岩体力学期末考试复习试题集.doc

岩体力学期末考试复习题
试卷一
一、名词解释题：（每题4分，共20分）
1．泊松比
2．岩石流变
3．岩石的三轴抗压强度
4．应力重分布
5．岩石的饱和吸水率
二、简答题（共4 小题，共40分）
1、简述地应力分布的基本规律（本题 10 分）。
2、简述影响岩石强度指标值的主要因素（本题 10 分）。
3、简述边坡岩体的破坏模式（本题 10 分）。
4、简述库仑准则（本题 10 分）。
三、计算题（共2 小题，共30分）
1、推导马克斯伟尔蠕变模型（本题 10 分）。
2、设有一深埋的圆形巷道，半径为R0，围岩为均质、各向同性的无限弹性体，原岩的初始应力为p0，侧压力系数为1，围岩满足三类方程（忽略围岩自重）：
平衡方程： 几何方程：
本构方程：
求：① 围岩内应力；② 确定巷道的影响范围。（本题 20 分）。
四、问答题（共1小题，共10分）
论述新奥法基本理念

试卷二
一、名词解释题：（每题4分，共20分）
1.粘性
2．围岩
3．单轴抗压强度
4．RQD岩石质量指标分类
5．围岩与支护共同作用
二、简答题（共4 小题，共40分）
1、简述地应力的成因（本题 10 分）。
2、简述格里菲斯强度理论（本题 10 分）。
3、简述不稳定边坡的整治措施（本题 10 分）。
4、最佳椭圆截面尺寸如何设计（本题 10 分）。
三、计算题（共3 小题，共30分）
1、推导凯尔文蠕变模型（本题 10 分）。
2、 现有一个截面积为5000cm2的花岗岩柱，该岩石的内聚力c=20Mpa, 内摩擦角 φ=30˚。试问该岩柱面承受多大荷载才发生破坏？（本题 10 分）。
3、推导下列公式：

四、问答题（共1小题，共10分）

1、论述岩石力学研究的新进展（本题10 分）。

试题三
一、名词解释（每题5分，共20分）
1 结构面
2 围岩应力
3 岩石的强度
喷锚支护
二、简答题（每题6分，共30分）
1 简述影响岩石力学性质的主要因素
2 简述岩石的变形性质
3 简述格里菲斯理论
4 简述岩石的流变性
5 简述新奥法的原则和方法
三、计算题（每题15分，共30分）
1 设有一无限弹性的圆形巷道，初始应力为p，侧压力系数为1，巷道半径为a，试推导采动影响范围。
2 推导马克斯伟尔蠕变模型，其参数如下图所示。
ε1

ε2

E

η

四、论述题（20分）

试述我国岩石力学发展的新方向和新途径。

试题四

一、名词解释：（每空 5 分，共 20分）
1、岩体的初始应力 2、岩石试件形态效应与尺寸效应
3..假三轴实验 4．莫尔-库仑强度理论
二、问答或阐述题：（每题 10 分，共 40分）
1、试述计算岩体自重应力时的简化条件。2、简述岩质边坡的加固措施。3、如何合理利用和充分发挥岩体强度。4．从下述结构面力学效应（即σ3 =常数时，σ1与β的关
系曲线图）中可得出哪些结论？
(三-1)
0 β1 β2π/2
三、计算题（每小题 10-15分，共 40 分）
1、推导凯尔文(Kelvin)模型本构方程和蠕变、卸载方程。（本题 15 分）
2、已知一个圆形巷道，原岩作用在巷道围岩周边上的压力分别为P和q，时，试证明巷道的顶板和底板即时，会出现拉应力。已知巷道周边的径向应力和切向应力为：（本题 15 分）

3、某均质岩石的强度曲线为：τ=σtgφ+c,其中c=40Mpa, φ=30˚。在侧向围岩应力σ3=20 Mpa的条件下，试求岩石的极限抗压强度，以及破坏面的方位。
（本题 10 分）

试题五
一、 解释下列术语（每小题4分，共28分）
1.岩石的三向抗压强度 2.结构面
3.原岩应力 4.流变
5.岩石的碎胀性 6.蠕变
7. 矿山压力
二 简答题（每小题7分，共42分）
1. 岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？
2. 岩体按结构类型分成哪几类？各有何特征？
3. 用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？
4. 格里菲斯强度理论的基本要点是什么？
5. 在不同应力状态下，岩石可以有几种破坏形式？
6. 喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？喷射混凝土的厚度是否越大越好？为什么？
三、 计算题（30分）
1.  将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。
试计算：
（1）内磨擦角φ；
（2）破坏面上的正应力和剪应力；
（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；
（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？（本题20分）
2. 岩体处于100m深，上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3，泊松比μ=0.2，自重应力为多少？当侧压力系数为1.0时，自重应力为多少？（本题10分）

试题六

一、根据你自己的理解，给下列术语赋予定义（每个词2分，共20分）
1.     真三轴压缩实验 2. 塑性破坏
3.     各向同性体 4. 原生结构面
5.     残余变形 6. R、Q、D指标
7.     空壁应变法 8.应力变化系数
9.     膨胀地压 10. 采场顶板弯曲带
二、回答下列问题（每小题5分，共40分）
1.什么是莫尔一库仑准则？均质岩石中的剪切破坏是否大声在剪切应力最大的面上？
2.根据格里菲斯强度理论的基本观点，岩石中裂纹的扩张方向与裂纹延展方向有什么关系？与最大主应力方向有什么关系？
3.对于含有一组节理的岩体，单轴加压方向连续变化，岩体强度会发生怎样的变化（可绘图辅助说明）？
4.坚硬致密的岩体与节理裂隙极其发育的岩体处于构造形迹埋藏深度岩石类型及上履岩层的容重均相同的条件下，它们的原岩应力是否相同？为什么？
5.圆形和椭圆形断面巷道的围岩应力分布有何特点（与折线形相比）？
6.围岩塑性区范围的大小与支架支护反力间有怎样的关系？
7.从维护围岩稳定的角度出发，怎样选择巷道的位置？
8.常用的采空区处理方法有哪几种？各有哪些优缺点？
三、 有一横推断层，走向东西，北侧向动移动，试用莫尔强度理论确定形成断层时的最大主应力的大致方向（绘图说明）。（14分）
四、 某矿在距地表200米处的页岩中掘进半径为2.0M的巷道，上露岩层GAMA=25KN/M3围岩C的=2.5Mpa,FI=30,MU=0.5该巷道围岩时候会出现塑性区？（13分）
五、 在房柱法开采中，单一采场采完后，空区上履岩层的重力转移到采场左右两侧承压带中，使该两承压带中的垂直应力大幅度增加。左右又各自采空一个采场后，原承压带（现称之为矿柱）的承载面积减小，而空区上履岩层。
试题七
一、解释下列术语（18分，每小题3分）
1.残余强度
2.岩体原始应力
3.岩体结构
4.塑性破坏
5.岩石的渗透性
6. 岩石的RQD质量指标
二、问答题（47分）
1.用应力解除法测岩体应力的基本原理是什么？（8分）
2.简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。（10分）
3.简述岩石力学中常用的莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论的基本假设与适用条件？（12分）
4.在实验室用岩块制成的岩石试件测出的岩石强度及变形参数一般不能直接用于工程设计，为什么？（10分）
5.解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？（7分）
三、计算题（35分）
1. 在岩石常规三轴试验中，已知侧压力σ3分别为5.1MPa、20.4MPa、0Mpa时，对应的破坏轴向压力分别是179.9MPa、329MPa、161Mpa，近似取包络线为直线，求岩石的c和φ值。（15分）
2. 已知某岩体的抗剪强度指标为粘结力c=2Mpa、内摩擦角φ＝30°，它的抗拉强度σt＝－1Mpa。已测出该岩体中某点的最大主应力σ1＝12MPa，最小主应力σ3＝3Mpa。试分别用莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论判断该点的岩石是否破坏。（20分）

7