《重庆大学采矿工程考研专业课真题岩石力学标准参考答案(权威机密准确)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆大学采矿工程考研专业课真题岩石力学标准参考答案(权威机密准确)（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-15 -m0 - mdr100%1. 岩石的容重与比重容重的定义：单位体积(包括岩石内孔隙体积)的重量。 =WV影响因素：组成岩石的矿物成分、孔隙发育 程度及其含水量。岩石的容重一定程度上反映出岩石力学性 质的优劣，容重大，相应力学性质就好。反 之愈差。根据含水状况分为天然容重、干容重兀和饱和容重工。测量方法：量积法(直接法)、水中称重法 或蜡封法。量积法测干容重，？d=&, gs为被测岩Ah样在105110度的温度下烘干24小时的重 量(kN);遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石不能用水 中称重法测容重。而蜡封法适用于不能用量积法或水中称重 法测容重的岩石。取烘干岩样系上细线，称重为gs。持线
2、将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，取出，检查岩样是否密封完好，如 未密封完好，再用蜡液封好，冷却后称重记 为g1 ,然后浸水后称重g2 ,则 中的相对含量，成岩矿物的比重愈大， 则岩 石的比重愈大。 反之愈小。岩石的比重一般 为 2.5 3.3.2 .试论述岩石的水理性与空隙性 岩石与水相互作用时所表现的性质称 为岩石的水理性。包括岩石的吸水性、透水性、 软化性和抗冻性。A天然含水率天然状态下岩石中水的质量mw与岩石的烘干质量 mr的比值，称为岩石的天然含水 率，以百分率表示，即：=100% mdrB吸水性定义：岩石在一定条件下吸收水份的性能。影响因素：孔隙的数量、大小、开闭程度和 分布情况等。
3、表征岩石吸水性指标吸水率、饱和吸水率、 饱水系数。(1 )吸水率O a是岩石在常压下吸入水的质 量与其烘干质量 mdr的比值，即mdr式中，m0为烘干岩样浸水 48小时后的总质 量。gs7n为蜡的容重。若已知天然含水率，则可根据干容重3计上工100%samdr式中，切sa为岩石的饱和吸水率；mdr为真空抽气饱和或煮沸后之间的质量(kg)。(3)饱水系数kw是指岩石吸水率与饱和吸水率的比值，即算天然容重 ：尸=d(1+0.018) , 8为岩石的天然含水率(%比重：岩石固体部分的重量和 4C。时同体积纯水重量的比值。Gs =-W,s影响因素：组成岩石的矿物比重及其在岩石akw =100% saC
4、透水性透水性：岩石能被水透过的性能达西定律：当地下水沿着岩石中的孔隙或裂 隙流动时，其水流速度与水力梯度成正比， 即h2 - h1-K lD软化性-心dl(2)饱和吸水率是岩石在强制状态下岩石 吸入水的质量与岩样烘干质量的比值，即定义：岩石浸水后强度降低的性能软化系数：=工c 二 c式中：，为岩石的软化系数仃cw为饱水岩样的抗压强度（MPa）5为自然风干岩样的抗压强度 （MPa）E抗冻性定义：岩石抵抗冻融破坏的性能，岩石的抗冻性常用抗冻系数来表示。抗冻系数：；-c - cfCf = 100%二 c式中，cf为岩石的抗冻系数，仃c为岩石冻融的抗压强度（kpa）。仃cf为岩样冻融后的抗压强度（kp
5、a）。空隙性：组成岩石的数量不同、 成因各异的 孔隙裂隙，是岩石的重要结构特征，用孔隙率n表示，即岩石内部孔隙体积与岩石总体 积之比。空隙率反映了孔隙裂隙在岩石中所占的百分率，孔隙率越大，表明岩石中的孔隙裂隙 越多，岩石的力学性能越差。3 .论述影响岩石力学性质的主要因素A）水对岩石力学性质的影响地下水包括结合水和重力水。对岩石力学性质影响的5个方面：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 B）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。C）加载速度对岩石力学性质的影响加载速率越快，测得的弹性模量愈大， 获得 的强度指标值超高；反之越
6、小。随着加载速 率的降低，岩石的延性加大，屈服点降低， 峰值强度也降低。D）围压对岩石力学性质的影响随着围压的增高， 岩石的延性加大，屈服点 增加，峰值强度也增加。E）风化对岩石力学性质的影响主要表现在以下 3个方面：降低岩体结构面粗糙度并产生新的裂隙进一步破坏岩体的完整性，矿物成分发生变 化，结构和构造发生变化。F）岩石的各向异性等其它因素。影响岩体力学性质的基本因素有：结构体（岩石）力学性质、结构面力学性质、岩体 结构力学效应（爬坡角效应，尺寸效应和名 向异性）和环境因素特别是地下水和地应力的作用。4 .通过试验确定岩石试件强度指标受如下 因素影响：1）试件尺寸。一般情况下，试件尺寸越大，
7、 获得的强度值越低。2）试件形状。如正方体、长方体和圆柱体 试件在同样加载条件下获得的强度指标不 同。3）试件三维尺寸。如单轴试验时，高径比 小的试件所测得的强度指标比高径比大的 试件强度大。通常规定高径比为2.53.4）加载速率。加载速率越大，获得的强度 指标越高。5）温度、湿度，加载路径，荷载条件等也 会影响岩石试验强度指标。如饱和抗压强度 比干试件所测得的强度指标小。5 .岩体结构分类方案：岩体的定义：由岩块和结构面组成的天然地质体。第一依据：结构面类型（结构级序）软弱结构面 -I级岩体结构（有充填物）坚硬结构面 -II级岩体结构（无充填物） 第二依据：结构面切割程度及结构体类型（岩体结
8、构基本类型）I级岩体结构：块状岩体结构一块裂结构 板状岩体结构-板裂结构II级岩体结构：结构面贯通切割-碎裂结构结构面断续切割-断续结构 无显结构面切割-完整结构亚类划分依据：岩体的原生结构块状的-块状碎裂结构 层状的一层状碎裂结构ft -i沼注给的类型.雄ff如扑依胸1i.抉载站2Hl机片两画5唳求足1梅跖怪故揭言油叫原壮？T华站构旦玦软.曜根故说5W原生青律的构玳lx标快站科1加世啊%内 切例，事书3押幅塔根原R班也睬生啊，M鞫鼻幡找事也甑H站相座斗舍帽Q帕乂里破i%巫学站讷（切的糜愦立酷牯帕噂小罟*培利工场廿甑状凭也怕异生套林马神工H林ItKRHIft现蜡相B事，到VI域搐崂靖冲鹏生甘谆
9、猫棚兑堆找胖壮:蕾林超梅岬中君倬的和L蟀央和电餐凶叫面厩也窥一站和悍如域 觥.就晔颗总种*生啻悻陆睥工培花值就日或环押军生脚怦修鸭曲看W蹄肉Ifc. =玷川施:血南靖附北序哥指寸W状Kt悟竹站诂淖力地鼻一再1P售小料杆”口财公蜜牝歌博斯即C的律为!收-凰主 靠昨砧陶侍位已烟火完整结构岩体：受结构面切割程度很低，完整性较好的岩体。多半是碎裂结构岩体中结构面被后生压力愈合和胶结愈合作用而成。块裂结构：该类岩体是由至少一组软弱结构 面切割及坚硬结构面参与切割成块状结构 体的高级序岩体结构。其结构体为层状原生 结构岩体，其软弱结构面主要为断层、层间 错动等.参与切割的坚硬结构面一般延展较 长，亦多数为
10、错动过的坚硬结构面。板裂结构：主要发育于经过褶皱作用的层状 岩体内.受一组软弱结构面切割，结构体呈 板状.软弱结构面主要为层间错动面或块状 原生结构岩体内的似层间错动面。结构体多数为组合板状结构体，有的亦为完整板状结 构体。碎裂结构岩体：被结构面切割成大小不等、形状不一的碎块。可分为块状碎裂结构岩体及层状碎裂结构岩体两亚类， 它们的共同点 是切割岩体的结构面是有规律的， 即主要为 原生结构面及构造结构面。块状碎裂结构岩 体结构体块度大，大多为 1-2m,但块度较 均匀。层状碎裂结构岩体块度小， 其块度与 岩层厚度有关。断续结构岩体：特点是显结构面不连续， 对 岩体切而不断，个别部分亦有连续贯通
11、结构 但这种部位很少， 多数为不连续切割， 形不 成结构体。宏观上具有连续介质特点，微观 上多数不连续，应力集中现象明显。散体结构分两亚类：碎屑状散体结构岩体糜棱化散体结构岩体碎屑状散体结构岩体的特点是“杂乱无序”，即结构面无序分布、结构面中有软弱的也有 坚硬的，结构体主要为角砾， 常充填夹杂有 泥质成分。糜棱化散体结构岩体主要指断层 泥而言。岩体结构的相对性及工程岩体结构的唯一性：对于工程岩体而言，由于工程规模和尺寸的变化，岩体结构也发生相对变化。 因此， 岩体结构具有相对性，只有在确定的地质条 件和工程尺寸条件下，工程岩体结构才是唯 一确定的。实际岩体是比较复杂的， 不是绝对的属于哪 一种
12、结构，多数是介于这种和那种之间， 在 实际岩体结构划分时， 需要有一种模糊的观 点，只能择其趋向而定。6 .论述岩石流变特性以及岩石蠕变变形曲 线的基本特征。1) a.流变性定义：岩石的流变性是指岩石 材料的应力-应变与时间因素有关的性质， 材料变形过程中具有时间效应的现象称为 流变现象。岩石的流变包括蠕变、松弛和弹 性后效。b.蠕变、松弛与弹性后效蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而增 长的现象。松弛：当应变不变时，应力随时间增加而减 小的现象。弹性后效：加载或卸载时，弹性应变滞后于 应力的现象。c.流变方程包括本构方程、蠕变方程和松弛 方程。所有流变模型均可由三个基本元件组 成，包括弹性元
13、件 H,粘性元件N和塑性元 件丫。2)蠕变变形曲线的基本特征当岩石在某一较小的恒定荷载持续作用下，其变形量虽然随时间增加有所增加，但蠕变变形的速率则随时间而减少，最后变形趋于 一个稳定的极限值，这种蠕变称为稳定蠕 变。稳定蠕变一般不会导致岩体整体失稳。当荷载较大时，超过岩石的长期强度， 蠕变 不能稳定于某一极限值，而是无限增长直到 破坏，这种蠕变称为不稳定蠕变。不稳定蠕 变最终导致岩体整体失稳破坏。典型的非稳定型蠕变曲线可分为4个基本阶段：(1)瞬时弹性变形阶段(OA): % = (d :(2)第一蠕变阶段(AB): 0应变速d t率迅速增加直到岩石破坏。又称加速蠕变阶 段。一种岩石既可发生稳
14、定蠕变也可发生不稳定蠕变，这取决于岩石应力的大小， 超过某 一临界应力时，蠕变向不稳定蠕变发展， 小 于此临界应力时，蠕变按稳定蠕变发展。图4-1野石的MtM宏此段蠕变变形总量：名=的+ 5（t） + S（t） + %（t）,式中：加为 瞬时弹性应变，8i（t）, 82（t）, E3（t）为与时间 有关的一次蠕变、二次蠕变、三次蠕变。7 .岩体的长期强度一般情况下，当荷载达到岩石瞬时强度（通常指岩石单轴抗压强度）时，岩石发生破坏。在岩石承受荷载低于其瞬时强度的情况下， 如持续作用较长时间，由于流变作用，岩石也可能发生破坏。因此，岩石的强度是随外 载作用时间的延长而降低，通常把作用时间的蠕变曲线簇，确定荷载作用所经历的同一 时间t时不同应力（T下的蠕变 ,并绘制应 力b与蠕变8之间的关系曲线，其对应于 t 00的（T - 曲线的水平渐近线在应力（T轴上的截距即为所求之长期强度s 8。8 .岩石的物理性质1）岩石的容重（密度）定义：单位体积的岩石的质量称为岩石的 密度，单位体积（包括空隙的体积）的岩石 的重力称为岩石的容重。影响因素分
