巖石力學(xué)習(xí)題庫(kù)及答案

1、練習(xí)題練習(xí)題一、名詞解釋：一、名詞解釋：1、各向異性：巖石的全部或部分物理、力學(xué)性質(zhì)隨方向不同而表現(xiàn)出差異的性質(zhì)。2、軟化系數(shù)：飽水巖樣抗壓強(qiáng)度與自然風(fēng)干巖樣抗壓強(qiáng)度的比值。3、初始碎脹系數(shù)：破碎后樣自然堆積體積與原體積之比。4、巖體裂隙度K：取樣線上單位長(zhǎng)度上的節(jié)理數(shù)。5、本構(gòu)方程：描述巖石應(yīng)力與應(yīng)變及其與應(yīng)力速率、應(yīng)變速率之間關(guān)系的方程（物理方程）。6、平面應(yīng)力問題：某一方向應(yīng)力為0。（受力體在幾何上為等厚薄板，如薄板梁、砂輪等）1

2、平面應(yīng)變問題：受力體呈等截面柱體，受力后僅兩個(gè)方向有應(yīng)變，此類問題在彈性力學(xué)中稱為平面應(yīng)變問題。2給定載荷：巷道圍巖相對(duì)孤立，支架僅承受孤立圍巖的載荷。3長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度：作用時(shí)間為無(wú)限大時(shí)的強(qiáng)度（最低值）。4擴(kuò)容現(xiàn)象：巖石破壞前，因微裂隙產(chǎn)生及內(nèi)部小塊體相對(duì)滑移，導(dǎo)致體積擴(kuò)大的現(xiàn)象5支承壓力：回采空間周圍煤巖體內(nèi)應(yīng)力增高區(qū)的切向應(yīng)力。1平面應(yīng)力問題：受力體呈等厚薄板狀，所受應(yīng)力為平面應(yīng)力，在彈性力學(xué)中稱為平面應(yīng)力問題。2給定變形：圍巖與母體巖

3、層存在力學(xué)聯(lián)系，支架承受圍巖變形而產(chǎn)生的壓力，這種工作方式稱為給定變形。3準(zhǔn)巖體強(qiáng)度：考慮裂隙發(fā)育程度，經(jīng)過(guò)修正后的巖石強(qiáng)度稱為準(zhǔn)巖體強(qiáng)度。4剪脹現(xiàn)象：巖石受力破壞后，內(nèi)部斷裂巖塊之間相互錯(cuò)動(dòng)增加內(nèi)部空間在宏觀上表現(xiàn)體積增大現(xiàn)象。5滯環(huán)：巖石屬滯彈性體，加卸載曲線圍成的環(huán)狀圖形，其面積大小表示因內(nèi)摩擦等原因消耗的能量。1、巖石的視密度：?jiǎn)挝惑w積巖石（包括空隙）的質(zhì)量。2、擴(kuò)容現(xiàn)象：巖石破壞前，因微裂隙產(chǎn)生及內(nèi)部小塊體相對(duì)滑移，導(dǎo)致體積擴(kuò)

4、大的現(xiàn)象。3、巖體切割度Xe：巖體被裂隙割裂分離的程度：4、彈性后效：停止加、卸載，應(yīng)變需經(jīng)一段時(shí)間達(dá)到應(yīng)有值的現(xiàn)象。5、粘彈性：巖石在發(fā)生的彈性變形具有滯后性，變形可緩慢恢復(fù)。6、軟巖（地質(zhì)定義）：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度小于25MPa的松散、破碎、軟弱及風(fēng)化膨脹類巖石。1.砂土液化：飽水砂土在地震、動(dòng)力荷載或其它物理作用下，受到強(qiáng)烈振動(dòng)而喪失抗剪強(qiáng)度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。2.混合溶蝕效應(yīng)：不同成分或不同溫度的水混合后，

5、其溶蝕能力有所增強(qiáng)的效應(yīng)。3.卓越周期：地震波在地層中傳播時(shí)，經(jīng)過(guò)各種不同性質(zhì)的界面時(shí)，由于多次反射、折射，將出現(xiàn)不同周期的地震波，而土體對(duì)于不同的地震波有選擇放大的作用，某種巖土體總是對(duì)某種周期的波選擇放大得突出、明顯，這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期。4.工程地質(zhì)問題：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在的矛盾或問題。5.工程地質(zhì)條件：與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素的綜合，包括：地形地貌、巖土類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文

6、地質(zhì)、物理地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料六個(gè)方面。6.滑坡：斜坡巖土體在重力等因素作用下，依附滑動(dòng)面（帶）產(chǎn)生的向坡外以水平運(yùn)動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)或現(xiàn)象。7.振動(dòng)液化：飽水砂、粉砂土在振動(dòng)力的作用下，抗剪強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象。8.卓越周期：巖土體對(duì)不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得尤為明顯而突出，這種周期即為該巖土體的卓越周期。卓越周期的實(shí)質(zhì)是波的共振。9.混合溶蝕效應(yīng)：不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕性有所增強(qiáng)，這種

7、增強(qiáng)的溶蝕效應(yīng)叫做混合溶蝕效應(yīng)。10.基本烈度：指在今后一定時(shí)間（一般按100年考慮）和一定地區(qū)范圍內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遇到的最大烈度。它是由地震部門根據(jù)歷史地震資料及地區(qū)地震地質(zhì)條件等的綜合分析給定的，對(duì)一個(gè)地區(qū)地震危險(xiǎn)性作出的概略估計(jì)，作為工程抗震的一般依據(jù)。11.活斷層：是指目前正在活動(dòng)著的斷層，或是近期曾有過(guò)活動(dòng)而不久的將來(lái)可能會(huì)重新活動(dòng)的斷層。12.水庫(kù)誘發(fā)地震：是指由于人類修建水庫(kù)工程，水庫(kù)蓄水所引起的地震活動(dòng)，稱為水庫(kù)誘發(fā)

8、地震。13.崩塌：斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體，突然脫離母體并以垂直運(yùn)動(dòng)為主，翻滾跳躍而下，這種現(xiàn)象或運(yùn)動(dòng)稱為崩塌。二、填空題：二、填空題：1、礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個(gè)重要因素。2、已知巖石的孔隙率為5%，則其孔隙比為0.053。3、巖石在不同的應(yīng)力作用下，其極限強(qiáng)度的大小滿足抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度。將巷道布置在減壓區(qū)（沿空、跨采、卸壓）。5、地應(yīng)力測(cè)量方法分哪兩類？?jī)深惖闹饕獏^(qū)別在哪里？每類包括哪些主要

9、測(cè)量技術(shù)？答：分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法。直接測(cè)量法是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量和記錄各種應(yīng)力量。間接測(cè)量法，不直接測(cè)量應(yīng)力量，而是借助某些傳感元件或某些介質(zhì)，測(cè)量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有關(guān)的物理量的變化，通過(guò)其與應(yīng)力之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系求解應(yīng)力。直接測(cè)量法包括：扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應(yīng)力計(jì)法和聲發(fā)射法等。間接測(cè)量法包括：套孔應(yīng)力解除法、局部應(yīng)力解除法、松弛應(yīng)變測(cè)量法、孔壁崩落測(cè)量法、地球物理探測(cè)法。1巖石的塑性和流變性有什么不同答：塑

10、性指巖石在高應(yīng)力（超過(guò)屈服極限）作用時(shí)，產(chǎn)生不可恢復(fù)變形的性質(zhì)。流變性指巖石在任何應(yīng)力作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的變形。相同點(diǎn)：均為不可恢復(fù)變形；不同點(diǎn)：變形產(chǎn)生的原因、機(jī)理不同。2試敘述構(gòu)造應(yīng)力對(duì)原巖應(yīng)力場(chǎng)的影響及其特點(diǎn)。答：影響：加大了水平應(yīng)力和應(yīng)力不均衡分布。構(gòu)造應(yīng)力特點(diǎn)：1）分布不均，在構(gòu)造區(qū)域附近最大；2）水平應(yīng)力為主，淺部尤為明顯；3）具有明顯的方向性；4）堅(jiān)硬巖層中明顯，軟巖中不明顯；5）3簡(jiǎn)述圍壓對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的

11、影響。圍壓可改變巖石的力學(xué)性狀。圍壓增大致使塑性增大、峰值強(qiáng)度增高、破壞前變形加大。實(shí)驗(yàn)時(shí)加載速率大，導(dǎo)致彈性摸量大、強(qiáng)度指標(biāo)高。4影響巷道圍巖穩(wěn)定的主要因素有哪些？圍巖強(qiáng)度、應(yīng)力集中程度、原始應(yīng)力大小、巷道支架的支撐力5采用錨桿支護(hù)時(shí)如何選擇錨桿的桿徑？錨桿桿徑確定：一般先確定錨固力，然后由拉斷力≥錨固力確定拉斷力，再確定桿徑。1巖石受載時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些類型的變形巖石受載可發(fā)生彈性變形、塑性變形和粘性變形。一般巖石呈現(xiàn)粘彈性性質(zhì)（滯彈性）

12、，即應(yīng)變的產(chǎn)生和恢復(fù)滯后于應(yīng)力變化。2程巖體比尼奧斯基分類法依據(jù)哪些指標(biāo)對(duì)巖體進(jìn)行分類？依據(jù)巖塊強(qiáng)度、RQD、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件、地下水條件五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分類。3巖體與巖石相比，其變形性質(zhì)有何特點(diǎn)？巖體變形與巖石相比E低，峰值強(qiáng)度低，殘余強(qiáng)度低，μ高；達(dá)到峰值后，巖體呈柔性破壞，并保留一定殘余強(qiáng)度；各向異性顯著，不同結(jié)構(gòu)面分布呈現(xiàn)不同變形性質(zhì)。4試分析支承壓力的有利因素與不利因素。有利：壓酥煤體，便于落煤，節(jié)省能耗。不利：破壞煤體引起片幫

13、，不利頂板管理；破壞頂板，生成采動(dòng)裂隙，造成頂板破碎不易管理；高應(yīng)力引起巷道圍巖變形嚴(yán)重，維護(hù)量大不安全；高應(yīng)力易引發(fā)沖擊地壓。5采用錨桿支護(hù)時(shí)，如何選擇錨桿的類型？堅(jiān)硬、厚層狀巖體多選用端頭錨固型；松軟破碎、裂隙發(fā)育巖體多選用全長(zhǎng)錨固；為增加錨桿作用效果，錨固經(jīng)常與噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼板條帶等聯(lián)合使用。1、在巷道圍巖控制中，采用哪些措施可使支護(hù)更加合理？答：對(duì)于位移明顯巷道，采用恒阻—可伸縮支護(hù)形式；對(duì)于變形量較大的軟巖，采用二次支

14、護(hù)；支架與圍巖要整體接觸，使應(yīng)力均勻傳遞；加強(qiáng)支護(hù)與圍巖間的整體性，共同承受載荷作用。2、峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線有幾種類型，各表示巖石何種性質(zhì)？答：峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線形態(tài)可分為直線型、下凹型、上凹型、S型、平緩型，分別表示了巖石受力作用后呈現(xiàn)的彈性、彈塑性、塑彈性、塑彈塑性和彈粘性性質(zhì)。3、巖體結(jié)構(gòu)基本類型有哪些？完整結(jié)構(gòu)；塊裂結(jié)構(gòu)；板裂結(jié)構(gòu)；碎裂結(jié)構(gòu)；斷續(xù)結(jié)構(gòu)；散體結(jié)構(gòu)4、結(jié)構(gòu)面的剪切變形、法向變形與結(jié)構(gòu)面的哪些因素有關(guān)？剪切變形與巖石強(qiáng)