岩体力学考试必备

1、弹性力学是固体力学的一个分支，研究弹性体由于受外力作用、边界约束、温度改变等原因发生的应力、形变和位移。

2、弹性力学的研究对象为一般及复杂形状的构件、实体结构、板壳等。

3、应力定义：物体承受外力作用，物体内部各截面之间产生附加内力，为了显示出这些内力，我们用一截面截开物体，并取出其中一部分，其中一部分对另一部分的作用，表现为内力，它们是分布在截面上分布力的合力。单位面积上的分布力即为应力。应力性质：性质：在物体内的同一点，不同截面上的应力是不同的。

4、形变就是形状的改变。物体的形变可以归结为长度的改变和角度的改变 5、弹性力学的研究对象、内容是什么？与材料力学比较有何异同？

答：弹性力学研究物体在外界因素影响下处于弹性阶段的应力、应变和位移，其研究对象为一般及复杂形状的构件、实体结构、板壳等。而材料力学是研究杆件在拉、压、剪、弯、扭状态下的应力和位移。

6、弹性力学中基本假设是什么？

答：为了简化计算，弹性力学中采用如下基本假设：（1）连续性假设，（2）完全弹性假设，（3）均匀性假设，（4）各向同性假设，（5）小变形假设。 7、什么是小变形假设？小变形假设带来那些简化？

答：假定物体受力以后，整个物体所有各点的位移都远远小于物体原来的尺寸，就是小变形假设。小变形假设，在建立物体变形以后的平衡方程时，可以用变形以前的尺寸来代替变形以后的尺寸，并且，在考察物体的形变及位移时，转角和位移的二次幂或乘积都可以略去不计。这样可使弹性力学中的代数方程和微分方程简化为线性方程。 8、 9、 10、

1.岩体力学的主要主要是研究岩石和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理（力场、温度场、地下水等）环境发生变化以后，作出响应的一门力学分支。 2.岩体的力学特征：不连续性、各向异性、不均匀性、赋存地质因子的特性。

3.岩体力学的研究内容：岩体的地质力学模型及其特征方面；岩石与岩体的物理力学性质方面；岩体力学在各类工程中应用方面。

4.岩体力学的研究步骤：首先地质调查，再根据地质调查做工程地质分区，接着是岩体结构划分，然后取回岩石，做岩石岩体力学性质试验，试验包括室内和现场两部分，主要做以下几个方面的分析：岩体赋存条件分析（初始应力、结构面几何特征）；介质的模型化（物理、数学）；计算（经典解析法、数值计算法）正分析、反分析；分类、确定岩体的质量、等级；模拟试验（物理模拟、相似材料）；经验判据。随着上面做完就可以做岩体工程设计，根据设计施工，施工结束，是长期监测，然后检测数据反馈，据此修正工程设计，做适当的加固措施。

5.地质学科在岩体力学中的作用：首先利用地质学所提供的基本理论和研究方法来帮助解决岩体力学问题，此外岩体中含有节理、裂隙，并赋存地应力、水汽及其他地质作用的因子，他们对岩体的力学性质和稳定性影响很大。

6.力学学科在岩体力学中的作用：岩体力学是力学学科的一个分支，属固体力学范畴，理论力学又为岩体力学奠定了一个非常重要的力学理论基础。岩体力学的变形研究是基于弹性力学、塑性力学和流变学发展起来的，是一门比土力学要晚的学科，解决土力学不能解决岩体力学问题。

7.岩石的基本物理性质：岩石的密度指标如岩石的密度、岩石的颗粒密度；岩石孔隙性如岩石的孔隙比、岩石的孔隙率；岩石的水理性质如岩石的含水性质、岩石的渗透性；岩石抗风化指标如软化系数岩石耐崩解性指数、岩石的膨胀性；岩石的其他特性。

8.岩石的渗透性是指岩石在一定的水力梯度作用下，水穿透岩石的能力。他间接地反映了岩石中裂隙间相互连通的程度。

9.在单项压缩荷载作用下试件的破坏形态：圆锥形破坏、柱状劈裂破坏

10.单轴抗压强度的影响因素：承压板对单轴抗压强度的影响，岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响，加载速率对单轴抗压强度的影响，环境对岩石单轴抗压强度的影响。 11.劈裂法（巴西法）：Hondros提出用一个实心圆柱形试件，使它承受径向压缩线荷载至破坏，间接地求出岩石的抗拉强度。试件直径4.8~5.4cm，厚度为直径0.5~1.0倍。 12.岩石抗剪断试验正应力

?和剪应力?：??P(cos??fsin?)，A??P(sin??fcos?) A13.岩石三向压缩强度的影响因素：侧向压力的影响，试件尺寸与加载速率的影响，加载路径对岩石三向压缩强度的影响，孔隙压力对岩石三向压缩强度的影响。

14.威斯特雷花岗岩的破坏轨迹A典型的侧压为常数荷载轨迹B典型的成比例的荷载轨迹C

第26号试件的荷载轨迹

15.典型的应力-应变曲线：OA段压密阶段，AB阶段弹性阶段，BC阶段塑性阶段 16.扩容是指岩石受外力作用后发生非线性的体积膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的。

16.典型的蠕变曲线：AB阶段瞬态蠕变阶段；BC阶段稳定蠕变阶段；C点以后非稳态蠕变 17.蠕变与应力-应变全过程曲线的关系 18.凯尔文模型

?1??3?1??3????cos2???n2219.岩石的强度理论基本应力公式?

???3???1sin2?n?2?20.莫尔强度包络线：无数个极限应力圆上破坏应力点的轨迹线

21.根据格里菲斯强度理论，岩石的单轴抗压强度是抗拉强度的8倍。

22.现场测得岩体纵波波速vpm?4167m，岩体密度??2.45sgm3，室内测得岩块试件

纵波波速vpr?3536m，求这种岩块的静弹性模量E。

s解：E?jEd

kv?vpm2vpr224167?35362=

由kv查表得j=

??Ed(1??d)vpm???

??(1??d)(1?2?d)?12vpm??(1??d)(1?2?d)= Ed?1??dE?jEd=

23.结构面的分类：按结构面成因分类，结构面的绝对分类和相对分类，按地质力学观点进行的结构面分类

24.裂隙度K是指沿着某个取样线方向，单位长度上节理的数量。K?25.结构面强度公式??cj??tan?j

26.结构面的力学效应：单节理的力学效应，多节理的力学效应 27.按“等价”的连续岩体模型求变形模量

28.我国岩体分级标准流程：一、确定岩体基本质量（硬度、完整度）；二、岩体基本质量分级（岩体基本质量分级指标（BQ））；三、工程岩体质量分级的确定（地下水影响修正系数、结构面产状影响修正系数、初始应力影响修正系数） 29.岩体初始应力场的分布规律

30.水压致裂法是通过液压泵向钻孔内拟定测量深度处加液压将孔壁压裂，测定压裂过程中的各特征点压力及开裂方位，以此计算测点附近岩体中初始应力大小和方位。 31.压力和声发射事件试验曲线图缺图6-22

32.以围岩强度比为指标的地应力分级标准：极高地应力＜4高地应力4~7一般地应力＞7 33.岩爆就是围岩处于高应力场条件下所产生的岩片飞射抛撒，以及洞壁片状剥落等现象。 预防措施：加固围岩、加固防护措施、完善施工方法、改善围岩应力条件、改变围岩性质。 围岩加固措施即对已开挖洞室周边的加固以及对掌子面前方的超前加固。改善围岩盈利条件减少洞室周边围岩的切向应力，选择合理的开挖断面形状，采用短进尺、多循环，超应力解除法。施工安全措施主要是躲避及清除浮石 34.洞周的二次应力分布特征

35.为什么煤矿巷道以测量径向位移为主：影响洞壁位移的因素很多，有岩体的弹性常数E，

2n l?；初始应力状态p0；开挖洞室的半径ra；由于??1，位移也将受到径向夹角?的影响。

此外，从数值上看，径向位移要比切向位移稍大些，因此径向位移对洞室的稳定性来说，起着主导作用

36.最佳椭圆界面尺寸（谐洞）：一、洞周的应力分布应该是均匀应力，在洞壁处应力相等；二、洞周的应力应该都为压力，在洞壁处不出现拉应力；三、其应力值应该是各种截面中最小的

37.弹塑性应力分布图缺图7-8

r38.剪裂区半径rp?a?raap0sin(2???j)p0sin?j?cjcos?j

39.围岩压力分类：松动压力、形变压力、冲击压力、膨胀压力

40影响围岩压力的因素：地质方面的因素（岩体的完整性或破碎程度、各类结构面、地下水的活动状况、对于软弱岩层，其岩层强度值也是一重要因素）、工程方面的因素（洞室的形状和尺寸、支护结构的形式和刚度、洞室的埋置深度或覆盖层厚度、施工中的技术措施） 41.普氏理论的基本假设 42.新奥法核心内容

原理：支护—围岩共同作用

围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支护-围岩作为整体相互作用，共同承担围岩压力。摒弃了过去岩体作为对支护结构的荷载采用厚衬砌的传统做法。

围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力(特别是变形压力)由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；支护荷载既取决于围岩的性质，又取决于支护结构的刚度和支护时间；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。

支护手段：柔性支护观点/锚喷网综合支护 支护刚度不必太大，当支护做完后，能与岩体一起产生一定的位移，释放部分变形能，但又能使支护足以保持平衡，保持围岩稳定。

柔性支护，尽早支护，既及时封闭围岩，防止风化，又能释放变形能，合理利用围岩与支护共同承担应力调整过程中的所有作用。支护结构为闭合环，锚喷网综合支护主要支护手段。

作业方式：设计、施工、监测一条龙

优点：较好利用岩体力学特性，充分发挥围岩的自身的承载能力，合理设计支护结构和施工顺序。

精髓：（1）提出二次应力的作用和结构面的切割时岩体失稳的主要因素：（2）认为洞室开挖后所产生的围岩压力是由岩体与支护结构共同承担，且岩体承担了围岩压力的主要部分。

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