【正文】 簡要敘述影響圍巖壓力的一些主要因素是什么？1試用莫爾應(yīng)力圓畫出：（1）單向拉伸；（2）單向壓縮；（3）純剪切；（4）雙向壓縮；（5）雙向拉伸。（?。┧?、問答題對巖石進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)，如果發(fā)生剪切破壞，破壞面是否一定是試樣中的最大剪應(yīng)力面？為什么？如果發(fā)生拉斷破壞，此時的抗壓強(qiáng)度是否即為抗拉強(qiáng)度？為什么？什么叫巖石？什么叫巖體？兩者主要區(qū)別在哪里？又有何關(guān)系？什么是巖體的彈性模量？什么是巖體的變形模量？試用圖加以說明。（　）27．飽水巖體的單軸抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。（　）23．從巖體本身性質(zhì)分析，可用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論解決巖體力學(xué)問題。（?。?9．天然中鉛直應(yīng)力一般隨深度增加而增大。（　）15．巖體作為力學(xué)介質(zhì)研究時，其與鋼、混凝土等人工力學(xué)介質(zhì)的根本區(qū)別在于巖體中有天然應(yīng)力、多裂隙交切及是三相介質(zhì)。（?。?1．巖塊在單軸受壓條件下，能承受的最大主應(yīng)力叫巖塊的強(qiáng)度。（?。?．邊坡巖體坡面一點(diǎn)的最大主應(yīng)力是垂直于坡面，而最小主應(yīng)力則平等于坡面，且都不為零。（?。?．一般情況下，巖體的強(qiáng)度可以用巖塊的強(qiáng)度來代替。 ）。（A）巖體中含有大量的不連續(xù)面 （B）巖體中含有水（C）巖體為非均質(zhì)材料 （D）巖石的彈性模量比巖體的大51影響巖體質(zhì)量的主要因素為（ ）（A）1/2~1/5 （B）1/10~1/12 （C）2~5倍 （D）10~50倍50巖體的強(qiáng)度小于巖石的強(qiáng)度主要是由于（（A）45176。 ）。 ）。 ）。（A）脆性材料 （B）延性材料（C）堅硬材料 （D）脆性材料，但圍壓較大時，會呈現(xiàn)延性特征41巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大（37．根據(jù)邊坡巖體面形態(tài)、數(shù)目、組合特征把巖體邊坡的破壞類型劃分為（?。ⅲā。?、（　）和（　）。33．均質(zhì)各向同性的連續(xù)巖體中的圓形洞室洞壁上一點(diǎn)的剪應(yīng)力為（?。?9．據(jù)巖體力學(xué)的觀點(diǎn)看，巖體的破壞類型有（　）和（?。?。25．巖體中逆斷層形成時，最大主應(yīng)力方向?yàn)椋ā。?，最小主?yīng)力方向?yàn)椋ā。?2．八面體強(qiáng)度理論認(rèn)為材料破壞的原因是（　）。18．巖體的強(qiáng)度處在（　）強(qiáng)度與（?。?qiáng)度之間。14．結(jié)構(gòu)面在法向應(yīng)力作用下，產(chǎn)生（　）變形，其變形性質(zhì)用指標(biāo)（?。┍碚鳌?0．主要的巖體工程分類有（?。?、（　）、（?。ⅲā。┑?。6．垂直于巖石層面加壓時，其抗壓強(qiáng)度（　），彈性模量（?。豁槍用婕訅簳r的抗壓強(qiáng)度（?。瑥椥阅Ａ浚ā。?。2．如果將巖石作為彈性體看待，表征其變形性質(zhì)的基本指標(biāo)是（　）和（?。?。此時K的物理意義為促使隧洞洞壁圍巖產(chǎn)生單位徑向位移所需的內(nèi)水壓力值。：受力物體或構(gòu)件在其形狀或尺寸突然改變之處引起應(yīng)力在局部范圍內(nèi)顯著增大的現(xiàn)象。一般是由于破碎的、松散的、分離成塊的或被破壞的巖體坍滑運(yùn)動造成的。：在巖石力學(xué)中，地下深部巖體在自重作用下，巖體中的水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力相等的應(yīng)力狀態(tài)。：指由于人工開挖使巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，而這部分被改變了應(yīng)力狀態(tài)的巖體稱為圍巖。：是地下洞室開挖過程中圍巖發(fā)生突然脆性破壞的現(xiàn)象。次生應(yīng)力直接與工程穩(wěn)定性有關(guān)。：由于地質(zhì)構(gòu)造活動在巖體中引起的應(yīng)力場，這種應(yīng)力與一定范圍地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，其主要特點(diǎn)是水平應(yīng)力大于覆巖垂直應(yīng)力分量。：在工程中指天然存在于巖體之中(內(nèi)部)而與任何人為因素?zé)o關(guān)的應(yīng)力，也稱天然應(yīng)力。：在不支護(hù)條件下，地下工程巖體不產(chǎn)生任何形式破壞的能力。：指結(jié)構(gòu)面與作用力之間的方位關(guān)系對巖體強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響。：結(jié)構(gòu)面依其本身的產(chǎn)狀，彼此組合將巖體切割成形態(tài)不一、大小不等以及成分各異的巖石塊體，被各種結(jié)構(gòu)面切割而成的巖石塊體稱為結(jié)構(gòu)體。：在成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面，根據(jù)巖石成因的不同，可分為沉積結(jié)構(gòu)面、巖漿（火成）結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面三類。：表征巖石破壞時的應(yīng)力狀態(tài)和巖石強(qiáng)度參數(shù)之間的關(guān)系，一般可以表示為極限應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力間的關(guān)系方程：σ1＝f（σ2，σ3）或τ＝f（σ）。：是指在巖石試驗(yàn)中由于加載速率的不同而引起的巖石強(qiáng)度的變化現(xiàn)象。：在巖石的單軸壓縮試驗(yàn)中，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度以后，巖石中的破裂或微裂紋繼續(xù)發(fā)生和擴(kuò)展，巖石的體積應(yīng)變增量由壓縮轉(zhuǎn)為膨脹的力學(xué)過程，稱之為擴(kuò)容。：是指當(dāng)應(yīng)變不變時，巖石的應(yīng)力隨時間增加而不斷減小的現(xiàn)象。：巖石試件的尺寸愈大，則強(qiáng)度愈低，反之愈高，這一現(xiàn)象稱為“尺寸效應(yīng)”。：是指巖石試件在單向拉伸條件下試件達(dá)到破壞的極限值。：軟化性是指巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)。（體）石力學(xué)：是力學(xué)的一個分支學(xué)科，是研究巖（體）石在各種力場作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科?！蹋何挥谝欢ǖ刭|(zhì)環(huán)境中，在各種宏觀地質(zhì)界面（斷層、節(jié)理、破碎帶等）分割下形成的有一定結(jié)構(gòu)的地質(zhì)體。（）8．塑性變形與靜水應(yīng)力無關(guān)，只與應(yīng)力偏量有關(guān)，與剪應(yīng)力有關(guān)。（）4．巖石限制性剪切強(qiáng)度不是固定值，與剪切面上作用的正壓力有關(guān)。（），弱面不僅能承受壓縮及剪切作用，還能承受拉伸作用。（），礦井運(yùn)輸大巷應(yīng)按照等應(yīng)力軸比設(shè)計其斷面尺寸。（ ∨ ），將隨圍壓變化而改變。 格式理論推導(dǎo)巖石抗壓強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的8倍，反映了巖石的真實(shí)情況，較好證明了巖石在任何應(yīng)力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對裂隙被壓閉合抗剪強(qiáng)度增高解釋不夠。3試分析莫爾與格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)并給予評價，說明各自適用條件。 莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度特征，解釋了三向等拉時破壞，三向等壓時不破壞現(xiàn)象，但忽視了中間應(yīng)力的作用。答： 庫侖認(rèn)為：巖石破壞為剪切破壞；巖石抵抗剪切破壞的能力由兩部分組成：內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力。普氏地壓公式與深度無關(guān)，不能解釋應(yīng)力隨深度增大的現(xiàn)象；適用于松散巖體，對整體性、強(qiáng)度高的巖體，計算結(jié)果與實(shí)際有出入；應(yīng)用簡便（估算）、存在局限性。答：普氏認(rèn)為：頂板巖石受力作用可形成平衡拱（免壓拱），使上覆巖層壓力通過拱軸轉(zhuǎn)移到兩側(cè)圍巖上，當(dāng)兩側(cè)圍巖穩(wěn)定時，巷道支架僅承受平衡拱內(nèi)巖石的重力作用。（1）可能破壞巖土體的幾何邊界條件分析（2）受力條件分析（3）確定計算參數(shù)（4）計算穩(wěn)定性系數(shù)（5）確定安全系數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性評價、土力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)有何關(guān)系巖石力學(xué)和土力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)有著十分密切的關(guān)系，工程地質(zhì)學(xué)中的大量計算問題，實(shí)際上就是巖石力學(xué)和土力學(xué)中所研究課題，因此在廣義的工程地質(zhì)學(xué)概念中，甚至將巖石力學(xué)、土力學(xué)也包含進(jìn)去，土力學(xué)和巖石力學(xué)是從力學(xué)的觀點(diǎn)研究土體和巖體。（3）在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應(yīng)力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力，形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。答：（1）打孔到測量應(yīng)力的部位，將加壓段用封隔器密封；（2）向隔離段注入高壓水，測得巖體初始開裂壓力Pi；（3）把高壓水釋放后重新加壓，測得壓力Pr和穩(wěn)定關(guān)閉壓力Ps，重復(fù)2—3次；（4）將封隔器完全卸壓后連同加壓管等全部設(shè)備從鉆孔中取出；（5）測量水壓裂隙和鉆孔試驗(yàn)段的天然節(jié)理、裂隙的位置、方向和大小，做好記錄。在巷道圍巖控制中，采用哪些措施可使支護(hù)更加合理？答：對于位移明顯巷道，采用恒阻—可伸縮支護(hù)形式；對于變形量較大的軟巖，采用二次支護(hù)；支架與圍巖要整體接觸，使應(yīng)力均勻傳遞；加強(qiáng)支護(hù)與圍巖間的整體性，共同承受載荷作用。4．試分析支承壓力的有利因素與不利因素。1．巖石受載時會產(chǎn)生哪些類型的變形?巖石受載可發(fā)生彈性變形、塑性變形和粘性變形。圍壓可改變巖石的力學(xué)性狀。相同點(diǎn)：均為不可恢復(fù)變形；不同點(diǎn)：變形產(chǎn)生的原因、機(jī)理不同。直接測量法包括：扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應(yīng)力計法和聲發(fā)射法等。在巷道圍巖控制中，可采取哪些措施以改善圍巖應(yīng)力條件？答：選擇合理的巷道斷面參數(shù)（形狀、尺寸），避免拉應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生（無拉力軸比）； 巷道軸線方向與最大主應(yīng)力方向一致； 將巷道布置在減壓區(qū)（沿空、跨采、卸壓）。剛性實(shí)驗(yàn)機(jī)在施加載荷時，自身變形極小，儲存的彈性能不足以摧毀巖石試件，因此可以得到巖石破壞后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。大量實(shí)驗(yàn)表明，塑性變形與靜水應(yīng)力無關(guān)，只與應(yīng)力偏量有關(guān)，與剪應(yīng)力有關(guān)。典型蠕變曲線分為初始蠕變、定常蠕變、加速蠕變?nèi)A段。，則其孔隙率為5%。 4．格里菲斯認(rèn)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。（低于）原巖應(yīng)力5%為界，劃分集中應(yīng)力影響范圍。，分為移動支承壓力、固定支承壓力。從支護(hù)原理上分析，普通支護(hù)為被動支護(hù)，錨噴支護(hù)為主動支護(hù)。馬克斯維爾（M）體描述具有瞬時彈性變形、等速蠕變和松弛性質(zhì)的不穩(wěn)定蠕變，其結(jié)構(gòu)組成為M = H—N （或元件圖）。已知巖石的孔隙率為5%。：是指目前正在活動著的斷層，或是近期曾有過活動而不久的將來可能會重新活動的斷層。卓越周期的實(shí)質(zhì)是波的共振。：與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素的綜合，包括：地形地貌、巖土類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、物理地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料六個方面。：飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下，受到強(qiáng)烈振動而喪失抗剪強(qiáng)度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。擴(kuò)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(kuò)大的現(xiàn)象。3．準(zhǔn)巖體強(qiáng)度：考慮裂隙發(fā)育程度，經(jīng)過修正后的巖石強(qiáng)度稱為準(zhǔn)巖體強(qiáng)度。3．長時強(qiáng)度：作用時間為無限大時的強(qiáng)度（最低值）。本構(gòu)方程：描述巖石應(yīng)力與應(yīng)變及其與應(yīng)力速率、應(yīng)變速率之間關(guān)系的方程（物理方程）。練習(xí)題一、名詞解釋：各向異性：巖石的全部或部分物理、力學(xué)性質(zhì)隨方向不同而表現(xiàn)出差異的性質(zhì)。巖體裂隙度K：取樣線上單位長度上的節(jié)理數(shù)。2．給定載荷：巷道圍巖相對孤立，支架僅承受孤立圍巖的載荷。2．給定變形：圍巖與母體巖層存在力學(xué)聯(lián)系，支架承受圍巖變形而產(chǎn)生的壓力，這種工作方式稱為給定變形。巖石的視密度：單位體積巖石（包括空隙）的質(zhì)量。軟巖（地質(zhì)定義）：單軸抗壓強(qiáng)度小于25MPa的松散、破碎、軟弱及風(fēng)化膨脹類巖石。：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在的矛盾或問題。：巖土體對不同周期的地震波有選擇放大作用，某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得尤為明顯而突出，這種周期即為該巖土體的卓越周期。它是由地震部門根據(jù)歷史地震資料及地區(qū)地震地質(zhì)條件等的綜合分析給定的，對一個地區(qū)地震危險性作出的概略估計，作為工程抗震的一般依據(jù)。二、填空題：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。巖石蠕變的類型分為穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種。目前維護(hù)井下巷道圍巖穩(wěn)定，主要從兩個方面入手:增強(qiáng)圍巖強(qiáng)度、降低圍巖應(yīng)力。，破壞均為剪切破壞。3．巖體由巖塊、結(jié)構(gòu)面組成。7．當(dāng)側(cè)壓系數(shù)為1/3時，圓形巷道周邊恰恰不產(chǎn)生拉應(yīng)力。巖石的破壞類型分為斷裂破壞（劈裂）、流動破壞（剪切）兩種。彈性區(qū)圍巖具有彈性或粘彈性位移，位移與巖石彈性性質(zhì)有關(guān)。普通材料實(shí)驗(yàn)機(jī)整體剛度相對較小，對試件施加載荷產(chǎn)生的反作用力將使實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)件產(chǎn)生較大變形（彈性能儲存），當(dāng)巖石試件被壓壞時，試件抗壓能力急劇下降，致使實(shí)驗(yàn)機(jī)彈性變形迅速恢復(fù)（彈性能釋放）摧毀巖石試件，而得不到巖石破壞后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。按結(jié)構(gòu)面成因，結(jié)構(gòu)面通常分為幾種類型？答：按成因分類有三種類型： ①原生結(jié)構(gòu)面——成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面； ②構(gòu)造結(jié)構(gòu)面——在構(gòu)造運(yùn)動作用下形成的結(jié)構(gòu)面；③次生結(jié)構(gòu)面——由于風(fēng)化、人為因素影響形成的結(jié)構(gòu)面。間接測量法，不直接測量應(yīng)力量，而是借助某些傳感元件或某些介質(zhì)，測量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有關(guān)的物理量的變化，通過其與應(yīng)力之間存在的對應(yīng)關(guān)系求解應(yīng)力。流變性指巖石在任何應(yīng)力作用下，隨時間增長而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的變形。構(gòu)造應(yīng)力特點(diǎn)：1）分布不均，在構(gòu)造區(qū)域附近最大；2）水平應(yīng)力為主，淺部尤為明顯；3）具有明顯的方向性；4）堅硬巖層中明顯，軟巖中不明顯；5）3．簡述圍壓對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響。4．影響巷道圍巖穩(wěn)定的主要因素有哪些？圍巖強(qiáng)度、應(yīng)力集中程度、原始應(yīng)力大小、巷道支架的支撐力5．采用錨桿支護(hù)時如何選擇錨桿的桿徑？錨桿桿徑確定：一般先確定錨固力，然后由拉斷力≥錨固力確定拉斷力，再確定桿徑。3．巖體與巖石相比，其變形性質(zhì)有何特點(diǎn)？巖體變形與巖石相比E低，峰值強(qiáng)度低，殘余強(qiáng)度低，μ高；達(dá)到峰值后，巖體呈柔性破壞，并保留一定殘余強(qiáng)度；各向異性顯著，不同結(jié)構(gòu)面分布呈現(xiàn)不同變形性質(zhì)。5．采用錨桿支護(hù)時，如何選擇錨桿的類型？堅硬、厚層狀巖體多選用端頭錨固型；松軟破碎、裂隙發(fā)育巖體多選用全長錨固；為增加錨桿作用效果，錨固經(jīng)常與噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼板條帶等聯(lián)合使用。簡述水壓致裂法主要測量步驟及適用條件。（2）坡腳附近形成最大剪應(yīng)力增高帶，往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。主要有自然歷史分析法、數(shù)學(xué)力學(xué)分析法、模型模擬試驗(yàn)法、工程地質(zhì)類比法等。四、論述題：1試說明普氏、太沙基地壓計算理論，并給予評價。評價： 兩種計算方法均為估算法。 2分析庫侖、莫爾、格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)并給予評價。 評價：庫侖強(qiáng)度理論是莫爾強(qiáng)度理論的直線形式。 格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。 評價：莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度特征，解釋了三向等拉時破壞，三向等壓時不破壞現(xiàn)象，但忽視了中間應(yīng)力的作用。判斷題：，巖體強(qiáng)度越接近于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度。（），說明巖石抗壓強(qiáng)度平均值的可信度越高。（），其長軸方向與最大主應(yīng)力方向一致時，周邊受力條件最差。（）3．軟弱巖層受力后變形較大，表明構(gòu)造應(yīng)力在軟弱巖層中表現(xiàn)顯著。（∨）7．從巷道周邊圍巖受力情況看，拱型斷面巷道要比梯形巷道斷面差。（），河間地塊存在地下分水嶺，蓄水后將不會產(chǎn)生庫水向鄰谷的滲漏。