《2021年岩石力学重点(太原理工大学采矿0903)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年岩石力学重点(太原理工大学采矿0903)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - -岩石力学重点一 概 念1 原岩应力 ：指地壳岩体内某一点当前的自然应力，是工程开挖前或远离地下工程的未被扰动的原始应力；2 岩石强度准就：是指在极限条件下的应力与应力之间的关系或应变与应变的关系或者说是某种应力或应力状态与其极限值之间的关系（ 是判定岩土工程的应力应变是否安全的准就、判据或条件）；3蠕变 ：即应力 =const ，随着时间t 延长，应变增加的现象 （ 岩石在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象）5 软化系数 ： 1 软化系数 c=Rcw/R cd；软化性指岩石吸水后性质変
2、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 ：通常称 = / （ 1- ）为侧应力系数，=水平应力重量 / 垂直应力重量1（一般情形）16 应力集中系数：、是指试样中的最大等效应力与试样中部横截面上平均轴向应力的比值7 地压 ：围岩作用在支护体上的压力8 二次应力 ：受地下工程开挖影响，岩体内原岩应力状态被破坏后，将发生应力重分布，进而形成的应力；（次生应力，诱发应力）9 弹性后效 ：即加载（或卸载）后经一段时间应变，才增加（或减小）到肯定数值的现象10 尺度效应 ：岩石试件的尺寸越大，就强度越低，反之越高的现象（岩石试件由于内部存在缺陷而存在尺度效应）12 比尺效
3、应： 高宽比不同，岩石强度也不同；（ 尺寸效应：）13 长时强度 ：对应时间趋于无穷时的强度破坏最低值（长时间作用对岩石强度有很大的影响，对于永久性岩石工程或使用寿命较长的岩石工程，应充分考虑强度的时间效应）14 矿山压力地下矿体被开采后， 其四周岩体发生了变形和位移，同时围岩内的应力也增大和减小，甚至转变了原有的性质； 这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力； 4 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15 流变 在外力作用下，岩石的变形和流淌（材料在缓慢变形过程中应力应变的时间效应）17 岩石的三向抗压强度：岩石在三向同时受压时
4、每个单向分别的强度极限18 真三轴压缩试验岩石的一种三轴压缩试验，试验时12319塑性破坏20各向同性体21.原生结构面22 残余变形23 岩石的 RQD质量指标：二 简述题1岩石力学强度的指标主要有哪些？分别衡量什么的？p36答：岩石的强度指标主要有抗压强度、抗剪强度、抗拉强度；其中，抗压强度包括单轴抗压强度（岩石试件在单轴压力作用下所能承担的最大压力）、三轴抗压强度（岩石试件在三个方向应力作用下的强度）；抗剪强度（岩石抗击剪切破坏的极限才能）；抗拉强度（岩石试件在单轴拉力作用下抗击破坏的极限才能）；- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 1 页，共 7 页精品word学习资
5、料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - -2 岩石地下工程中稳固的定义？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，称为稳固.力学本质：1 开井巷后岩体最大最危急应力（位移）岩体强度（极限位移），就自稳2 开井巷后岩体最大最危急应力（位移）岩体强度（极限位移），不自稳地压支护最危急应力支护材料强度（极限位移）人工稳固地压支护最危急应力支护材料强度（极限位移）不稳固改革支护人工稳固3 影响井巷稳固性的因素有哪些？（对应的解决方案有哪些？）巷道保护的目的和原就？p195 因素 ：围岩岩性，井巷位置，所处深度，巷道轴线
6、方位，断面外形尺寸，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井巷保护的目的第一在于保证井巷稳固性，但必需以经济合理为前提；原就： 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；第一应当力求降低围岩应力，增加围岩强度，以求达到第一种稳固，即靠围岩自身强度保持稳固，这种稳定又称为一次稳固；否就，不得以求其次，再依靠支护达到其次种稳固，又称为二次稳固；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？原理 ：假如不受支护阻挡，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；通常轴向应力应当是中间主应力，如忽视它
7、，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，最终由岩体和支护体各自的力学特性共同打算了各自体内的应力和位移，在岩体和支护体接触面的法向就应当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 围岩是一种自然承载结构2合理的支护方式应当是合理充分利用围岩的自承才能3 在保证安全的前提下，充分利用自承才能4 途径：是支护体和围岩在相互约束的状态下共同存在5 地下浅部的原岩应力的分布规律有哪些？p1061 原岩应力一般是三轴压应力状态，且受地表地势地貌、山川河流和构造的影响，其分布往往非常复杂2）
8、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，引起偏离的主要缘由是构造、岩层倾角或局部不均值影响4）原岩应力中的铅垂应力重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重量分布非常复杂，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；肯定深度之后变得小于铅垂应力6 常见地压分类（按成因分为四个类型）？每个类型具有的意义？答：工程中把地压分为放松地压： 在肯定范畴内，滑移或塌落的岩体以重力的形
9、式直接作用于支护体上的压力变形地压： 指在大范畴内岩体因变形、位移受到支护体的抑制而产生的地压；变形地压控岩体变形的性态特点，又可分为以下几种：弹性变形压力塑性变形压力流变压力膨胀地压： 由于巷道围岩膨胀而产生的压力冲击地压： 又称岩爆，它是在围岩积存了大量的弹性变形能之后，突然释放出来时所产生的压力7 图示并说明蠕变三阶段是什么？和各自的特点？p371 初始段或瞬态段（斜率渐减），2 等速段或稳态段（斜率不变），3 加速段或不稳固段（斜率渐增）运算题（普氏理论，次生应力）1 抗拉强度的公式是什么？巴西法 p25 St =2P/ D t=0.636P/D tP- 劈裂载荷D、t- 试件直径、厚
10、度2 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60- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 2 页，共 7 页精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - -度，依据摩尔库伦准就运算1 岩石内摩擦角2 正应力为零时的抗剪强度（就是求C） =45 +； =C+f =C+ tan 增加公式 Sc=2Ccos/ （1 -sin）3 运算原岩自重应力的海姆假说和金尼克假说的内容.和各自的公式？p85海姆假说：铅垂应力为上覆掩体的重量，历经漫长的地质岁月后，由于材料的蠕变性及地下水平方向的约束条件，导致水
11、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受到弹性约束，且机会均等，故由虎克定律应有x= x - y+ z/E=0 y = y- x+ z/E=0，得到自重力的水平重量为x= y= z/ （1- ）例题求在自重作用下地壳中的应力状态：假如花岗岩，泊松比，就一公里深度以下的应力是多少？解：由于地壳厚度比地球半径小的多；在局部地区可以把地表看作一个半平面，在水平方向为，深度也无限；现考虑地面下深度Z 处的一个微小单元体；它受到在它上边岩、土体重量的压力；在单位面积上，这个重量是，其中，是它上面物体的
12、体积，是物理单位体积的重量，因此：假如单元体四周是空的，它将向四周膨胀， 当由于单元体四周也都在自重作用下，相互作用的影响使单元体不能向四周扩张；即；解之，就得：对于花岗岩，一公里深度以下的应力为：由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加，而横向压力约为纵向压力的三分之一；6.1设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为，花岗岩处于弹性状态，泊松比；该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为（）；（ A） 2600 和 867（ B） 26000 和 8667（ C） 2600 和 866（ D） 2600 和 866.7解答- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第
13、3 页，共 7 页精品word学习资料 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - - - - -（ 1）垂直应力运算（ 2）水平应力运算其中：侧压力系数的大小与岩体的性质有关，当岩体处于弹性状态时，采纳弹性力学公式；当岩体比较破裂时，采纳松散介质极限平稳理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采纳海姆公式；由于此题岩体处于弹性状态，所以采纳弹性力学公式，侧压力系数为所以：可见，此题的正确答案为（B）补充题一填空题1 依据试件含水量的不同，岩石重容分为干容重，自然容重，饱和容重2 假如应力 - 应变关系不是 直线而是 几何非线性 ，但应力 - 应变有着 一一对应 的关系， 就这种岩石材
14、料称为完全弹性3 岩石 抗击外力破坏作用的才能，称为强度，常见的强度有单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度；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，与 中间主应力 关5 岩体按结构类型分成整体块，状层，状碎裂，散体二简述题1. 什么叫岩石？什么叫岩体？它们之间的区分何在？答：岩石 ，是组成地壳的基本物质，它是由矿物或岩屑在地质作用下按肯定规律凝结而成的自然地质体；岩体 ，是指肯定工程范畴内的自然地质体，它经受了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面；岩石和岩体的重要区分就是岩体包含如干连续面，岩体的强度远低于岩石强度；3. 什么叫岩石力学？其讨论内容是什么？讨论方法有哪些？答：岩石力学是讨论岩石及岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏的规律，并在工程地质定性分析的基础上定量地分析岩体稳固性的一门学科；岩石力学讨论的内容：
