岩石力学(太原理工大学采矿0901班考试重点修订版)

岩石力学重点太原理工大学采矿工程0901班概念1原岩应力：系指天然环境下地壳岩土体内某一点所固有的应力状态，通常称为地应力。2岩石强度准则：是判断岩土工程的应力应变是否安全的准则、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5软化系数：1软化系数n c=Rcw/Rcd软化性指岩石吸水后性质变低的性质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：通常称入=v / （1-v ）为侧应力系数，一般情汕=水平应力/垂直应力7地压：围岩作用在支护体上的压力8二次应力：受井巷开挖、矿产资源开采等工程影响，在影响范围内的原岩应力平衡状态被 破坏后的应力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）至U一定数值的现象10尺度效应：岩石试件的尺寸越大，则强度越低，反之越高的现象简述题1岩石地下工程中稳定的定义？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，成为稳定力学本质：1开井巷后岩体最大最危险应力（位移）岩体强度（极限位移），则自稳2开井巷后岩体最大最危险应力（位移）岩体强度（极限位移），不自稳 地压支护最危险应力支护材料强度（极限位移）f人工稳定 地压支护最危险应力支护材料强度（极限位移）f不稳定f改革支护f人工稳定2计算原岩自垂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，历经漫长的地质年代后，由于材料的蠕变性及地下 水平方向的约束条件，导致水平应力最终与铅垂应力相均衡。公式：a 1=a 2=a 3=p gz=y z金尼克假说：铅垂应力仍是自重应力。=Y z，而水平方向上，均质岩体相邻微元体相互受 z到弹性约束，且机会均等，故由虎克定律应有£ x=a x-v （a y+a z）/E=0£ =a -v （a x+a z）/E=0，得到自重力的水平分量为a x=a y=v y z/ （1-v ）3暮道室护的目的和原则？影响行稳定性的因素有哪些（对应的解决方案）？ p195井巷维护的目的首先在于保证井巷稳定性，但必须以经济合理为前提。原则: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。 首先应该力求降低围岩应力，增加围岩强度，以求达到第一种稳定，即靠围岩自身强度 保持稳定，这种稳定又称为一次稳定。否则，不得以求其次，再依靠支护达到第二种稳 定，又称为二次稳定。因素：围岩岩性，井巷位置，所处深度，巷道轴线方位，断面形状尺寸，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：如果不受支护阻挡，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。通常轴向应力应该是中间主应力，若忽略它，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，最后由岩体和支护体各自的力学特性共同决定了各自体内的应 力和位移，在岩体和支护体接触面的法向则应该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围岩是一种天然承载结构2合理的支护方式 应该是合理充分利用围岩的自承能力3在保证安全的前提下，充分利用自承能力4途径：是 指护体和围岩在相互约束的状态下共同存在5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加速段或不稳定段（斜 率渐增）6地下浅部的原岩应力的分布规律有哪些？ p891）原岩应力一般是三轴压应力状态，且受地表地形地貌、山川河流和构造的影响，其分布往 往十分复杂2）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，引起偏离的主要原因是构造、岩层倾角或局部不均值影响4）原岩应力中的铅 垂应力分量基本上等于由上覆岩体自重，即。z=O v=Y z，它随深度呈线性增长5）原岩应力 的两个近水平应力分量分布十分复杂，因地而异，且随深度而变化；两个水平应力的平均值 与铅垂应力的比值入的统计规律，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；一定深度之后变得小于铅垂应力 计算题1抗拉强度的公式是什么？巴西法p25St=2P/n D - t=0.636P/D-tP-劈裂载荷D、t-试件直径、厚度2自重原岩应力铅垂方向计算和水平方向的计算（金尼克）p85铅垂应力仍是自重应力。z=Y 2，自重力的水平分量为。x=o y=v Y Z/ （1-v ）3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 度，根据摩尔库伦准则计算1岩石内摩擦角2正应力为零时的抗剪强度（就是求C）a =45° +w ； t =C+fa =C+a ta叫增加公式 Sc=2Ccos /（1 - sin ）填空题1根据试件含水量的不同，岩石重容分为干容重，天然容重，饱和容重2如果应力-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，则这种 岩石材料称为完全弹性3岩石抵抗外力破坏作用的能力，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工程中把地压分为松弛地压、变形地压、膨胀地压和冲击地压。6岩石的破坏表现为拉坏、压坏、剪坏 形式