高等岩体力学课后作业

2020-04-14 01:57

1、什么是全应力—应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力—应变曲线?该曲线的实际意义?

答:能全面反映岩石受压破坏过程中的应力、应变特征,特别是岩石破坏后的强度与力学性质变化规律的应力应变曲线就叫全应力-应变曲线。普通试验机只能得出半程应力-应变曲线不能得出全应力-应变曲线的原因是由于试验机的刚性不足,在岩石压缩过程中,试件受压,试验机框架受拉,随着岩样不断被压缩,试验机发生的弹性变形以应变能形式存于机器中,当施加压力超过岩石抗压强度,试件破坏,此时,试验机迅速回弹,被存于试验机中的应变能瞬间释放到岩石试件中,引起岩石的激烈破坏和崩解,因而造成无法获得岩石在超过峰值破坏强度后受压的应力应变曲线。根据岩石的变形把全应力应变曲线分为6个阶段, 各个阶段的特征和反映的物理意义如下:OA段,应力缓慢增加,曲线朝上凹,岩石试件内裂隙逐渐被压缩闭合而产生非线性变形,卸载后全部恢复,属于弹性变形。 AB段,线弹性变形阶段,曲线接近直线,应力应变属线性关系,卸载后可完全恢复。(3)BC段,曲线偏离线性,出现塑性变形。从B点开始,试件内部开始出现平行于最大主应力方向的微裂隙。随应力增大,数量增多,表征着岩石的破坏已经开始。 CD段,岩石内部裂纹形成速度增快,密度加大,D点应力到达峰值,到达岩石最大承载能力。 DE段,应力继续增大,岩石承载力降低,表现出应变软化特征。此阶段内岩石的微裂隙逐渐贯通。 残余强度。强度不再降低,变形却不断增大。

2、影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的?

水、温度、风化程度、加荷速率、围压的大小、各向异性等

3、简述Hoek-Brown岩体强度估算方法?

4、简述地下水对岩土体的力学作用。

地下水对岩体的力学作用主要通过空隙静水压力和空隙动水压力作用对岩体的力学性施加影响。前者减小岩体的有效应力而降低岩体的强度,在裂隙岩体中的空隙静水压力可使裂隙产生扩容变形;后者对岩体产生切向推力以降低岩体的抗剪强度。

5、地应力的组成,主要测量方法有哪些?地壳浅部地应力分布基本规律?

地应力主要是由岩体自重引起的自

重应力和由岩体构造作用引起的岩体构造应力组成的。

直接测量法:扁千斤顶法、刚性包体应力记法、水压致裂法、声发射法。

间接测量法:应力解除法、孔径变形法、孔壁应变法、空心包体法。

地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,它是时间和空间的函数。

实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量。

水平应力普遍大于垂直应力。 平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小。

最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。

最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大,显示出很强的方向性。

地应力的分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响,特别是地形和断层的扰动影响最大。

6、什么叫岩石本构关系?岩石的本构关系一般有几种类型?

岩石本构关系:指岩石的应力或应力速率与应变或应变速率的关系。

测以后可能出现的变化规律,成为控制巷道稳定的最现实的方法;利用监测和反馈技术,通过施工过程或后期的监测,结合数字和力学现代理论,获得预测的结果

7、何谓岩石强度理论?其包括哪些常用准则?

岩石强度理论是指岩石在某应力或应变条件下产生破坏的判据,即判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。

库仑强度准则、摩尔强度理论、格里菲斯强度理论、Murrell强度准则、德鲁克-普拉格准则

8、岩石力学数值分析常用方法及软件有哪些?

9、简述维护岩石地下工程稳定的基本原则。

答:(1)合理利用和充分发挥岩体强度。岩石强度差异很大,将工程位置设计在岩性好的岩层中;避免岩石强度的损坏;充分发挥岩体的承载能力;加固岩体。 (2)改善围岩的应力条件。选择合理的隧(巷)道断面形状和尺寸;选择合理的位置和方向;“卸压”方法 (3)合理支护。包括支护形式、支护刚度、支护时间、支护受力情况 (4)强调监测和信息反馈。地质条件复杂,难以完全预知,岩体力学性质有许多不确定性;岩体工程设计与施工不能像“白箱”那样操作,有一个确定性的结果;通过围岩在施工中的反响,来判断和推


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