【正文】 （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）。（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)進行穩(wěn)定性評價、土力學與工程地質(zhì)學有何關(guān)系巖石力學和土力學與工程地質(zhì)學有著十分密切的關(guān)系，工程地質(zhì)學中的大量計算問題，實際上就是巖石力學和土力學中所研究課題，因此在廣義的工程地質(zhì)學概念中，甚至將巖石力學、土力學也包含進去，土力學和巖石力學是從力學的觀點研究土體和巖體。（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)。（3）在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應力，形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。：（1）斜坡周圍主應力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)：愈接近臨空面,最大主應力σ1愈接近平行于臨空面, σ3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復到原始狀態(tài)。答：（1）打孔到測量應力的部位，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2—3次；（4）將封隔器完全卸壓后連同加壓管等全部設備從鉆孔中取出；（5）測量水壓裂隙和鉆孔試驗段的天然節(jié)理、裂隙的位置、方向和大小，做好記錄。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)。在巷道圍巖控制中，采用哪些措施可使支護更加合理？答：對于位移明顯巷道，采用恒阻—可伸縮支護形式；對于變形量較大的軟巖，采用二次支護；支架與圍巖要整體接觸，使應力均勻傳遞；加強支護與圍巖間的整體性，共同承受載荷作用。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；高應力引起巷道圍巖變形嚴重，維護量大不安全；高應力易引發(fā)沖擊地壓。4．試分析支承壓力的有利因素與不利因素。2．程巖體比尼奧斯基分類法依據(jù)哪些指標對巖體進行分類？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進行分類。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。實驗時加載速率大，導致彈性摸量大、強度指標高。圍壓可改變巖石的力學性狀。答：影響：加大了水平應力和應力不均衡分布。相同點：均為不可恢復變形；不同點：變形產(chǎn)生的原因、機理不同。1．巖石的塑性和流變性有什么不同?答：塑性指巖石在高應力（超過屈服極限）作用時，產(chǎn)生不可恢復變形的性質(zhì)。直接測量法包括：扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應力計法和聲發(fā)射法等。直接測量法是用測量儀器直接測量和記錄各種應力量。在巷道圍巖控制中，可采取哪些措施以改善圍巖應力條件？答：選擇合理的巷道斷面參數(shù)（形狀、尺寸），避免拉應力區(qū)產(chǎn)生（無拉力軸比）； 巷道軸線方向與最大主應力方向一致； 將巷道布置在減壓區(qū)（沿空、跨采、卸壓）。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、應變硬化轉(zhuǎn)變。剛性實驗機在施加載荷時，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力應變曲線。三、簡答題：什么是全應力應變曲線？為什么普通材料試驗機得不出全應力應變曲線？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力應變曲線。大量實驗表明，塑性變形與靜水應力無關(guān)，只與應力偏量有關(guān)，與剪應力有關(guān)。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)、原始應力區(qū)。典型蠕變曲線分為初始蠕變、定常蠕變、加速蠕變?nèi)A段。結(jié)構(gòu)面密集程度由裂隙度K與切割度Xe表征。，則其孔隙率為5%。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。 4．格里菲斯認為不論巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質(zhì)上都是拉伸應力引起巖石破壞。2．礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個重要因素。（低于）原巖應力5%為界，劃分集中應力影響范圍。 建議：—；破壞時間一般為5—10分鐘。，分為移動支承壓力、固定支承壓力。（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）。從支護原理上分析，普通支護為被動支護，錨噴支護為主動支護。塑性區(qū)圍巖具有彈塑性位移，位移僅與應力偏量有關(guān)，與靜水壓力無關(guān)。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）。 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。已知巖石的孔隙率為5%。：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。：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。：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。卓越周期的實質(zhì)是波的共振。：飽水砂、粉砂土在振動力的作用下，抗剪強度喪失的現(xiàn)象。：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。：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。：飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下，受到強烈振動而喪失抗剪強度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。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。擴容現(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，導致體積擴大的現(xiàn)象。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。3．準巖體強度：考慮裂隙發(fā)育程度，經(jīng)過修正后的巖石強度稱為準巖體強度。1．平面應力問題：受力體呈等厚薄板狀，所受應力為平面應力，在彈性力學中稱為平面應力問題。3．長時強度：作用時間為無限大時的強度（最低值）。（受力體在幾何上為等厚薄板，如薄板梁、砂輪等）1．平面應變問題：受力體呈等截面柱體，受力后僅兩個方向有應變，此類問題在彈性力學中稱為平面應變問題。本構(gòu)方程：描述巖石應力與應變及其與應力速率、應變速率之間關(guān)系的方程（物理方程）。初始碎脹系數(shù)：破碎后樣自然堆積體積與原體積之比。練習題一、名詞解釋：各向異性：巖石的全部或部分物理、力學性質(zhì)隨方向不同而表現(xiàn)出差異的性質(zhì)。軟化系數(shù)：飽水巖樣抗壓強度與自然風干巖樣抗壓強度的比值。巖體裂隙度K：取樣線上單位長度上的節(jié)理數(shù)。平面應力問題：某一方向應力為0。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。4．擴容現(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)應力增高區(qū)的切向應力。2．給定變形：圍巖與母體巖層存在力學聯(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。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。巖石的視密度：單位體積巖石（包括空隙）的質(zhì)量。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，應變需經(jīng)一段時間達到應有值的現(xiàn)象。軟巖（地質(zhì)定義）：單軸抗壓強度小于25MPa的松散、破碎、軟弱及風化膨脹類巖石。：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。：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在的矛盾或問題。：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。：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。：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叫做混合溶蝕效應。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)。：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。二、填空題：礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個重要因素。巖石在不同的應力作用下，其極限強度的大小滿足抗剪強度 抗拉強度。巖石蠕變的類型分為穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種。巖石抗凍系數(shù)為巖樣在正負25℃之間反復凍融，其抗壓強度降低值與未凍融前抗壓強度的百分比。目前維護井下巷道圍巖穩(wěn)定，主要從兩個方面入手:增強圍巖強度、降低圍巖應力。1錨桿支護設計時一般先確定錨固力，然后確定拉斷力，再確定錨桿桿徑。，破壞均為剪切破壞。，巖體強度介于巖石強度與結(jié)構(gòu)面（弱面）強度之間。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）。3．巖體由巖塊、結(jié)構(gòu)面組成。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。7．當側(cè)壓系數(shù)為1/3時，圓形巷道周邊恰恰不產(chǎn)生拉應力。巖石在不同的應力作用下，其極限強度的大小滿足三向抗壓強度單軸抗壓強度。巖石的破壞類型分為斷裂破壞（劈裂）、流動破壞（剪切）兩種。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）。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)。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。普通材料實驗機整體剛度相對較小，對試件施加載荷產(chǎn)生的反作用力將使實驗機構(gòu)件產(chǎn)生較大變形（彈性能儲存），當巖石試件被壓壞時，試件抗壓能力急劇下降，致使實驗機彈性變形迅速恢復（彈性能釋放）摧毀巖石試件，而得不到巖石破壞后的應力應變曲線。簡述巖石在三軸壓縮下的變形特征。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)造運動作用下形成的結(jié)構(gòu)面；③次生結(jié)構(gòu)面——由于風化、人為因素影響形成的結(jié)構(gòu)面。地應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。間接測量法，不直接測量應力量，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力有關(guān)的物理量的變化，通過其與應力之間存在的對應關(guān)系求解應力。間接測量法包括：套孔應力解除法、局部應力解除法、松弛應變測量法、孔壁崩落測量法、地球物理探測法。流變性指巖石在任何應力作用下，隨時間增長而產(chǎn)生的不可恢復的變形。2．試敘述構(gòu)造應力對原巖應力場的影響及其特點。構(gòu)造應力特點：1）分布不均，在構(gòu)造區(qū)域附近最大；2）水平應力為主，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性質(zhì)的影響。圍壓增大致使塑性增大、峰值強度增高、破壞前變形加大。4．影響巷道圍巖穩(wěn)定的主要因素有哪些？圍巖強度、應力集中程度、原始應力大小、巷道支架的支撐力5．采用錨桿支護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。一般巖石呈現(xiàn)粘彈性性質(zhì)（滯彈性），即應變的產(chǎn)生和恢復滯后于應力變化。3．巖體與巖石相比，其變形性質(zhì)有何特點？巖體變形與巖石相比E低，峰值強度低，殘余強度低，μ高；達到峰值后，巖體呈柔性破壞，并保留一定殘余強度；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)。有利：壓酥煤體，便于落煤，節(jié)省能耗。5．采用錨桿支護時，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。峰前區(qū)應力應變曲線有幾種類型，各表示巖石何種性質(zhì)？答：峰前區(qū)應力應變曲線形態(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)。簡述水壓致裂法主要測量步驟及適用條件。適用于：完整、脆性巖石。（2）坡腳附近形成最大剪應力增高帶，往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。（4）與主應力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應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。主要有自然歷史分析法、數(shù)學力學分析法、模型模擬試驗法、工程地質(zhì)類比法等。它們屬力學范疇的分支。四、論述題：1試說明普氏、太沙基地壓計算理論，并給予評價。兩幫巖體受拱傳遞壓力作用，產(chǎn)生較大變形，當達到其強度時，兩幫巖體將滑移，失去支撐作用，致使拱寬、拱高加大，頂壓與側(cè)壓增大。評價： 兩種計算方法均為估算法。太沙基公式從另一角度提出地壓計算公式，也反映了免壓拱效應，經(jīng)變換后與普式公式同形。 2分析庫侖、莫爾、格里菲斯強度理論的基本觀點并給予評價。 莫爾認為：無論巖石處于何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞；破壞時，剪切面上所需的剪應力不僅與巖石性質(zhì)有關(guān)，而且與作用在剪切面上的正應力有關(guān)。 評價：庫侖強度理論是莫爾強度理論的直線形式。 格式理論推導巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍，反映了巖石的真實情況，較好證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對裂隙被壓閉合抗剪強度增高解釋不夠。 格式理論適用于脆性巖