中国矿业大学学年第 2 学期《 矿山岩体力学 》AB卷真题及答案Word文档下载推荐.docx
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B）岩石受力状态有关
C）岩石强度
D）岩石环境条件
5、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（）
A）线荷载不通过试件的直径
B）试件含有裂隙
C）破坏面必须通过试件的直径
D）岩石试件为方形
6、根据格里菲思（Griffith）理论，岩石的单轴抗压强度
与单轴抗拉强度
的关系是（）。
A）
B）
C）
D）
7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线，实际中对于给定的岩石是否存在下图中的应力圆3（）
A）很定存在B）不一定
C）不存在D）与所受外力有关
8、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（）
A）原生结构面B）构造结构面
C）张性结构面D）次生结构面
9、节理的赤平极射投影图不能反映（）
A）节理走向B）节理倾角
C）节理组合关系D）节理张开度
10、岩体质量指标RQD分类是将钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，下列对该分类方法的评价哪个是错的（）
A）简单易行
B）没有考虑节理方位的影响
C）考虑了充填物的影响
D）是一种快速、经济而实用的分类方法
11、围岩作用于支护结构上的力称为（）
A）支承压力B）围岩应力C）围岩压力D）采动应力
12、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（）的岩石称为塑性岩石。
A）1％B）3％C）5％D）7％
13、严格地说，岩石的泊松比仅在岩石的（）范围适用。
A）压密阶段B）弹性范围C）塑性部分D）破坏阶段
14、根据体积应变的定义，体积应变
等于（）
15、根据圣维南原理，物体的一小部分边界上的面力可变换为分布不同但静力等效的面力，静力等效的面力要求（）
A）主矢量相同，对于同一点的主矩也相同
B）主矢量相同，对于同一点的主矩不同
C）主矢量不同，对于同一点的主矩不同
D）主矢量相同，对于同一点的主矩相同
选择题答题处
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三、简答题（30分，每题5分）
1、简述岩石的莫尔-库仑强度准则的优缺点？
2、画出典型的岩石单轴压缩的全应力—应变曲线，并简述各个阶段的特点？
3、简述典型岩石蠕变的三个阶段，并画出岩石的典型蠕变曲线？
4、简述岩体BQ（rockmassbasicquality）指标分级方法？
5、简述构造应力的特点？
6、简述套孔应力解除法的具体步骤？
四、计算题（20分，每题10分）
1、矩形板边缘上均布着给定的荷载。
板厚b=50mm，边AB=400mm，BC=500mm。
对于所示的l,m轴，确定应力分量？
l=lx2x+ly2y+lz2z+2（lxlyxy+lylzyz+lxlzxz）
m=mx2x+my2y+mz2z+2（mxmyxy+mymzyz+mxmzxz）
lm=lxmxx+lymyy+lzmzz+（lxmy+lymx）xy+（lymz+lzmy）yz+（lzmx+lxmz）xz
2、将某一岩石试件进行三轴压缩实验，其压应力达到
＝30MPa、
＝5MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为67.5°
，设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，
（1）试求该岩石的粘聚力C和内摩擦角
，写出摩尔-库仑方程式？
（2）求该岩石的单轴压缩强度？
（3）当
＝10MPa时，求该岩石的三轴压缩强度？
《矿山岩体力学》试卷（A）卷答案
1、岩体：
是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
2、体力：
分布在物体整个体积内部各个质点上的力，又称为质量力。
3、结构面：
在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界面称为结构面。
4、岩石的孔隙度：
是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。
5、岩石的软化系数：
是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。
6、岩石强度：
岩石在各种荷载作用下破坏时所能承受的最大应力。
7、破坏准则：
用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，是在极限状态下的“应力—应力”关系。
8、岩石的弹性：
指卸载后岩石变形能完全恢复的性质。
9、岩石的流变性：
指岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质。
10、地应力：
指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。
也称原岩应力、初始应力。
1、下列那个不是矿山岩体力学的特点（B）
2、围压对岩石极限强度（峰值强度）有较大影响，随着围压的增加，岩石的三轴极限强度将（B）
3、在岩石的室内单轴压缩试验中，对同一岩石试样所进行的试验中，如其余的条件均相同，则下列试样强度最高的是（A）
4、岩石的破坏形式不取决于下列哪个（C）
5、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（C）
的关系是（B）。
7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线，实际中对于给定的岩石是否存在下图中的应力圆3（C）
8、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（C）
9、节理的赤平极射投影图不能反映（D）
10、岩体质量指标RQD分类是将钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，下列对该分类方法的评价哪个是错的（C）
11、围岩作用于支护结构上的力称为（C）
12、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（C）的岩石称为塑性岩石。
13、严格地说，岩石的泊松比仅在岩石的（B）范围适用。
等于（A）
15、根据圣维南原理，物体的一小部分边界上的面力可变换为分布不同但静力等效的面力，静力等效的面力要求（A）
答：
优点：
物理概念清楚（压剪破坏），易接受；
反映了岩石抗拉强度小于抗压强度；
能够解释岩石三向拉伸破坏、三向等压不破坏现象；
简单，便于应用，且比较全面反映了岩石强度特性。
缺点：
没有考虑中间主应力2作用，与实际情况不符；
理论得出的单轴抗拉强度远大于实际值，而得出的单轴抗压强度明显小于实际值，不能很好描述岩石在拉应力区和低应力区的真实强度特征；
关于破坏角对大多数岩石压缩条件近似，不能解释拉张破裂；
对膨胀岩石、蠕变岩石等强度非线显著的出入较大。
五个阶段：
（1）压密阶段
（2）弹性工作阶段
（3）塑性性状阶段
（4）破坏阶段
（5）残余应力阶段
第一蠕变阶段：
过渡蠕变（AB）
第二蠕变阶段：
定常蠕变（BC）
第三蠕变阶段：
加速蠕变/不稳定蠕变（CD）
图岩石的典型蠕变曲线
岩体BQ（rockmassbasicquality）指标（质量指标）分级方法是我国1994年发布的第一部岩体国家级标准分级方法——《工程岩体分级标准》GB50218-94。
两步分级法：
初步分级；
根据应力、地下水和结构面方位等修正。
BQ=90+3Rcw+250Kv
式中，
为岩块饱和单轴抗压强度（MPa），Kv—岩体的完整系数。
式中，K1为地下水影响修正系数，K1为主要软弱结构面产状影响修正系数，K1为天然应力影响修正系数。
（1）以水平压应力为主；
（2）分布不均匀；
（3）具有明显方向性；
（4）
；
（5）在坚硬岩层中出现较普遍。
（1）从岩体表面，一般是从地下巷道、隧道、硐室或其他开挖体的表面向岩体内部打大孔，直至需要测量岩体应力的部位。
大孔孔径为下一步即将打的用于安装探头的小孔直径3倍以上。
（2）从大孔底打同心小孔，供安装探头用，小孔直径由所用的探头直径决定，一般为36～38mm，小孔深度一般为孔径的10倍左右。
（3）同一套专用装置将测量探头如孔径变形计、孔壁应变计等安装（固定或胶结）到小孔的中央。
（4）用第一步打大孔用的薄壁钻头继续延深大孔，从而使小孔周围岩芯实现应力解除，由于应力解除引起的小孔变形或应变由包括测试探头在内的量测系统测定并通过记录仪器记录下来。
根据测得的小孔变形或应变通过有关公式即可求出小孔周围的原岩应力状态。
《矿山岩体力学》试卷（B）卷
1、岩石2、面力3、岩石的密度4、岩石的碎胀性
5、岩石的膨胀性6、岩石的单轴抗压强度7、本构方程
8、岩石的塑性9、蠕变10、原岩
1、剪应力τxy是指作用在（）
A）垂直于x轴的面上而沿着y轴方向
B）垂直于x轴的面上而沿着x轴方向
C）垂直于y轴的面上而沿着x轴方向
D）垂直于y轴的面上而沿着y轴方向
2、一点处于静水应力状态是指（）
3、裂隙岩体在各个方向的力学性质差别较大，这主要是结构面的（）决定的。
A）厚度B）充填物C）粗糙度D）裂隙的方向性
4、岩石试件单向压缩的破坏形态表现为圆锥型破坏的原因是（）
A）试块端部的摩擦效应
B）岩石处于受压状态
C）岩石的抗剪强度小于抗压强度
D）岩石干燥
5、在岩石单轴压缩试验中，加载速度越大，其单轴抗压强度表现（）
A）越小B）越高C）不变D）不一定
6、岩石的Griffith破坏准则是（B）
A）压破坏准则B）拉破坏准则
C）剪破坏准则D）压剪破坏准则
7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线。
岩石单轴压缩的极限应力圆是下图中的（）
A）应力圆1B）应力圆2C）应力圆3D）应力圆4
8、下列哪类岩体结构面是按结构面力学成因分类的（）
A）硬性结构面B）软弱结构面
9、岩体强度受（）控制
A）岩块强度
B）结构面强度
C）岩块和结构面强度
D）岩块和结构面强度及其组合方式
10、裂隙岩体的强度（）
A）介于岩块强度和结构面强度之间
B）同时大于结构面强度和岩块强度
C）同时小于结构面强度和岩块强度
D）小于结构面强度且大于岩块强度
11、通常把在外力作用下破坏前总应变小于（）的岩石称为脆性岩石。
12、岩石的变形特性常用（）和泊松比
两个常数来表示。
A）抗压强度B）极限应变C）弹性模量D）屈服应力
13、根据一点应力状态及其坐标轴变换关系，该点的主应力之和
14、按应力求解弹性力学问题中的相容方程的实质是（）
A）平衡微分方程B）几何方程C）物理方程D）本构关系
15、将空间问题简化为平面问题，设平面为xoy面，则下列哪个是平面应力问题的特点（）
A）z=0，zx=0，zy=0B）z=0，zx=0，zy=0
C）z=0，z=0，zx=0D）zy=0，zx=0，zy=0
1、简要评价格里菲思Griffith破坏准则？
2、简述岩石三向压缩的变形特点？
3、简述岩石流变的粘滞体模型及其特点？
4、简述采场周围应力分布特点？
5、简述地应力分布的基本规律？
6、请写出弹性力学三维问题的物理方程？
1、图中所示的单位割离体，在正六面体的可见面上，作用有平行于给定参考轴方向的应力分量。
填写所需的应力分量使割离体图形完整，确定x，y，z坐标系中的六个应力分量？
2、对某种岩石作一组三轴压缩实验得到下表所示峰值应力。
序号
σ3（MPa）
1.0
2.0
9.5
σ1（MPa）
9.6
28.0
48.7
74.0
（1）在σ-τ坐标系中画出该岩石峰值强度的莫尔包络线？
（2）求该岩石的内聚力C和内摩擦角φ，并写出该岩石的莫尔-库仑强度公式？
《矿山岩体力学》试卷（B）卷答案
1、岩石：
由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。
2、面力：
分布在物体表面上的力称面力。
3、岩石的密度：
是指单位体积的岩石（不包括空隙）的质量。
4、岩石的碎胀性：
岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大，这种性质称为岩石的碎胀性。
5、岩石的膨胀性：
是岩石遇水后产生体积增大的现象。
6、岩石的单轴抗压强度：
岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。
7、本构方程：
一般指受力过程的“应力—应变”关系。
8、岩石的塑性：
指卸载后岩石变形不能完全恢复而出现残余变形的性质。
9、蠕变：
应力不变，随时间延长，应变增加的现象。
10、原岩：
指未受采掘影响的天然岩体。
1、剪应力τxy是指作用在（A）
2、一点处于静水应力状态是指（D）
3、裂隙岩体在各个方向的力学性质差别较大，这主要是结构面的（D）决定的。
4、岩石试件单向压缩的破坏形态表现为圆锥型破坏的原因是（A）
5、在岩石单轴压缩试验中，加载速度越大，其单轴抗压强度表现（B）
岩石单轴压缩的极限应力圆是下图中的（C）
8、下列哪类岩体结构面是按结构面力学成因分类的（C）
9、岩体强度受（D）控制
10、裂隙岩体的强度（A）
11、通常把在外力作用下破坏前总应变小于（B）的岩石称为脆性岩石。
12、岩石的变形特性常用（C）和泊松比
14、按应力求解弹性力学问题中的相容方程的实质是（B）
15、将空间问题简化为平面问题，设平面为xoy面，则下列哪个是平面应力问题的特点（A）
（1）对抗拉强度推断比莫尔—库仑破坏准则合理；
（2）强度包络线为曲线，更切合实际；
（3）不能延用至岩体破坏特征描述。
（1）围压（侧向应力）增加，岩石的强度增大；
（2）围压（侧向应力）增加，岩石的残余强度增大；
（3）围压（侧向应力）增加，岩石的塑性变形增大。
岩石脆性与塑性是相对的。
（4）围压增加，岩石扩容减少，甚至不出现扩容。
这种模型是由弹性元件和粘性元件并联而成，通常用于模拟粘弹性，也称开尔文模型。
其特点是对系统加载时弹性变形并不立即完成，而是随时间增加而逐渐地发展；
反之，系统卸载时弹性变形也不立即完全恢复，而是随着时间而缓慢地消失，即变形与应力之间在时间上有一个相对滞后的过程。
（1）采场周围煤体出现应力集中，采空区范围出现应力降低；
（2）煤壁前方为前支承压力带，随采煤工作面推进不断变化位置；
（3）工作面两侧为侧支承压力带，分布位置相对固定；
（4）相邻工作面支承压力叠加影响区应力集中系数大。
（5）前（侧）支承压力一般分布形式是：
靠近采空区侧部分范围压力小于原岩应力，为减压区；
由减压区往里为增压区；
煤壁到支承压力峰值之间区域，煤体处于极限平衡状态；
峰值往里压力逐渐降低，最后趋于原岩应力。
（1）地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。
（2）垂直地应力基本等于上覆岩层的重量。
（3）水平地应力普遍大于垂直地应力。
（4）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小，但在不同地区，变化的速度很不相同。
（5）最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。
（6）最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。
（7）地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构持征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响，特别是地形和断
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