3倍钻孔直径，关闭高压水系统，保持水压恒定，并记录次关闭水压Ps，然后卸压使裂隙闭合；（4）重新向密闭段注射高压水，是裂隙重新打开，并记录裂隙重开时的压力Pr和随后的关闭水压Ps；（5）重复上述步骤2-3次，以提高测试数据的准确性；卸压，退出装置，完成实验。
【3】论述什么是平面应变问题及其力学特征？并举两个简单例子
以任意横截面为x-y面，任意纵线为z轴，所受荷载都垂直于z轴，而且沿z轴方向没有变化，则所有一切应力.应变和位移分量都不沿z方向变化，而只是x和y的函数。
如果近似地认为墙的两端受到光滑平面的约束，使之在z方向上无位移，则任何一个横截面在z方向都没有位移，也就是w=0，所有变形都发生在x-y平面内，这种情况就称为平面应变问题。
由对称（任意横截面都可以看作是对称面）可知，τ_zx=0，τ_zy=0。
但是，由于z方向的伸缩被阻止，所以一般τ_z并不等于零。
举例为（1）很长的挡水坝体；（2）无限长的隧道和巷道；。
