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1、岩石力学重点岩石力学重点太原理工大学采矿工程太原理工大学采矿工程 0901 班班概念概念 1 原岩应力原岩应力：系指天然环境下地壳岩土体内某一点所固有的应力状态，通常称为地应力。 2 岩石强度准则岩石强度准则：是判断岩土工程的应力应变是否安全的准则、判据或条件。 3 蠕变蠕变：即应力 =const，随着时间 t 延长，应变 增加的现象 4 剪胀现象剪胀现象：1 岩石在塑性段及峰后区的体积膨胀 2 岩石顺齿状节理剪切时，体积膨胀的现象 5 软化系数软化系数：1 软化系数 c=Rcw/Rcd。软化性指岩石吸水后性质変低的性质 2 饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值6 侧应力系数侧应力系数
2、：通常称 =/（1-）为侧应力系数，一般情况 =水平应力/垂直应力 7 地压地压：围岩作用在支护体上的压力 8 二次应力二次应力：受井巷开挖、矿产资源开采等工程影响，在影响范围内的原岩应力平衡状态 被破坏后的应力 9 弹性后效弹性后效：即加载（或卸载）后经一段时间应变，才增加（或减小）到一定数值的现象 10 尺度效应尺度效应：岩石试件的尺寸越大，则强度越低，反之越高的现象 简述题 1 岩石地下工程中稳定的定义？力学本质是什么？岩石地下工程中稳定的定义？力学本质是什么？（p103） 在地下工程（井巷）工作期限内，安全和所需最小断面得以保证，成为稳定. 力学本质： 1 开井巷后岩体最大最危险应力（
3、位移）岩体强度（极限位移） ，则自稳 2 开井巷后岩体最大最危险应力（位移）岩体强度（极限位移） ，不自稳 地压支护最危险应力支护材料强度（极限位移）人工稳定 地压支护最危险应力支护材料强度（极限位移）不稳定改革支护人工稳定2 计算原岩自垂应力的海姆假说和金尼克假说的内容计算原岩自垂应力的海姆假说和金尼克假说的内容?和各自的公式？和各自的公式？p85 海姆假说：铅垂应力为上覆掩体的重量，历经漫长的地质年代后，由于材料的蠕变性及地 下水平方向的约束条件，导致水平应力最终与铅垂应力相均衡。 公式：1=2=3=gz=z 金尼克假说：铅垂应力仍是自重应力 z=z，而水平方向上，均质岩体相邻微元体相互
4、受到弹性约束，且机会均等，故由虎克定律应有 x=x-(y+z)/E=0y=y-(x+z)/E=0，得到自重力的水平分量为 x=y=z/（1-） 3 巷道维护的目的和原则？影响行稳定性的因素有哪些（对应的解决方案）？巷道维护的目的和原则？影响行稳定性的因素有哪些（对应的解决方案）？p195 井巷维护的目的首先在于保证井巷稳定性，但必须以经济合理为前提。 原则：应抓住围岩应力与围岩强度二者之间，以及支护应力与支护强度二者之间的相对关 系。首先应该力求降低围岩应力，增加围岩强度，以求达到第一种稳定，即靠围岩自 身强度保持稳定，这种稳定又称为一次稳定。否则，不得以求其次，再依靠支护达到 第二种稳定，又
5、称为二次稳定。 因素：围岩岩性，井巷位置，所处深度，巷道轴线方位，断面形状尺寸，掘进破岩方法， 掘进时间，掘进方案，巷道布置与采动影响，以及支护类型与特性 4 岩石地下工程中支护遵循的原理是什么？基本观点是什么？岩石地下工程中支护遵循的原理是什么？基本观点是什么？原理：如果不受支护阻挡，在地下工程空间的周边的破裂岩体处于周边切向和空间轴向的 双轴受力状态。通常轴向应力应该是中间主应力，若忽略它，周边的破裂岩体就相当于处 于单轴受力状态。这时岩体要产生横向位移（对地下工程空间来将相当于径向位移） ，而支 护抑制强加于它的这种横向位移，最后由岩体和支护体各自的力学特性共同决定了各自体 内的应力和位
6、移，在岩体和支护体接触面的法向则应该有相同的应力和位移。 围岩-支护共同作用原理的基本观点是：1 围岩是一种天然承载结构 2 合理的支护方 式应该是合理充分利用围岩的自承能力 3 在保证安全的前提下，充分利用自承能力 4 途径： 是指护体和围岩在相互约束的状态下共同存在 5 图示并说明蠕变三阶段是什么？和各自的特点？图示并说明蠕变三阶段是什么？和各自的特点？p37 1 初始段或瞬态段（斜率渐减） ，2 等速段或稳态段（斜率不变） ，3 加速段或不稳定段（斜 率渐增） 6 地下浅部的原岩应力的分布规律有哪些？地下浅部的原岩应力的分布规律有哪些？p89 1)原岩应力一般是三轴压应力状态，且受地表地
7、形地貌、山川河流和构造的影响，其分布 往 往十分复杂 2）三个主应力的大小一般互不相等。3）三个主应力的方向一般偏离铅垂或水 平方向不大，引起偏离的主要原因是构造、岩层倾角或局部不均值影响 4）原岩应力中的 铅 垂应力分量基本上等于由上覆岩体自重，即 z=v=z，它随深度呈线性增长 5)原岩应力 的两个近水平应力分量分布十分复杂，因地而异，且随深度而变化；两个水平应力的平均 值 与铅垂应力的比值 的统计规律，可以概括为：即侧应力系数与深度成呈曲线变化，越近 地 表平均水平应力相对高于铅垂应力；往下越相接近；一定深度之后变得小于铅垂应力 计算题 1 抗拉强度的公式是什么？抗拉强度的公式是什么？巴
8、西法 p25St=2P/Dt=0.636P/Dt P-劈裂载荷 D、t-试件直径、厚度 2 自重原岩应力铅垂方向计算和水平方向的计算自重原岩应力铅垂方向计算和水平方向的计算（金尼克）p85 铅垂应力仍是自重应力 z=z，自重力的水平分量为 x=y=z/（1-） 3 将岩石试件单轴压缩压应力达到将岩石试件单轴压缩压应力达到 120MPa 时，即破坏，破坏面与最大主应力方向夹角时，即破坏，破坏面与最大主应力方向夹角 60 度，根据摩尔库伦准则计算度，根据摩尔库伦准则计算 1 岩石内摩擦角岩石内摩擦角 2 正应力为零时的抗剪强度（就是求正应力为零时的抗剪强度（就是求 C）=45+；=C+f=C+ta
9、n 增加公式Sc=2Ccos/（1 - sin）填空题 1 根据试件含水量的不同，岩石重容分为干容重，天然容重，饱和容重干容重，天然容重，饱和容重 2 如果应力-应变关系不是直线直线 而是几何非线性几何非线性，但应力-应变有着一一对应一一对应的关系，则这 种岩石材料称为完全弹性 3 岩石抵抗外力破坏作用抵抗外力破坏作用的能力，称为强度，常见的强度有单轴抗压强度、抗拉强度、抗单轴抗压强度、抗拉强度、抗 剪剪 强度。强度。 4 摩尔强度理论认为，材料内某一点的破坏取决于该点的剪应力、正应力剪应力、正应力，与中间主应力中间主应力 关 5 工程中把地压分为松弛地压、变形地压、膨胀地压和冲击地压。松弛地压、变形地压、膨胀地压和冲击地压。 6 岩石的破坏表现为拉坏拉坏 、压坏、剪坏、压坏、剪坏 形式
