2011年中南大学岩石力学02

第50卷第2期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.2 2019年2月Journal of Central South University (Science and Technology)Feb. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.02.022冲击荷载作用下岩石压动态和拉动态损伤模型谢福君，张家生，陈俊桦(中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075)摘要：根据经典岩石冲击动态损伤模型和统计损伤力学理论，提出冲击荷载加载条件下的岩石压、拉统计损伤本构模型和冲击损伤判据模型。

在该损伤模型中，将损伤演化关系分为体积压缩损伤和体积拉伸损伤2种。

应用提出的损伤模型和经典动态拉伸损伤模型分别进行爆破损伤数值模拟，并将数值计算结果和现场实测结果进行对比。

研究结果表明：与炮孔轴向相比，炮孔径向是爆破破裂延伸的主方向；沿炮孔径向主要发生拉伸破裂，孔底下方主要发生压缩破裂；与基于经典冲击动态拉伸损伤模型的数值计算结果相比，根据损伤模型得到的爆破破裂范围特别是孔底正下方破裂深度与实测值相差不大且最接近实测值，表明所提出的损伤模型是合理的，具有实用性。

关键词：岩石；动力损伤作用；压缩; 拉伸；爆破数值模拟中图分类号：TU45；TD235 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)02−0420−08 Dynamic damage model of rock under impact loads ofcompression and tensionXIE Fujun, ZHANG Jiasheng, CHEN Junhua(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)Abstract: An impact-induced damage constitutive model based on classical impact-induced constitutive models and statistic damage mechanics was presented. In the model, damage evolutions were considered to be caused by volume compression and volume tension, respectively, and the presented model considered that compression strength of rock was much bigger than its tension strength. Numerical simulation of blasting was conducted according to the presented model.Results of blasting-induced fracture zone among the numerical simulation based on presented model and those of the blasting numerical simulation based on current tension damage model and actual measurement in field were comparied.The results show that the cardinal extension direction of fracture zone is the radial direction of blast hole rather than the axial direction of blast hole. The tension-induced fracture mainly appears along the radial direction while the compression-induced fracture mainly appears along the axial direction. The blasting-induced fracture zone obtained from the numerical simulation based on the presented model, especially the fracture depth under blast hole, is much closer to the actual measurement result than that obtained from the numerical simulation based on the current dynamic tension damage models. There is little difference between the numerical simulation results based on the presented model and actual measurement, indicating that the presented model is reasonable and useful.Key words: rock; dynamic damage; compression; tension; numerical simulation of blasting在冲击荷载作用下，岩石动态本构关系是爆破工程、地下防护工程等领域的研究热点。

中南大学2010硕士生入学考试参考书目《儿童少年卫生学》（第六版）季成叶主编，人民卫生出版社，07年728微生物学《微生物学》沈萍，高等教育出版社35628729 卫生管理学综合《现代卫生管理学》杨土保主编，化学工业出版社，2006年；《现代医院管理》曹建文主编，复旦大学出版社，2003年；《卫生统计学》第五版，方积乾主编，人民卫生出版社，2003年；或《卫生统计学》第六版，方积乾主编，人民卫生出版社，2007年36929730 有机化学有机化学(第二版), 王积涛主编南开大学出版社32330731 生物综合《陈阅增普通生物学》吴相钰主编，高教出版社；《细胞生物学》翟中和，高教出版社，07年；《生物化学》面向21世纪教材，第七版，查锡良主编，人民卫生出版社32531732 卫生综合(300) 参考书同727卫生综合(150)36932733 建筑理论《现代建筑理论》刘先觉，中国建筑工业出版社；《建筑构造》上册第三版，李必瑜，中国建筑工业出版社；《建筑构造》下册第三版，刘建荣，中国建筑工业出版社；《建筑空间组合论》第二版，彭一刚，中国建筑工业出版社34833735 口腔综合《口腔生物学》（第3版），刘正主编，人民卫生出版社；《口腔颌面医学影像诊断学》（第5版），马绪臣主编，人民卫生出版社；《口腔材料学》（第4版），陈治清主编，人民卫生出版社；《口腔组织病理学》（第6版），于世凤主编，人民卫生出版社；《口腔解剖生理学》（第6版），皮昕主编，人民卫生出版社36835736 中药学基础综合《中药学》高学敏主编，中国中医药出版社，2002年9月；《基础有机化学》第三版，邢其毅主编，高等教育出版社37236737信息资源管理综合《图书馆学基础》吴慰慈，高等教育出版社，2004年；《信息管理基础》岳剑波，清华大学出版社，1999年；《管理学原理与方法》(第四版第3-15章)周三多，复旦大学出版社，2003；《医学文献信息检索》（1-4，6-8章）方平，人民卫生出版社，2005.831837738 生物医学工程综合《自动控制原理》吴麟,清华大学出版社；《概率论与数理统计》金治明主编,国防科技大学出版社；《纳米生物技术学》张阳德编著，科学技术出版社；《计算机网络技术教程》张祖平主编,中南工业大学出版社38038739 检验综合临床生物化学与检验（第四版），周新主编，人民卫生出版社，2007年；临床检验免疫学（第一版），毕胜利，高等教育出版社，2007年；临床微生物学与检验（第四版），倪语星，人民卫生出版社，2007年37639740 文献学概论《文献学概要》杜泽逊主编，中华书局，2001版；《古代汉语》王力主编，中华书局，修订版,共四册，以１、２册为主31040741 药学基础综合《基础有机化学》第三版，邢其毅主编，高等教育出版社；《分析化学》第五版，李发美主编，人民卫生出版社37241742 中国现当代文学《中国现代文学三十年》钱理群主编，北大出版社；《中国当代文学史新稿》董健、丁帆主编，人民文学出版社；备注：《中国当代文学史新稿》中的港台部分不考。

练习题一、名词解释：1、各向异性：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性质。

2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。

3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。

4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。

5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。

6、平面应力问题：某一方向应力为0。

（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。

2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。

3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。

4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。

1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。

2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。

3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。

4．剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。

5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。

1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。

2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。

3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。

5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。

6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。

1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

岩体力学沈明荣答案【篇一：岩石力学复习攻略】的自然物体。

岩体：在岩体工程，通常将一定范围内的自然地质体称为岩体。

三、单向压缩荷载作用下试件的破坏形式：1、圆锥形破坏；2、柱状劈裂破坏。

四、单轴抗压强度的影响因素：1、承压板对单周抗压强度的影响；2、时间尺寸及形状对单轴抗压强度的影响;【1、试件形状；2、岩石试件的尺寸；3、岩石试件的径高比。

】3、加载速率对单轴抗压强度的影响；4、环境对单轴抗压强度的影响。

【1、含水率对单轴抗压强度的影响；2、温度对单轴抗压强度的影响。

】六、岩石的变形特性规律：1、围压增加，岩石的屈服应力随之提高；2、岩石的弹性模量变化不大，有随围压增大而增大的趋势；3随着围压的增高，峰值应力所对应的应变值有所增大。

七、扩容：是指岩石受外力作用后，发生非线性的体积膨胀的现象，称为扩容。

八、蠕变：是指岩石在恒定的外力条件下，应变随时间的增长而增长的特性，也称作徐变。

九、摩尔强度理论的基本思想：摩尔强度理论认为，岩石不是在简单的应力状态下发生破坏，而是在不同的正应力和剪应力组合作用下，才使其丧失承载能力。

或者说，当岩石某个特定作用面上作用着的正应力、剪应力达到一定的数值时，随即发生破坏。

十、岩石波速：岩块的纵波速度大于横波速度，且岩体中结构面发育特征和风化程度不同时，其纵波速度也不同，一般来说，波速岁结构面密度增大、风化加剧而降低。

十一、岩体弹性波速度与岩石种类、密度计其生成年代之间的关系：一般，岩石的密度和完整性愈高，波速愈大，反之，波速愈小。

十四、产状：产状是指结构面在空间的分布状态。

它是由走向、倾向、倾角所组成的三要素来描述。

十五、岩体中结构面的组数反映了结构面的发育程度，而结构面组数的多少，又可以反映岩体被结构面切割所形成的岩块的大小。

同样，这也是相辅相成的参数。

十七、结构面的锲体摩擦效应：在自然界中，大多数的结构面的表面是起伏不平的。

这种起伏不平状态将给结构面强度产生一个附加值。

基于起伏形态特征的节理岩石峰值剪切强度准则曹平;龙龙;范文臣;范祥;曹日红【摘要】Shear tests of artificial granite joints under different normal stresses were conducted with RYL-600,and the curves of shear stress versus shear displacement under different normal stresses were obtained. The 3D scanning images were obtained before and after each shear tests under different normal stresses with TALYSURF CLI 2000.Relationships between morphology of jointed rock surfaces and shear strength were studied experimentally. Based on the experiment, the undulating characteristics of joint surfaces were analyzed. Barton criterion modification was made by considering undulating characteristic [θp ]x . Comparison among the experimental data, Barton criterion and modified Barton criterion were made to evaluate the accuracy of the modified criterion. The results show that the average of the mean profile angles [θp ]x decreases with the increase of the times of shear tests. The shear strength values calculated by the modified Barton criterion agree well with the testing results and the shear strength of jointed rock can be predicated by the new criterion.%运用RYL-600剪切流变仪对不同法向应力下的人工花岗岩试件进行多次剪切试验,得到不同法向应力下的剪切应力-剪切位移曲线,并运用TALYSURF CLI 2000对剪切前后节理面进行形貌扫描,得到节理面3维形貌图.通过试验方法得到节理剪切强度与形貌的关系.在试验结果的基础上,考虑起伏形态参数节理面整体轮廓角加权平均值[θp]x对剪切强度的影响,并对Barton准则进行修正,将由修正的Barton准则计算的剪切强度与试验结果进行对比.研究结果表明:[θp]x随着剪切次数增加而减小;修正的Barton准则计算结果与试验结果较吻合,能较好地预测节理剪切强度.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)004【总页数】7页(P1081-1087)【关键词】岩石力学;节理形貌;峰值强度;轮廓线平均角【作者】曹平;龙龙;范文臣;范祥;曹日红【作者单位】中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭,411201;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭,411201;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TD21岩体是由结构面纵横切割而具有一定结构的多裂隙体，结构面的存在对岩体的变形和破坏起着控制作用[1]。

中南大学2012年硕士研究生入学考试试题935 岩石力学一、名词解释（10x3分）1．岩体结构2．松弛3．变形地压4．岩石的长期强度5．岩体的渗透性6．岩石的密度7．岩体初始应力8．岩石单轴抗压强度9．岩石切线弹模10．岩石本构模型二、作图和说明（30分）1请作出岩石试件单轴压缩全应力一应变曲线示意图，并说明各阶段变形和破裂现象的特征。

（10分）2 请作出马克斯韦尔（maxwell）流变模型组成图。

写出其本构方程，然后推导出蠕变方程和松弛方程，并绘制出相应蠕变和松弛曲线示意图。

（20分）三、问答和分析题（45分）1请绘图说明围岩与支护结构相互作用的原理是什么？请结合该原理分析岩石地下工程新奥法施工中及时采用喷锚支护结构的合理性。

（12分）2 岩体工程分析所考虑主要因素有哪些？国内外代表性的岩体分析方法有哪些？（6分）3 在什么情况下岩质边坡有可能发生平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏？边坡检测主要包括哪些内容？（10分）4 简述地壳浅部地应力分布的基本规律。

（8分）5 莫尔强度准则及莫尔一库仑强度准则分布是什么？两者的区别有哪些？（9分）四、计算题（45分）1 用同种岩石在不同围压下作了两组常规三轴试验，第一组试件在围压为5MPa下测得平均三轴抗压强度为55MPa，第二组试件在围压为10MPa下测得平均三轴抗压强度为75MPa。

试根据莫尔一库仑准则计算这种岩石的内摩擦角和粘结力。

（12分）2 有一岩柱，在单向受力时其抗压强度为60Mpa，该岩石内摩擦角Φ=40度，采用摩尔一库仑强度理论，当侧向压力为5MPa时，求：①其轴向应力为多大时，岩体发生破坏？②破坏面位置？③其破坏面上的正应力和剪应力？（15分）3 有一圆形竖井，半径6.0m，围岩平均平均容重为28KN/m³，试计算在650m深度距竖井中心8.0m处的三向应力状态，设计算深度处岩石的泊松比为0.25。

（12分）4 已知某处岩体完整性系数为0.80，从现场取样后在实验室内测得该种岩石单轴抗压强度σc=80MPa，单轴抗拉强度σt=4.0mpa，试估算该岩体的准抗压强度和准抗拉强度。

岩体力学参数取值方法及在龙桥铁矿中的应用张耀平;曹平;袁海平【摘要】To obtain satisfactory mechanical parameters of rock mass, the commonly used methods of rock mechanics parameters were compared. The study results show that differences between the different treatment methods results obtained are also larger. With the actual situation, mechanical parameters of Longqiao iron mine were selected combined by E. Hoek, elastic wave method, experience, and coefficient reduction method. The parameters of the reduction methods take the average of the results. The average modulus of elasticity of rocks were by 1/3 values of mechanical parameters. The reasonable recommended values of Longqiao iron mine were proposed.%为获取满意的岩体力学参数,对常用岩体力学参数取值方法进行了比较分析,研究发现,由于处理方法的不同,得到的结果差别也较大.结合龙桥铁矿实际情况,采用E.Hoek法、弹性波法、经验折减法及系数换算法4种方法综合考虑各种折减方法所得结果,各参数一般情况下取各折减方法所得结果的平均值,弹性模量按岩石的1/3取值,提出龙桥铁矿岩体力学参数的合理推荐值.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2011(020)001【总页数】4页(P100-103)【关键词】岩体;力学参数;弹性模量;抗剪强度【作者】张耀平;曹平;袁海平【作者单位】江西理工大学,应用科学学院,江西,赣州,341000;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;江西理工大学,应用科学学院,江西,赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TU45岩体是地质体，它经历过多次反复的地质作用，经受过变形、遭受过破坏，形成一定的岩石成份和结构，赋存于一定的地质环境中。

第63卷 第5期 有 色 金 属(矿山部分) 2011年9月DOI:10 3969/j.issn.1671-4172 2011 05 011循环加卸载下岩石变形破坏的损伤、能量分析张向阳1,2,成建1,康永红1,吴东1,武尚荣1(1 昆明冶金研究院,昆明650031;2 中南大学,长沙410083)摘 要:利用金川二矿区深部采集的含辉橄榄岩、花岗岩和混合岩进行了常规单轴压缩试验和循环加卸载试验,结果表明循环加卸载条件下的弹性模量值较常规单轴压缩试验小。

运用损伤力学分析了循环加卸载条件下弹性模量降低的现象,结果表明应力 损伤呈线性关系,损伤 应变也呈线性变化,含辉橄榄岩的累积损伤最大,花岗岩次之,混合岩最小;基于损伤力学的 应变等效假说 算出了加卸载条件下弹性模量的理论值,与实测值比较发现偏差较大。

对循环加卸载应力 应变曲线中的塑性滞环进行了能量分析,研究表明含辉橄榄岩的能量耗散值最大,花岗岩次之,混合岩能耗最小;能量耗散值与应力呈线性关系,后次循环加卸载所耗散的能量不等于前几次能耗值的累加,主要是由于岩石材料的缺陷和非线性的特征所致。

关键词:循环加卸载;弹性模量;损伤;能量耗散中图分类号:T D 313 文献标识码: 文章编号:1671-4172(2011)05-0041-05A nalysis on damag e and energ y during rock deform ationunder cyclic loading and unloading condit ionsZH ANG Xiangy ang 1,2,CH ENG Jian 1,KANG Yonghong 1,WU Do ng 1,WU Shangrong 1(1 K unming M etallur g y Research Institut e,K unming 650031,China;2 Centr al South U niver sity,Chang sha 410083,China)Abstract:U niax ial compressio n ex periment and cyclic loading and unlo ading experiments ar e car ried o ut by using perido tite specimen,g ranite specimen and mig matite specimen co llect ed in deep mining of Jinchuan N o.2min -ing dist rict.Experimental r esults show t hat the elastic modulus under cyclic loading and unlo ading co ndit ions ar e smaller than that under uniax ial co mpr ession.T his pheno meno n has been analyzed using damage mechanics and the results sho w that the relatio nship between str ess and damage is linear as well as that betw een damag e and strain.T he cumulating damag e of peridot ite is the highest one among the three ro cks,follo wed by g ranite and mig matite.T heo retica l elastic mo dulus has been calculated using the Equiv alent Str ain H y pot hesis which is the theor y of damag e mechanics,and relativ e larg e deviation has been fo und w hen co mpar ed w ith ex per imental values.A naly sis on ener gy co nta ining in plastic -loo p has been preceded,and the results indicat e that ener gy dissipation of per idotit e specimen is the larg est one of all,fo llow ed by gr anite specimen and migmatite specimen,under loading and unlo ading co nd-i tions.T he relatio nship betw een energ y dissipatio n and str ess is linear and the ener gy dissipat ion of later one is no t equa l to pr ev io us accumulat ion.It is mainly caused by the defects and nonlinear char acters of r ocks.Key wo rds:cyclic loading and unloading;elastic modulus;damag e;energ y dissipatio n基金项目:国家自然科学基金资助项目(50774093);中南大学研究生学位论文创新选题资助项目(2009ssx t227)作者简介:张向阳(1984-),男,硕士,助理工程师,采矿工程专业。

《岩石力学》习题库及答案一、选择题l、下列哪一项不是岩石力学的研究对象？A. 岩石的强度B.岩石的变形C.岩石的硬度D.岩石的弹性答案：D解释：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度，而弹性是材料的一种性质，不是岩石力学的研究对象。

2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象？A. 花岗岩B.页岩C.石灰岩D.砂岩答案：A解释：花岗岩是一种典型的岩石，其力学性质最符合岩石力学的研究对象。

页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同，因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。

3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴？A. 地震波传播B.岩石的破裂C.岩石的流变D.岩石的摩擦与粘着答案：A解释：地震波传播属于地震学的范畴，不是岩石力学的研究范畴。

岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。

二、简答题4、请简述岩石力学的主要研究内容。

答案：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质，以及岩石在各种力场作用下的响应。

具体包括：岩石的应力—应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。

41、请简述岩石力学在工程中的应用。

答案：岩石力学在工程中有着厂泛的应用，包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。

例如，在地质工程中，岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面；在土木工程中，岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面；在采矿二程中，岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面；在水利工程中，岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。

供应链管理习题库及参考答案供应链管理：库及参考答案随着全球化的推进和互联网技术的发展，供应链管理成为了企业运营中不可或缺的一部分。

有效的供应链管理能够提高企业的效率和效益，增强企业的竞争力。

下面，我们将探讨供应链管理的概念、关键构成要素、面临的挑战以及如何进行优化。

一、供应链管理的概念供应链管理是指对供应链中的物流、信息流、资金流进行计划、协调和控制，以实现供应链的高效运作和优化。

第50卷第12期2019年12月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.50No.12Dec.2019岩芯直径变形分析法及其在松科2井深部地应力调查中的应用杨跃辉1,2，孙东生1，郑秀华2，林为人3，李阿伟1(1.中国地质科学院地质力学研究所，北京，100083；2.中国地质大学(北京)工程技术学院，北京，100083；3.京都大学工学研究科，日本京都，6158540)摘要：介绍岩芯直径变形分析法(diametrical core deformation analysis ，DCDA)的基本原理、基于激光测距仪的岩芯直径测试仪器和测试流程，并将该方法应用于松科2井6645~6846m 深部地应力测试。

研究结果表明：应力释放后的岩芯直径曲线均为正弦波型，呈π周期变化，且椭圆长轴和短轴近于正交，测试结果符合DCDA 法理论结果，可反映原位地应力信息。

岩芯截面椭圆长轴方向即水平最大主应力方向，结合岩芯黏滞剩磁定向结果，确定松科2井6645~6845m 深度水平最大主应力方向为NE72°~83°；利用试验获取的岩芯弹性模量和泊松比，确定松科2井6645m 水平主应力差约35MPa ，6845~6846m 水平主应力差约55MPa ，与非弹性应变恢复法确定的结果吻合较好。

DCDA 地应力测试方法在松科2井6645~6846m 的成功应用，为深部地应力信息的获取提供了新途径，特别是在超深或高温钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下，应力解除法、水压致裂法等难以实施时，DCDA 方法仍可获得较可靠的地应力数据。

DCDA 方法不受钻孔的深度和温度环境限制，只需要近均质且各向同性的圆柱岩芯，不需对岩芯进行切磨加工，有利于深部宝贵岩芯的重复利用。

关键词：应力释放；岩芯直径；地应力；松科2井中图分类号：TD311；P553文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2019）12-3106-08A method of diametrical core deformation analysis and itsapplication on stress investigation in SK2WellYANG Yuehui 1,2,SUN Dongsheng 1,ZHENG Xiuhua 2,LIN Weiren 3,LI Awei 1(1.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100083,China;2.School of Engineering and Technology,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;3.Graduate School of Engineering,Kyoto University,Kyoto 6158540,Japan)Abstract:The basic principle of diametrical core deformation analysis method(DCDA)in-situ stress testingDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2019.12.020收稿日期：2019−01−17；修回日期：2019−04−10基金项目(Foundation item)：国家科技重大专项(2016ZX05034)；国家自然科学基金资助项目(41404080)(Project(2016ZX05034)supported by the Major National Science and Technology;Project(41404080)supported by the National Natural Science Foundation of China)通信作者：孙东生，高级工程师，从事地应力测量、岩石力学试验等研究；E-mail ：*******************第12期杨跃辉，等：岩芯直径变形分析法及其在松科2井深部地应力调查中的应用method,core diameter testing instrument and testing process based on laser rangefinder were introduced,and the method was applied on the in−situ stress measurement of igneous rock strata on the base of6645−6846m in SK2.The results show that the core diameter curves after stress relief are sinusoidal with a periodic change ofπ, and the long axis and the short axis of the ellipse are nearly orthogonal.The test results conform with the theory results of DCDA method and can reflect the in−situ stress information.The direction of the elliptical long axis of core section is the direction of the maximum horizontal principal stress.According to the results of core paleomagnetic orientation,the maximum horizontal principal stress direction of6645-6845m in SK2is determined to NE72°-83°.By taking into account the core elastic modulus and Poisson's ratio,the horizontal principal stress difference of6645m in SK2is determined to be about35MPa,and the horizontal principal stress difference of6845−6846m is about55MPa,which are almost consistent with the results of ASR in situ stress measurement.The successful application of DCDA method in the field of6645−6846m in SK2well provides a new way to obtain the information of the deep in−situ stress,especially in the complex geological conditions of ultra deep or high temperature drilling and relatively broken formation.In this case,when the stress relief method and hydraulic fracturing method are difficult to implement,while the method can still obtain more reliable in−situ stress data.At the same time,this method is not limited by the depth and temperature environment of the borehole, and only needs nearly homogeneous and isotropic cylindrical core,and does not involve cutting and grinding the core,which is conducive to the reuse of the deep precious core.Key words:stress relief;core diameter;in−situ stress;SK2well常用地应力测量方法主要可分为2类：一类是原位地应力测试方法，包括基于孔壁破裂机理的水压致裂法[1−6]、基于弹性应变恢复的解除法[7−8]及在上述2种方法基础上衍生出来的相关测试方法；另一类是基于钻孔岩芯的地应力测试方法，包括基于应力释放后岩芯非(滞)弹性应变恢复的ASR 法[9−11]、基于岩芯加载后差异应变曲线分析法(DSCA)[12−13]和声发射法(AE)[14]等。

岩石力学实验报告姓名：学号：班级：同组者姓名：日期：中南大学土木工程学院岩土工程实验室目录一、单轴抗压强度试验 (2)二、单轴压缩变形试验 (3)三、间接抗拉强度试验（劈裂法） (6)1．单轴抗压强度试验适用于能制成规则试件的各类岩石。

2．试件可用岩芯或岩块加工制成。

试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。

3．试件尺寸要求：⑴圆柱体直径宜为48~54mm。

⑵含大颗粒的岩石，试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。

⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。

4．试件精度要求：⑴试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。

⑵沿试件高度，直径的误差不得大于0.3mm。

⑶端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.250。

5．主要仪器和设备：⑴钻石机、锯石机、磨石机、车床等。

⑵测量平台。

⑶检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。

6．试验应按下列步骤进行：⑴将试件置于压力机承压板中心，使试件两端面接触均匀。

⑵以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷直至破坏，记录破坏荷载及加载过程中出现的现象。

⑶试验结束后，应描述试件的破坏形态。

7.试验成果整理应符合下列要求：⑴按下列公式计算岩石单轴抗压强度：PR=A式中R——岩石单轴抗压强度（MPa）P——试件破坏荷载(N)A——试件截面积(mm2)⑵计算值取3位有效数字。

⑶单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸和破坏荷载。

抗压强度试验记录试验者___________ 计算者__________ 校核者___________ 试验日期__________1．单轴压缩变形试验适用于能制成规则试件的各类岩石。

2．试件可用岩心或岩块加工制成。

试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。

3．试件尺寸要求：⑴圆柱体直径宜为48~54mm 。

⑵含大颗粒的岩石，试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。

⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。

《岩体力学》教学大纲课程编号：0801201524课程名称：岩体力学课程英文名称：Rock Mass Mechanics课程类别：必修课课程性质：专业课学时(理论+实验)：56 (48+8)学分：3开课学期：第六学期选用教材：《岩体力学》齐伟编，地质出版社，2011年7月主要参考书：1、《岩体力学》肖树芳、杨淑碧编，地质出版社。

2、《岩体力学》中国地质大学出版社。

3、《岩体力学》沈明荣主编，同济大学出版社。

4、《矿山岩体力学》郑永学主编，冶金工业出版社。

5、《岩石力学》重庆大学出版社。

6、《岩石力学》徐志英编，中国水利水电出版社。

7、《岩石力学与工程》蔡美峰主编，科学出版社。

8、《岩体力学基础》孙广忠著，地质出版社。

一、中英文课程简介：岩体力学是土木工程及勘察技术与工程专业的专业理论基础课程之一。

岩体力学是研究岩体在各种力场作用下变形及破坏规律以及强度和稳定性问题的一门应用型理论学科，它具有较完善的理论体系，同时又具有广泛的应用领域，在隧道与地下工程、边坡工程和地基工程等方面拥有广泛大量的研究课题，因此可以说该学科具有广阔的开展前景和旺盛的生命力。

岩体力学是一门正处于开展中的年轻学科，它仅有40年左右的开展历史，这说明该学科正处于快速的开展期，在人类社会高速开展以及我国经济快速开展的今天，各类岩体工程大量涌现，提出了越来越多的岩体力学问题，又由于现代科学技术的飞速开展，许多新技术和新方法不断涌现，为岩体力学注入了许多新的内容，使学科开展开辟了许多新的增长点。

岩体力学的研究内容是相当广泛的，首先，岩体力学的研究对象——岩体作为地质体的地质特征是岩体力学研究的基础内容，包括岩体的物质组成、地质体的开展演化历史、岩体中结构面及结构特征的研究，岩体赋存的地质环境特征的研究，如地应力、地下水等。

岩石及岩体力学性质的研究，包括岩石（体）的变形、破坏的规律及本质，以及强度的研究，岩石（体）强度理论的研究等。

另外，还有大量岩体力学的应用课题研究，如地下及隧道工程中围岩应力及围岩压力的研究，边坡工程中斜坡岩体的稳定性及加固技术问题研究，以及地基工程中的岩体稳定性研究等，都有大量的研究课题和内容。

中南大学考试试题纸（本纸不作答题用）（B卷）2006~2007学年第二学期土力学课程考试时间：120分钟考试日期：2007年1月24日一、单选题（每题2分，共30分）1、稍湿状态的砂能垂直堆高几十厘米而不塌落，因为存在（）A、毛细水压力B、浮力C、拉力2、粘性土软硬状态的划分依据是（）A、含水量B、液限C、塑性指数D、液性指数3、指出下列哪种土不以塑性指数I p来定名（）A、粘土B、粉质粘土C、粉土D、砂土4、天然状态砂土的密实度一般用（）来测定A、载荷试验B、现场十字板剪切试验C、标准贯入试验5、已知土体G s=2.7，e=1，则该土的临界水力梯度为（）A、1.8B、0.85C、1.356、设地基土（完全饱和）中某点的附加应力为100kPa，荷载作用一段时间后，测得该点的孔隙水压力为30kPa，则此时由附加应力引起的有效应力为（）A、30kPaB、70kPaC、50kPaD、100kPa7、矩形分布荷载作用下，当z＝0时，中点下的附加应力σ中与角点下的附加应力σ角的关系是（）A、σ中＝4σ角B、σ中＝2σ角C、σ中＝σ角D、σ中＝0.5σ角8、土的压缩性指标中（）A、压缩系数a v与压缩模量E s成正比B、压缩系数a v与压缩模量E s成反比C、压缩系数a v越大，土的压缩性越低D、压缩模量E s越小，土的压缩性越低9、土的一维固结微分方程表示了（）A、土的压缩性大小与固结快慢B、固结度与时间和深度的关系C、孔隙水压力与时间和深度的关系D、孔隙水压力与时间的关系10、在e~p压缩曲线中，压力p为（）A、自重应力B、有效应力C、总应力D、孔隙水压力11、土的压缩变形中，主要是（）A、弹性变形B、残余变形C、固结变形D、蠕动变形12、某房屋地基为厚粘土层，施工速度快，则在工程上地基土抗剪强度指标宜用下面哪种试验确定（）A、固结快剪B、快剪C、慢剪13、某砂土内摩擦角φ=34°，若σ3=100kPa时，则达到极限平衡时的σ1为（）A、353.7kPaB、402.7kPaC、291.6kPaD、376.9kPa14、到目前为止，浅基础的地基极限承载力的计算理论仅限于按（）推导出来A、整体剪切破坏B、局部剪切破坏C、冲切破坏15、提高挡土墙后填土质量使土的抗剪强度增大，将使作用于墙背的 （ ）A 、主动土压力减小B 、主动土压力增大C 、被动土压力减小D 、被动土压力不变二、论述题（1题10分，2~5题5分，共30分）1、试述分层总和法的计算步骤？2、什么是土的极限平衡状态？写出土中一点应力的极限平衡条件方程，该方程有何实际意义？3、确定地基容许承载力的方法有哪些？4、建筑地基岩土可分为哪几类？5、写出达西渗透定律的表达式及各符号的物理意义？三、推导题（10分） 证明土体处于饱和状态时，含水量与干容重存在下列关系：Gsd w 1-=γγω 四、计算题（每题15分，共30分）1、某饱和粘土层的厚度为10m ，在大面积（20m ×20m ）荷载p 0=120kPa 作用下，土层的初始孔隙比e =1.0，压缩系数a =0.3MPa -1，渗透系数k =18mm/y 。