巖石力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、一、名詞解釋1、巖石力學(xué)：巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性狀的一門理論和應(yīng)用科學(xué)，它是力學(xué)的一個(gè)分支，是探討巖石對(duì)周圍物理環(huán)境中力場(chǎng)的反應(yīng)。 本質(zhì)：力學(xué)響應(yīng)2、礦山巖石力學(xué)：礦山巖石力學(xué)是研究采礦工程所影響的那一部分地殼內(nèi)巖體的力學(xué)現(xiàn)象以及這些力學(xué)現(xiàn)象規(guī)律的科學(xué)。3、體力:分布在物體整個(gè)體積內(nèi)部各個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的力，又稱為質(zhì)量力。包括重力、慣性力、電磁力等。4、面力：分布在物體表面上的力。如風(fēng)力、流體壓力、兩物體間的接觸力等。5、正面：外法線沿著坐標(biāo)軸正方向的截面。6、負(fù)面：外法線沿著坐標(biāo)軸負(fù)方向的截面。7、切應(yīng)力互等性：作用在兩個(gè)互相垂直的面上并且垂直于該兩面交線的切應(yīng)力是互等的，即大小相等，正負(fù)號(hào)相同

2、。8、主平面:指剪應(yīng)力分量為零的平面。9、主應(yīng)力:作用在主平面上的正應(yīng)力。10、巖石:巖石是組成地殼的基本物質(zhì)。巖石是由各種造巖礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律（通過結(jié)晶聯(lián)結(jié)或借助于膠結(jié)物粘結(jié)）組合而成的物質(zhì)。11、巖塊:巖塊是指從地殼巖層中取出來(lái)的，無(wú)顯著軟弱面的巖石塊體。如鉆孔巖芯。12、巖體:巖體是指天然埋藏條件下大范圍分布的、由結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體組成的地質(zhì)體。13、結(jié)構(gòu)面:在巖體中存在著各種不同的地質(zhì)界面，這種地質(zhì)界面稱為結(jié)構(gòu)面。如層理面、節(jié)理面、裂隙和斷層等。14、結(jié)構(gòu)體:由結(jié)構(gòu)面所切割或包圍的巖體稱為結(jié)構(gòu)體。15、巖石的結(jié)構(gòu):是指決定巖石組織的各種特征的總合，通常是指巖石中礦物顆粒的結(jié)

3、晶程度，礦物或巖石碎屑顆粒的形狀和大小，顆粒之間相互連結(jié)狀況，以及膠結(jié)物的膠結(jié)類型等特征。16、巖石的構(gòu)造:是指巖石中礦物顆粒集合體之間， 以及它與其組成部分之間的排列方式和充填方式。17、巖石的密度:是指單位體積的巖石（不包括空隙）的質(zhì)量。也叫真密度。18、巖石的視密度:是指單位體積的巖石（ 包括空隙） 的質(zhì)量。19、巖石的孔隙性:是指巖石中孔洞和裂隙的發(fā)育程度。20、巖石的孔隙度:是指巖石中各種孔洞、裂隙體積的總和與巖石總體積之比，常用百分?jǐn)?shù)表示，故也稱為孔隙率。21、孔隙比:是指巖石中各種孔洞和裂隙體積的總和與巖石內(nèi)固體部分實(shí)體積之比。22、巖石的碎脹性:巖石破碎以后的體積將比整體狀態(tài)下

4、增大，這種性質(zhì)稱為巖石的碎脹性。23、碎脹系數(shù):巖石破碎后處于松散狀態(tài)下的體積與巖石破碎前處于整體狀態(tài)下的體積之比稱為碎脹系數(shù)。24、巖石的殘余碎脹性:巖石破碎體壓實(shí)后的體積與破碎前原始體積之比，稱為殘余碎脹系數(shù)。25、巖石的吸水性:是指遇水不崩解的巖石在一定的試驗(yàn)條件下（規(guī)定的試樣尺寸和試驗(yàn)壓力）吸入水分的能力。26、巖石的透水性:是指巖石能被水透過的性質(zhì)。27、巖石的膨脹性:是指巖石遇水后產(chǎn)生體積增大的現(xiàn)象。28、巖石的軟化性:是指巖石浸水后其強(qiáng)度明顯降低的現(xiàn)象。29、巖石的軟化系數(shù):是指水飽和巖石試件的單向抗壓強(qiáng)度與干燥巖石試件單向抗壓強(qiáng)度之比。30、巖石的崩解性:是指巖石與水相互作用時(shí)

5、失去粘結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度而成為松散物質(zhì)的性質(zhì)。31、巖石強(qiáng)度:巖石抵抗外力破壞的能力稱為巖石強(qiáng)度。32、極限強(qiáng)度：巖石發(fā)生破壞時(shí)所能承受的最大載荷叫做極限載荷，用單位面積表示則稱為極限強(qiáng)度。33、巖石的單向抗壓強(qiáng)度：巖石在單軸壓縮荷載作用下達(dá)到破壞前所能承受的最大壓應(yīng)力。34、巖石的單向抗拉強(qiáng)度：巖石在單軸拉伸荷載作用下達(dá)到破壞時(shí)所能承受的最大拉應(yīng)力。35、巖石的抗剪強(qiáng)度：巖石在剪切荷載作用下達(dá)到破壞前所能承受的最大剪應(yīng)力。36、巖石的三向抗壓強(qiáng)度：巖石試件在三軸壓應(yīng)力作用下所能抵抗的最大軸向應(yīng)力（ 最大主應(yīng)力s1max），稱為巖石的三軸抗壓強(qiáng)度。37、巖石的變形：是指巖石在任何物理因素作

6、用下形狀和大小的變化。38、巖石的彈性：指卸載后巖石變形能完全恢復(fù)的性質(zhì)。39、巖石的塑性：指卸載后巖石變形不能完全恢復(fù)而出現(xiàn)殘余變形的性質(zhì)。40、 破壞準(zhǔn)則：用以表征巖石破壞條件的應(yīng)力狀態(tài)與巖石強(qiáng)度參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，稱為破壞準(zhǔn)則（也叫破壞判據(jù) /failurecriterion，強(qiáng)度準(zhǔn)則/強(qiáng)度判據(jù)/strength criterion） 。是在極限狀態(tài)下的“應(yīng)力應(yīng)力”關(guān)系。41、巖石的殘余強(qiáng)度：巖石應(yīng)力達(dá)到最大值以后，并不立即完全喪失承載能力，在完全破壞點(diǎn)所保持的某一較小的應(yīng)力值稱為殘余強(qiáng)度。42、擴(kuò)容：巖石在塑性階段的體積膨脹稱為擴(kuò)容現(xiàn)象，它主要是由于巖石變形引起裂隙發(fā)展和張開而造成的。4

7、3、巖體結(jié)構(gòu)：是指巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體形態(tài)和組合的特征。44、延性破壞：巖石破壞之前的變形很大，且沒有明顯的破壞載荷，表現(xiàn)出顯著的塑性變形、流動(dòng)或擠出，這種破壞稱為延性破壞。45、圣維南原理：如果把物體的一小部分邊界上的面力，變換為分布不同但靜力等效的面力（主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩也相同），那么，近處的應(yīng)力分布將有顯著的改變，但遠(yuǎn)處所受的影響可以不計(jì)。此即圣維南原理。46、脆性巖石：通常把在外力作用下破壞前總應(yīng)變小于3%的巖石叫做脆性巖石。47、塑性巖石：通常把在外力作用下破壞前總應(yīng)變大于3%的巖石叫做塑性巖石。48、結(jié)構(gòu)面的張開度：是指結(jié)構(gòu)面兩壁間的垂直距離。49、巖石的流變性：指巖石在

8、長(zhǎng)期靜載荷作用下應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間加長(zhǎng)而變化的性質(zhì)。包括蠕變、松弛、彈性后效、粘性流動(dòng)。50、蠕變：應(yīng)力不變，隨時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)變?cè)黾拥默F(xiàn)象。 松弛：應(yīng)變不變，隨時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)力減小的現(xiàn)象。 彈性后效：即加載（卸載）后經(jīng)過一段時(shí)間應(yīng)變才增加（減少）到一定數(shù)值的現(xiàn)象。 粘性流動(dòng)：蠕變一段時(shí)間后卸載，部分應(yīng)變永久不恢復(fù)的現(xiàn)象。51、巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD：將長(zhǎng)度在10cm以上（含10cm）的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比，稱為巖石質(zhì)量指標(biāo)。52、圍巖應(yīng)力：在巖體內(nèi)開挖地下硐室，圍巖將在徑向、切向分別發(fā)生引張及壓縮變形，使得原來(lái)的徑向壓應(yīng)力降低，而切向壓應(yīng)力升高，通常，將這種應(yīng)力重分布所波及的巖石稱之為圍巖，重分

9、布后的地應(yīng)力狀態(tài)叫圍巖應(yīng)力或者二次應(yīng)力。53、支承壓力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力的增高部分稱為支承壓力。54、地應(yīng)力：指存在于地層中的未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力。也稱原巖應(yīng)力、初始應(yīng)力。55、原巖：指未受采掘影響的天然巖體。56、原巖應(yīng)力場(chǎng)：指原巖應(yīng)力在巖體內(nèi)的分布規(guī)律。57、自重應(yīng)力：指由于上覆巖層重力引起的應(yīng)力。也稱巖重應(yīng)力。58、構(gòu)造應(yīng)力：指由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而引起的應(yīng)力。59、地應(yīng)力的直接測(cè)量法：指由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量和記錄各種應(yīng)力量，如補(bǔ)償應(yīng)力、恢復(fù)應(yīng)力、平衡應(yīng)力，并由這些應(yīng)力量和原巖應(yīng)力的相互關(guān)系，通過計(jì)算獲得原巖應(yīng)力值。60、地應(yīng)力

10、的間接測(cè)量法：指借助某些傳感元件或某些媒介，測(cè)量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有關(guān)的間接物理量的變化，然后通過已知的公式計(jì)算出巖體中的應(yīng)力值。61、逆解法：先設(shè)定各種形式的、滿足相容方程的應(yīng)力函數(shù)，并求出應(yīng)力分量；然后再根據(jù)應(yīng)力邊界條件和彈性體的邊界形狀，看這些應(yīng)力分量對(duì)應(yīng)于邊界上什么樣的面力，從而得知所選取的應(yīng)力函數(shù)可以解決的問題。62、采動(dòng)影響區(qū)：一般把應(yīng)力變化超過原巖應(yīng)力5%的區(qū)域稱為采動(dòng)影響區(qū)。之外的部分稱為原巖應(yīng)力區(qū)。二、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述礦山巖體力學(xué)這門學(xué)科的自身特點(diǎn)？（1）采深大。其它工程部門在地下開挖的巷硐大都在離地表不深的地點(diǎn)，而采礦工程的作業(yè)地點(diǎn)常在地下幾百米深處，甚至達(dá)二、三千米以上

11、。深部巖體動(dòng)態(tài)與地表附近大不相同，地表附近巖體的破壞形式一般為脆性斷裂，而較深處巖體則屬粘塑性破壞，其次，巖體的應(yīng)力狀態(tài)也不相同，淺部巖體垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力之差一般很明顯，深部巖體卻相差不甚顯著。上述情況使礦山巖石力學(xué)所采用的地壓計(jì)算方法和測(cè)試技術(shù)與其它工程相比有所不同。（2）地下開采過程中安設(shè)的人工支護(hù)大多是服務(wù)年限不長(zhǎng)或維護(hù)時(shí)間較短的臨時(shí)結(jié)構(gòu)物，只要求其在開采期間不致破壞或適時(shí)破壞，在開采后能維持平衡狀態(tài)不危害地面安全即可，而且許多工程結(jié)構(gòu)物還可以隨采隨廢。所以，在計(jì)算精度、安全系數(shù)及巖體加固等方面的要求一般均低于水利水電、交通、建筑和國(guó)防等部門的標(biāo)準(zhǔn)。（3）由于采礦作業(yè)地點(diǎn)必須服從于有用

12、礦物的自然埋藏地點(diǎn)，使得選擇地下工程建筑物的位置往往受很大限制。（4）其他工程部門中研究的對(duì)象多是開挖后即不再轉(zhuǎn)移的地下硐室或隧道，而礦井的采掘工作面是不斷移動(dòng)的，這就要求礦山巖石力學(xué)必須考慮難以預(yù)見的復(fù)雜地質(zhì)變化對(duì)工程結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響。由于大面積開采還會(huì)引起采空區(qū)上方大量巖層移動(dòng)和破壞，研究這些巖層的運(yùn)動(dòng)、破壞和平衡規(guī)律及其控制方法，是礦山巖石力學(xué)的重要課題，這也是區(qū)別于其他應(yīng)用性巖石力學(xué)學(xué)科的重要內(nèi)容。2、礦山巖石力學(xué)的研究?jī)?nèi)容有哪些？（1）巖石的物理性質(zhì)；（2）巖石的力學(xué)性質(zhì)；（3）巖石破壞機(jī)理和巖石強(qiáng)度理論；（4）地下原巖體中應(yīng)力狀態(tài)及其分布規(guī)律；（5）巖體中地應(yīng)力的測(cè)試；（6）開采后巖

13、體變形、破壞和移動(dòng)的規(guī)律；（7）巷道和采煤工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律；（8）巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究手段和方法等等。3、試述彈性力學(xué)的基本假設(shè)？（1）連續(xù)性假設(shè)：假定整個(gè)物體的體積都被組成這個(gè)物體的介質(zhì)所填滿，不留任何空隙。（2）完全彈性假設(shè)：假定物體能完全恢復(fù)原形而沒有任何剩余形變。（3）均勻性假設(shè)：假定整個(gè)物體是由同一材料組成的。（4）各向同性假設(shè)：假定物體的彈性在所有各個(gè)方向都相同。（5）小變形假設(shè)：假定整個(gè)物體所有各點(diǎn)的位移都遠(yuǎn)小于物體原來(lái)的尺寸，而且應(yīng)變和轉(zhuǎn)角都遠(yuǎn)小于1。4、請(qǐng)寫出平面問題中的平衡微分方程？ 幾何方程？5、請(qǐng)寫出彈性力學(xué)三維問題的物理方程？答： 6、煤礦常見巖石的結(jié)構(gòu)種類有哪些？

14、（1）礫狀結(jié)構(gòu) （2）砂質(zhì)結(jié)構(gòu) （3）粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu) （4）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)7、巖石的構(gòu)造種類?（1） 整體構(gòu)造巖石的顆?；ハ鄧?yán)密地緊貼在一起， 沒有固定的排列方向。 （2）多孔狀構(gòu)造巖石顆粒彼此相接并不嚴(yán)密， 顆粒之間有許多小空隙。 （3）層狀構(gòu)造巖石顆粒互相交替，表現(xiàn)出層次疊置現(xiàn)象（層理）。8、影響巖石抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？ （1）試件形狀和尺寸；（2）加載速率；（3）礦物成分；（4）結(jié)晶程度和顆粒大?。唬?）膠結(jié)情況；（6）試件濕度。等9、畫出典型的巖石單軸壓縮的全應(yīng)力應(yīng)變曲線，并簡(jiǎn)述各個(gè)階段的特點(diǎn)？四個(gè)區(qū)段：在區(qū)段內(nèi)，該曲線稍微向上彎曲；（壓密階段）在區(qū)段內(nèi)，很接近于直線；（彈性階段）區(qū)段內(nèi)，曲線

15、向下彎曲，直至點(diǎn)的最大值；（塑性階段）下降段；（破壞階段）5DE段曲線趨于水平。（殘余強(qiáng)度階段）10、簡(jiǎn)述巖石三向壓縮的變形特點(diǎn)？答：（1）圍壓增加，巖石的強(qiáng)度增大；（2）圍壓增加，巖石的殘余強(qiáng)度增大；（3）圍壓增加，巖石的塑性變形增大；（4）圍壓增加，巖石擴(kuò)容減少，甚至不出現(xiàn)擴(kuò)容。11、簡(jiǎn)述典型巖石蠕變的三個(gè)階段，并畫出巖石的典型蠕變曲線？答：第一蠕變階段：過渡蠕變(AB)，應(yīng)變不斷增加，但應(yīng)變速率逐漸減小；第二蠕變階段：定常蠕變(BC)，應(yīng)變以恒定速率增長(zhǎng)；第三蠕變階段：加速蠕變/不穩(wěn)定蠕變(CD)，應(yīng)變加速增長(zhǎng)。12、簡(jiǎn)述巖石流變的彈塑體模型及其特點(diǎn)？這種模型由彈簧和干摩擦塊串聯(lián)而成，用

16、于模擬理想彈塑性體，也稱圣維南模型。其特點(diǎn)是在屈服應(yīng)力以下時(shí)只有彈簧產(chǎn)生變形，變形大小也僅僅取決于彈簧，故整個(gè)系統(tǒng)是彈性的。當(dāng)超過屈服應(yīng)力時(shí)，摩擦塊立即開始運(yùn)動(dòng)，整個(gè)模型進(jìn)入塑性流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)力不再增加，彈簧不再伸長(zhǎng)。13、簡(jiǎn)述巖石流變的彈黏體體模型及其特點(diǎn)？這種模型由彈簧和黏性元件串聯(lián)而成，通常用于模擬彈黏性體，也稱馬克斯威爾模型。其特點(diǎn)是在加載的瞬間整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出彈性特征，但在長(zhǎng)時(shí)間低應(yīng)力作用下又具有流變性，且不論作用的力多么小都可引起流變，以及模型內(nèi)應(yīng)力和流變速度隨外力增加而增大。14、簡(jiǎn)述巖石流變的滯彈體模型及其特點(diǎn)？這種模型是由彈性元件和黏性元件并聯(lián)而成，通常用于模擬滯彈性，也稱開爾文

17、模型。其特點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)加載時(shí)彈性變形并不立即完成，而是隨時(shí)間增加而逐漸地發(fā)展；反之，系統(tǒng)卸載時(shí)彈性變形也不立即完全恢復(fù)，而是隨著時(shí)間而緩慢地消失，即變形與應(yīng)力之間在時(shí)間上有一個(gè)相對(duì)滯后的過程。15、地應(yīng)力對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的主要影響體現(xiàn)在哪些方面？ （1）地應(yīng)力影響巖體的承載能力； （2）地應(yīng)力影響巖體的變形和破壞機(jī)制； （3）地應(yīng)力影響巖體中應(yīng)力傳播的法則。16、按照巖體被結(jié)構(gòu)面分割的程度，可將巖體結(jié)構(gòu)分為哪些基本類型？（1）完整巖塊，結(jié)構(gòu)面間距大于1.0-1.5m；（2）塊狀巖體，結(jié)構(gòu)面間距一般為0.5-1.0m；（3）層狀巖體，巖層的單層厚度一般在0.5m以下；（4）碎裂巖體，縱橫結(jié)構(gòu)面間距一

18、般均小于0.5m；（5）松散巖體，由巖石碎屑和碎塊等組成。17、簡(jiǎn)述巖石的莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則的優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）物理概念清楚（壓剪破壞），易接受； （2）反映了巖石抗拉強(qiáng)度小于抗壓強(qiáng)度； （3）能夠解釋巖石三向拉伸破壞、三向等壓不破壞現(xiàn)象； （4）簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用，且比較全面反映了巖石強(qiáng)度特性。缺點(diǎn)：（1）沒有考慮中間主應(yīng)力s2作用，與實(shí)際情況不符； （2）理論得出的單軸抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于實(shí)際值，而得出的單軸抗壓強(qiáng)度明顯小于實(shí)際值，不能很好描述巖石在拉應(yīng)力區(qū)和低應(yīng)力區(qū)的真實(shí)強(qiáng)度特征； （3）關(guān)于破壞角對(duì)大多數(shù)巖石壓縮條件近似，不能解釋拉張破裂； （4）對(duì)膨脹巖石、蠕變巖石等強(qiáng)度非線顯著的出入較

19、大。18、巖體單結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度效應(yīng)的確定思路？ （1）莫爾應(yīng)力圓及其意義（巖塊內(nèi)任意假想斜面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力）。 （2）庫(kù)侖準(zhǔn)則：面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力滿足準(zhǔn)則即破壞。 （3）巖塊的庫(kù)侖準(zhǔn)則：巖塊內(nèi)任意一個(gè)面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力滿足準(zhǔn)則，即沿此面破壞。 （4）結(jié)構(gòu)面的庫(kù)侖準(zhǔn)則：結(jié)構(gòu)面是有傾角的（ 具體性），此結(jié)構(gòu)面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力滿足結(jié)構(gòu)面的庫(kù)侖準(zhǔn)則，結(jié)構(gòu)面破壞。 （5）破壞形式：加載過程，誰(shuí)先滿足破壞準(zhǔn)則，以誰(shuí)形式破壞；給定應(yīng)力條件，檢驗(yàn)各自破壞條件。19、靜水壓力狀態(tài)下，圓形硐室應(yīng)力分布特點(diǎn)？（1）切向應(yīng)力為最大主應(yīng)力，徑向應(yīng)力為最小主應(yīng)力；（2）圍巖中任一點(diǎn)的徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力之和為一常數(shù)；

20、（3）應(yīng)力集中最大在硐室周邊，切向應(yīng)力為原巖應(yīng)力的2倍；（4）影響范圍為硐室半徑的34倍。20、影響多孔圍巖應(yīng)力分布的因素有哪些？（1）孔斷面的形狀及其尺寸大??；（2）相鄰兩孔之間相隔的距離；（3）在同一水平內(nèi)相鄰孔的數(shù)目；（4）原巖應(yīng)力場(chǎng)的性質(zhì)和有關(guān)參數(shù)。21、 受深部靜水壓力的圓形巷道半徑為a，試寫出距圓心為r處圍巖應(yīng)力表達(dá)式，并畫出其曲線。（a為已知數(shù)）公式為：22、簡(jiǎn)述采場(chǎng)周圍應(yīng)力分布特點(diǎn)？答：（1）采場(chǎng)周圍煤體出現(xiàn)應(yīng)力集中，采空區(qū)范圍出現(xiàn)應(yīng)力降低；（2）煤壁前方為前支承壓力帶，隨采煤工作面推進(jìn)不斷變化位置；（3）工作面兩側(cè)為側(cè)支承壓力帶，分布位置相對(duì)固定；（4）相鄰工作面支承壓力疊加

21、影響區(qū)應(yīng)力集中系數(shù)大。（5）前（側(cè)）支承壓力一般分布形式是：靠近采空區(qū)側(cè)部分范圍壓力小于原巖應(yīng)力，為減壓區(qū)；由減壓區(qū)往里為增壓區(qū)；煤壁到支承壓力峰值之間區(qū)域，煤體處于極限平衡狀態(tài)；峰值往里壓力逐漸降低，最后趨于原巖應(yīng)力。23、簡(jiǎn)述構(gòu)造應(yīng)力的特點(diǎn)？答：（1）以水平壓應(yīng)力為主；（2）分布不均勻；（3）具有明顯方向性；（4）（最大水平應(yīng)力>最小水平應(yīng)力>垂直應(yīng)力）；（5）在堅(jiān)硬巖層中出現(xiàn)較普遍。24、簡(jiǎn)述淺部地殼應(yīng)力分布的一般規(guī)律？（地應(yīng)力分布的基本規(guī)律？）（1）地應(yīng)力是一個(gè)具有相對(duì)穩(wěn)定性的非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)，它是時(shí)間和空間的函數(shù)；（2）實(shí)測(cè)垂直應(yīng)力基本等于上覆巖層的重量；（3）水平應(yīng)力普遍大

22、于垂直應(yīng)力；（4）平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值隨深度增加而減小，但在不同地區(qū)，變化的速度很不相同；（5）最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力也隨深度呈線性增長(zhǎng)關(guān)系；（6）最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力之值一般相差較大，顯示出很強(qiáng)的方向性。（7）地應(yīng)力的上述分布規(guī)律還會(huì)受到地形、地表剝蝕、風(fēng)化、巖體結(jié)構(gòu)持征、巖體力學(xué)性質(zhì)、溫度、地下水等因素的影響，特別是地形和斷層的擾動(dòng)影響最大。25、地應(yīng)力測(cè)量方法分為哪兩類？各包括那些具體方法？答：分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法兩類。其中直接測(cè)量法包括扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應(yīng)力計(jì)法和聲發(fā)射法；間接測(cè)量方法包括套孔應(yīng)力解除法、切槽局部應(yīng)力解除法、非彈性應(yīng)變恢復(fù)法

23、、地球物理探測(cè)法等。26、簡(jiǎn)述水壓致裂法的基本測(cè)量步驟，并對(duì)對(duì)水壓致裂法的主要優(yōu)缺點(diǎn)做出評(píng)價(jià)？測(cè)量步驟：A 鉆孔，封隔加壓段； B 多循環(huán)注水測(cè)壓；C 封隔器卸壓，回撤儀器；D 測(cè)量壓裂裂隙和天然裂隙位置、方向。評(píng)價(jià)：（1）是一種二維應(yīng)力測(cè)量方法，只能測(cè)垂直于鉆孔平面內(nèi)的最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的大小和方向；（2）以巖石連續(xù)、均勻和各向同性假設(shè)為條件，適用于完整脆性巖石中；（3）能夠測(cè)量深部應(yīng)力。27、簡(jiǎn)述套孔應(yīng)力解除法的具體步驟？答：（1）從巖體表面，一般是從地下巷道、隧道、硐室或其他開挖體的表面向巖體內(nèi)部打大孔，直至需要測(cè)量巖體應(yīng)力的部位。（2）從大孔底打同心小孔，供安裝探頭用，小孔直徑由所

24、用的探頭直徑?jīng)Q定，一般為3638mm，小孔深度一般為孔徑的10倍左右。（3）用一套專用裝置將測(cè)量探頭如孔徑變形計(jì)、孔壁應(yīng)變計(jì)等安裝（固定或膠結(jié)）到小孔的中央部位。（4）用第一步打大孔用的薄壁鉆頭繼續(xù)延深大孔，從而使小孔周圍巖芯實(shí)現(xiàn)應(yīng)力解除，由于應(yīng)力解除引起的小孔變形或應(yīng)變由包括測(cè)試探頭在內(nèi)的量測(cè)系統(tǒng)測(cè)定并通過記錄儀器記錄下來(lái)。根據(jù)測(cè)得的小孔變形或應(yīng)變通過有關(guān)公式即可求出小孔周圍的原巖應(yīng)力狀態(tài)。28、簡(jiǎn)述地應(yīng)力測(cè)量的重要性和高地應(yīng)力區(qū)的特征？測(cè)量巖石應(yīng)力狀態(tài)的目的在于正確認(rèn)識(shí)巖石的力學(xué)性能，闡明圍巖的破壞機(jī)理，充分利用和發(fā)揮圍巖的自承能力，使工程設(shè)計(jì)更加合理安全和經(jīng)濟(jì)，因此地應(yīng)力測(cè)量尤為重要。特

25、征：（1）巖芯餅化與地應(yīng)力差有關(guān)（2）地下硐室施工過程中出現(xiàn)巖爆、剝離（3）隧洞、巷道、鉆孔的縮徑現(xiàn)象是高地應(yīng)力區(qū)的一種標(biāo)志（4）邊坡上出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)臺(tái)階（地應(yīng)力卸荷導(dǎo)致回彈變形）（5）原位變形曲線的變化（預(yù)壓縮）29、簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)格里菲思Griffith破壞準(zhǔn)則？答：（1）對(duì)抗拉強(qiáng)度推斷比莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則合理；（2）強(qiáng)度包絡(luò)線為曲線，更切合實(shí)際；（3）不能延用至巖體破壞特征描述。三、計(jì)算題1、 矩形板邊緣上均布著給定的荷載。板厚b=50mm，邊AB=500mm，BC=400mm。求：（1）確定BC、DA邊上為保持板的平衡必須作用的剪力； （2）相對(duì)于x,y參考坐標(biāo)軸，確定板內(nèi)任意一點(diǎn)P的應(yīng)力狀態(tài)。2、

26、將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到28MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為60°，設(shè)該巖石滿足摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，則：（1）試求該巖石的內(nèi)摩擦角和粘聚力C，寫出摩爾-庫(kù)侖方程式；（2）畫出此受力狀態(tài)時(shí)的摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則示意圖。解：（1）根據(jù)摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為，并由題意知，所以得巖石的內(nèi)摩擦角。再由摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，由題意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，繼而求得。即得摩爾-庫(kù)侖方程式為。（2）3、將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到40MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為60°設(shè)該巖石滿足摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，試求：（1）該巖石的內(nèi)摩擦角和粘聚力C？（2）當(dāng)對(duì)其進(jìn)行三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，圍壓為10MPa時(shí)，軸向壓應(yīng)力達(dá)到多少時(shí)巖石破壞？解：（1）根據(jù)摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為，并由題意知，所以得巖石的內(nèi)摩擦角。再由摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，由題意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，繼而求得。（2）當(dāng)進(jìn)行三軸實(shí)驗(yàn)時(shí)，由摩爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，即求得，即軸向壓應(yīng)力達(dá)到70MPa時(shí)巖石破壞。4、5、在地下400m深處，掘進(jìn)一個(gè)圓形巷道，斷面半徑為5m，覆蓋巖層的容重，側(cè)壓力系數(shù)為1，試求：（1）求