《岩石力学》考研.问答题.doc

1、什么是全应力应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线?
答:在单轴压缩下,记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线。
普通材料实验机整体刚度相对较小,对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形(弹性能储存),当岩石试件被压坏时,试件抗压能力急剧下降,致使实验机弹性变形迅速恢复(弹性能释放)摧毁岩石试件,而得不到岩石破坏后的应力应变曲线。刚性实验机在施加载荷时,自身变形极小,储存的弹性能不足以摧毁岩石试件,因此可以得到岩石破坏后的应力应变曲线。
2、简述岩石在三轴压缩下的变形特征。
答:E、μ与单轴压缩基本相同;
随围压增加——三向抗压强度增加;峰值变形增加;弹性极限增加;岩石由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。
3、按结构面成因,结构面通常分为几种类型?
答:按成因分类有三种类型: ①原生结构面——成岩阶段形成的结构面; ②构造结构面——在构造运动作用下形成的结构面;③次生结构面——由于风化、人为因素影响形成的结构面。
4、在巷道围岩控制中,可采取哪些措施以改善围岩应力条件?
答:选择合理的巷道断面参数(形状、尺寸),避免拉应力区产生(无拉力轴比);
巷道轴线方向与最大主应力方向一致;
将巷道布置在减压区(沿空、跨采、卸压)。
5、地应力测量方法分哪两类?两类的主要区别在哪里?每类包括哪些主要测量技术?
答:分为直接测量法和间接测量法。
直接测量法是用测量仪器直接测量和记录各种应力量。
间接测量法,不直接测量应力量,而是借助某些传感元件或某些介质,测量和记录岩体中某些与应力有关的物理量的变化,通过其与应力之间存在的对应关系求解应力。
直接测量法包括:扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法等。
间接测量法包括:套孔应力解除法、局部应力解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法。
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答:塑性指岩石在高应力(超过屈服极限)作用时,产生不可恢复变形的性质。流变性指岩石在任何应力作用下,随时间增长而产生的不可恢复的变形。相同点:均为不可恢复变形;不同点:变形产生的原因、机理不同。
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答:影响:加大了水平应力和应力不均衡分布。构造应力特点:
1)分布不均,在构造区域附近最大;2)水平应力为主,浅部尤为明显;3)具有明显的方向性;4)坚硬岩层中明显,软岩中不明显;5)
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围压可改变岩石的力学性状。围压增大致使塑性增大、峰值强度增高、破坏前变形加大。实验时加载速率大,导致弹性摸量大、强度指标高。
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围岩强度、应力集中程度、原始应力大小、巷道支架的支撑力
,其变形性质有何特点?
岩体变形与岩石相比E低,峰值强度低,残余强度低,μ高;达到峰值后,岩体呈柔性破坏,并保留一定残余强度;各向异性显著,不同结构面分布呈现不同变形性质。
3、岩体结构基本类型有哪些?
完整结构; 块裂结构; 板裂结构; 碎裂结构; 断续结构;散体结构
4、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关?
剪切变形与岩石强度(C)、结构面粗糙性(JRC)有关;法向变形与结构面抗压强度(JCS)、结构面粗糙性(JRC)、结构面张开度(δ)有关。
5、简述水压致裂法主要测量步骤及适用条件。
答:(1)打孔到测量应力的部位,将加压段用封隔器密封;
(2)向隔离段注入高压水,测得岩体初始开裂压力Pi;
(3)把高压水释放后重新加压,测得压力Pr和稳定关闭压力Ps,重复2—3次;
(4)将封隔器完全卸压后连同加压管等全部设备从钻孔中取出;
(5)测量水压裂隙和钻孔试验段的天然节理、裂隙的位置、方向和大小,做好记录。
适用于:完整、脆性岩石。
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(1)斜坡周围主应力迹线发生明显偏转:愈接近临空面,最大主应力σ1愈接***行于临空面, σ3与之正交,向坡内逐渐恢复到原始状态。(2)坡脚附近形成最大剪应力增高带,往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。(3)在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力,形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。(4)与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。(5)坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。

主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法、工程地质类比法等。

(1)可能破坏岩土体的几何边界条件分析(2)受力条件分