【正文】 屬力學(xué)范疇的分支。（4）與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。適用于：完整、脆性巖石。峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線有幾種類型，各表示巖石何種性質(zhì)？答：峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線形態(tài)可分為直線型、下凹型、上凹型、S型、平緩型，分別表示了巖石受力作用后呈現(xiàn)的彈性、彈塑性、塑彈性、塑彈塑性和彈粘性性質(zhì)。有利：壓酥煤體，便于落煤，節(jié)省能耗。一般巖石呈現(xiàn)粘彈性性質(zhì)（滯彈性），即應(yīng)變的產(chǎn)生和恢復(fù)滯后于應(yīng)力變化。圍壓增大致使塑性增大、峰值強度增高、破壞前變形加大。2．試敘述構(gòu)造應(yīng)力對原巖應(yīng)力場的影響及其特點。間接測量法包括：套孔應(yīng)力解除法、局部應(yīng)力解除法、松弛應(yīng)變測量法、孔壁崩落測量法、地球物理探測法。地應(yīng)力測量方法分哪兩類？兩類的主要區(qū)別在哪里？每類包括哪些主要測量技術(shù)？答：分為直接測量法和間接測量法。簡述巖石在三軸壓縮下的變形特征。錨桿施工時要注意兩點足夠、可靠的錨固力；穩(wěn)定、完整的巖幫。開爾文（K）體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變，其結(jié)構(gòu)組成為K = H | N （或元件圖）。巖石在不同的應(yīng)力作用下，其極限強度的大小滿足三向抗壓強度單軸抗壓強度。5．錨桿的作用原理有懸吊、組合梁、擠壓拱、抗剪切等不同解釋。1．描述不穩(wěn)定蠕變的馬克斯維爾（M）體結(jié)構(gòu)組成為M = H—N （或元件圖）。，巖體強度介于巖石強度與結(jié)構(gòu)面（弱面）強度之間。1錨桿支護設(shè)計時一般先確定錨固力，然后確定拉斷力，再確定錨桿桿徑。巖石抗凍系數(shù)為巖樣在正負25℃之間反復(fù)凍融，其抗壓強度降低值與未凍融前抗壓強度的百分比。巖石在不同的應(yīng)力作用下，其極限強度的大小滿足抗剪強度 抗拉強度。：是指由于人類修建水庫工程，水庫蓄水所引起的地震活動，稱為水庫誘發(fā)地震。：不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕性有所增強，這種增強的溶蝕效應(yīng)叫做混合溶蝕效應(yīng)。：斜坡巖土體在重力等因素作用下，依附滑動面（帶）產(chǎn)生的向坡外以水平運動為主的運動或現(xiàn)象。：不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕能力有所增強的效應(yīng)。巖體切割度Xe：巖體被裂隙割裂分離的程度：彈性后效：停止加、卸載，應(yīng)變需經(jīng)一段時間達到應(yīng)有值的現(xiàn)象。4．剪脹現(xiàn)象：巖石受力破壞后，內(nèi)部斷裂巖塊之間相互錯動增加內(nèi)部空間在宏觀上表現(xiàn)體積增大現(xiàn)象。4．?dāng)U容現(xiàn)象：巖石破壞前，因微裂隙產(chǎn)生及內(nèi)部小塊體相對滑移，導(dǎo)致體積擴大的現(xiàn)象5．支承壓力：回采空間周圍煤巖體內(nèi)應(yīng)力增高區(qū)的切向應(yīng)力。平面應(yīng)力問題：某一方向應(yīng)力為0。軟化系數(shù)：飽水巖樣抗壓強度與自然風(fēng)干巖樣抗壓強度的比值。初始碎脹系數(shù)：破碎后樣自然堆積體積與原體積之比。（受力體在幾何上為等厚薄板，如薄板梁、砂輪等）1．平面應(yīng)變問題：受力體呈等截面柱體，受力后僅兩個方向有應(yīng)變，此類問題在彈性力學(xué)中稱為平面應(yīng)變問題。1．平面應(yīng)力問題：受力體呈等厚薄板狀，所受應(yīng)力為平面應(yīng)力，在彈性力學(xué)中稱為平面應(yīng)力問題。5．滯環(huán)：巖石屬滯彈性體，加卸載曲線圍成的環(huán)狀圖形，其面積大小表示因內(nèi)摩擦等原因消耗的能量。粘彈性：巖石在發(fā)生的彈性變形具有滯后性，變形可緩慢恢復(fù)。：地震波在地層中傳播時，經(jīng)過各種不同性質(zhì)的界面時，由于多次反射、折射，將出現(xiàn)不同周期的地震波，而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用，某種巖土體總是對某種周期的波選擇放大得突出、明顯，這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期。：飽水砂、粉砂土在振動力的作用下，抗剪強度喪失的現(xiàn)象。：指在今后一定時間（一般按100年考慮）和一定地區(qū)范圍內(nèi)一般場地條件下可能遇到的最大烈度。：斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體，突然脫離母體并以垂直運動為主，翻滾跳躍而下，這種現(xiàn)象或運動稱為崩塌。 巖石形成各向異性的原因是巖石物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)具有方向性，節(jié)理、結(jié)構(gòu)面、層面具有方向性。塑性區(qū)圍巖具有彈塑性位移，位移僅與應(yīng)力偏量有關(guān)，與靜水壓力無關(guān)。（K）體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變，其結(jié)構(gòu)組成為K = H|N （或元件圖）。 建議：—；破壞時間一般為5—10分鐘。2．礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個重要因素。6．巖石塑性變形有真塑性和假塑性之說，其中假塑性變形是指巖石內(nèi)部存在的節(jié)理裂隙被壓閉合在宏觀表現(xiàn)上的變形。結(jié)構(gòu)面密集程度由裂隙度K與切割度Xe表征。巷道圍巖受地壓作用產(chǎn)生的三區(qū)分別為塑性區(qū)、彈性區(qū)、原始應(yīng)力區(qū)。三、簡答題：什么是全應(yīng)力應(yīng)變曲線？為什么普通材料試驗機得不出全應(yīng)力應(yīng)變曲線？答：在單軸壓縮下，記錄巖石試件被壓破壞前后變形過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線。答：E、μ與單軸壓縮基本相同； 隨圍壓增加——三向抗壓強度增加；峰值變形增加；彈性極限增加；巖石由彈脆性向彈塑性、應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變。直接測量法是用測量儀器直接測量和記錄各種應(yīng)力量。1．巖石的塑性和流變性有什么不同?答：塑性指巖石在高應(yīng)力（超過屈服極限）作用時，產(chǎn)生不可恢復(fù)變形的性質(zhì)。答：影響：加大了水平應(yīng)力和應(yīng)力不均衡分布。實驗時加載速率大，導(dǎo)致彈性摸量大、強度指標(biāo)高。2．程巖體比尼奧斯基分類法依據(jù)哪些指標(biāo)對巖體進行分類？依據(jù)巖塊強度、RQD、節(jié)理間距、節(jié)理條件、地下水條件五個指標(biāo)進行分類。不利：破壞煤體引起片幫，不利頂板管理；破壞頂板，生成采動裂隙，造成頂板破碎不易管理；高應(yīng)力引起巷道圍巖變形嚴重，維護量大不安全；高應(yīng)力易引發(fā)沖擊地壓。巖體結(jié)構(gòu)基本類型有哪些？完整結(jié)構(gòu)； 塊裂結(jié)構(gòu)； 板裂結(jié)構(gòu)； 碎裂結(jié)構(gòu)； 斷續(xù)結(jié)構(gòu)；散體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面的剪切變形、法向變形與結(jié)構(gòu)面的哪些因素有關(guān)？剪切變形與巖石強度（C）、結(jié)構(gòu)面粗糙性（JRC）有關(guān)；法向變形與結(jié)構(gòu)面抗壓強度（JCS）、結(jié)構(gòu)面粗糙性（JRC）、結(jié)構(gòu)面張開度（δ）有關(guān)。：（1）斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)：愈接近臨空面,最大主應(yīng)力σ1愈接近平行于臨空面, σ3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。（5）坡面處由于側(cè)向壓力趨于零,實際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。（1）降低巖土體強度性能（2）靜水壓力（3）動水壓力（4）孔隙水壓力抵消有效應(yīng)力（5）地表水的沖刷、侵蝕作用（6）地下水引起的地質(zhì)病害、地基失穩(wěn)（巖溶塌陷、地震液化、巖土的脹縮、土體鹽漬化、黃土濕陷等）。太沙基認為：跨度為2a 范圍內(nèi)的上部巖石將由于自重而下沉，兩側(cè)摩擦力阻止其下沉，支架所承受的壓力為下滑力與摩擦力之差。適用于埋深不大、圍巖松散破碎條件。格里菲斯認為：不論巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。 莫爾理論適用于塑性巖石，及脆性巖石的剪切破壞；不適用于拉斷破壞。格里菲斯認為：不論巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。 格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。（），其方向與水平方向垂直。（∨），由地表開始側(cè)壓力與深度成線性增長。（）2．流變模型元件串聯(lián)組合時，各元件滿足應(yīng)變相等，應(yīng)力相加關(guān)系。（∨）6．隨開采深度增加，巷道圍巖變形將明顯增大。（∨）10巷道返修是一種較好的巷道支護對策。，由地震所釋放出來的能量大小來確定。：是經(jīng)過地質(zhì)作用而天然形成的一種或多種礦物的集合體。（RQD）：指大于10cm的巖芯累計長度與鉆孔進尺長度之比的百分數(shù)。：是指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。：在巖石試驗中，由于巖石試件形狀的不同，得到的巖石強度指標(biāo)也就有所差異。：指在外界條件不變時，巖石應(yīng)變或應(yīng)力隨時間而變化的性質(zhì)。：若巖石應(yīng)力—應(yīng)變曲線上出現(xiàn)峰值，峰值最高點的應(yīng)力稱為峰值強度。：在循環(huán)荷載作用下，巖石會在比峰值應(yīng)力低的應(yīng)力水平下破壞的現(xiàn)象。：是指巖石在破壞前變形很小，出現(xiàn)急劇而迅速的破壞，且破壞后應(yīng)力降很大。：①指在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的宏觀地質(zhì)界面或帶。：指在地表條件下，由于外力(如風(fēng)力、地下水、卸荷、爆破等)的作用而形成的各種界面，如卸荷裂隙、爆破裂隙、風(fēng)化裂隙、風(fēng)化夾層及泥化夾層等。（angleofdilatancy）：巖體結(jié)構(gòu)面在剪切變形過程中所發(fā)生的法向位移與切向位移之比的反正切值。：是指巖體彈性縱波與巖石彈性縱波之比的平方。(RQD)：長度在10cm（含10cm)以上的巖芯累計長度占鉆孔總長的百分比，稱為巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD(RockQualityDesignation)。：巖體中存在的未受到工程擾動的原始應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力。：巖體受到工程活動擾動，引起巖體中初始應(yīng)力的轉(zhuǎn)移變化形成的新的應(yīng)力場狀態(tài)。：作用于巷道截面的切線方向的應(yīng)力。：指區(qū)域性擠壓應(yīng)力所形成的構(gòu)造形跡，也就是指與產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造運動的壓應(yīng)力方向相垂直的平面和地面的交線。：地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或松動破壞，進而引起施加于支護襯砌上的壓力。一般發(fā)生在塑性或者流變性較顯著的地層中。（2）強度較高且完整的彈脆性巖體過渡受力后突然發(fā)生巖石彈射變形所引起的圍巖壓力。：巖體中一點的水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值。一、名詞解釋巖體彈性脆性三軸抗壓強度抗壓強度抗拉強度抗剪強度莫爾強度理論強度判據(jù) 穩(wěn)定性系數(shù)1蠕變1殘余強度1天然應(yīng)力1剪切剛度1強度理論1 剪切剛度1八面體強度理論4．所謂洞室圍巖一般是指洞室周圍（?。┍栋霃椒秶鷥?nèi)的巖體。8．巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生剪切破壞時，破壞面的法線與最大主應(yīng)力之間的夾角總是等于（?。┑模欢茐拿嬗挚偸桥c中間主應(yīng)力（?。?。12．天然應(yīng)力場的主要成分有（?。?、（　）和（?。?6．地質(zhì)結(jié)構(gòu)面按力學(xué)條件可分為（?。┖停ā。?。20．水對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在（?。ⅲā。┖停ā。?。如果服從庫侖－納維爾判據(jù)，則巖體的內(nèi)摩擦角為（?。?。27．表征巖塊變形特性的指標(biāo)有（?。┖停ā。?。31．巖體中一點的水平天然應(yīng)力與鉛直天然應(yīng)力之比稱為（?。?。35．邊坡形成后，邊坡表面巖體中的最大主應(yīng)力作用方向與邊坡面（?。?，最小主應(yīng)力作用方向與邊坡面（?。＃ˋ）均質(zhì)連續(xù)材料 （B）非均質(zhì)材料 （C）非連續(xù)材料 （D）非均質(zhì)、非連接、各向異性材料39巖石的彈性模量一般指（ ）。 （B）割線模量（C）切線模量（A）巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比（B）巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比（C）巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比（D）巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比，則該巖石（ ）。 ）。48按照格理菲斯強度理論，脆性巖體破壞主要原因是（（A）受拉破壞 （B）受壓破壞 （C）彎曲破壞 （D）剪切破壞49在缺乏試驗資料時，一般取巖石抗拉強度為抗壓強度的（（B）巖石類型、含水量、溫度（C）巖體的完整性和巖石的強度（A）自重應(yīng)力 （B）構(gòu)造應(yīng)力 （C）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力 （D）殘余應(yīng)力三、辨別正誤1．石英砂巖的強度隨石英顆粒的含量增加而增大。（　）5．巖石的泊松比是指單向壓縮條件下，側(cè)向應(yīng)變與側(cè)向應(yīng)力之比。（?。?．天然鉛直應(yīng)力是隨深度增加而增大的。（?。?3．巖塊的彈性模量可以用作用于它上面的應(yīng)力與位移之比來表示。（?。?7．可能滑動面上可供利用力與抗滑力之比值定義為穩(wěn)定性系數(shù)。（?。?1．飽水巖樣的單軸抗壓強度與干抗壓強度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。（?。?5．一般情況下巖塊的抗壓強度隨加荷速度的增大而增大。（?。?9．一般來說，巖塊的單軸抗壓強度隨加荷速度的增在而減小。應(yīng)力波對物體的效應(yīng)，與剛體動力學(xué)與彈性理論有什么區(qū)別？為什么聲波法或地震法可以用來測定巖體的某些動力學(xué)參數(shù)？確定哪些參數(shù)？巷道道護形式的選擇與地壓活動類型有無關(guān)系？試舉例說明之。1采用應(yīng)力解除法如何測定巖體中的應(yīng)力？并用示意圖表示。加載速率對巖石動力強度的影響怎樣？并舉例說明之。2什么叫真三軸試驗機？什么叫假三軸試驗機？2什么叫巖塊的變性模量？以“S”型應(yīng)力－應(yīng)變曲線為例表示出巖塊的幾種變性模量（圖加簡要文字說明）。3巖塊的抗壓強度與抗拉強度哪個大？為什么？3如何獲得巖體結(jié)構(gòu)面的強度指標(biāo)？請用解析法或圖解法說明。（2）作出相應(yīng)的莫爾應(yīng)力圓，并寫出莫爾應(yīng)力圓的方程。試求：（1）在正應(yīng)力為零的那個面上的抗剪強度等于多少？（2）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。在某礦發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r中兩組鉛直的剪切面，其走向分別為NE10176。在地表以下200m深度處的巖體中開挖一洞徑2R0=2m的水平圓形遂洞，假定巖體的天然應(yīng)力為靜水壓力狀態(tài)，巖體的天然密度ρ=，試求：(1)洞壁、2倍洞半徑、2倍洞半徑處的重分布應(yīng)力；(2)根據(jù)以上計算結(jié)果說明圍巖中重分布應(yīng)力的分布特征；(3) 若圍巖的抗剪強度Cm=，φm=30176。若σ1為最大主應(yīng)力，σ3為最小主應(yīng)力，C為粘聚力，φ為巖石的內(nèi)摩擦角，導(dǎo)出以極限主應(yīng)力表達的巖石強度方程。用圖解法求洞頂與側(cè)壁方向破壞圈厚度 。巖柱的橫截面積A=5000cm2，柱頂承受荷載p＝30MN，自重忽略不計。設(shè)巖石強度服從直線型莫爾強度判據(jù)：①求該巖石的抗剪強度參數(shù)（C、φ值）；②當(dāng)側(cè)限壓力σ3為5MPa時，求該巖石的三軸壓縮強度（σ1m）。當(dāng)該巖石進行三軸試驗時，當(dāng)側(cè)壓力σ2＝σ3＝20MPa，巖石的三向抗壓強度σ1＝260MPa。在某結(jié)晶巖體中開挖一直徑為6m的水平圓形洞室，洞的埋深為2000m，巖體的平均密度ρ＝，假設(shè)巖體中的天然應(yīng)力比值系數(shù)k=1，試求：(1)θ＝0176。試用庫侖準(zhǔn)則和格里菲斯理論求其單向抗壓強度。（1）試繪出θ=0、π/2處隧道圍巖的徑向和切向應(yīng)力分布圖，與隧道周邊的距離等于多少時才是原巖應(yīng)力。巖體的容重γ=，泊桑比μ=。2在堅硬的巖體中開挖一個近似橢圓形洞室，硐跨2a=8m，硐高2b=12m