中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2018學(xué)年第2學(xué)期《礦山巖體力學(xué)》試卷及答案

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2018學(xué)年第2學(xué)期試卷及答案礦山巖體力學(xué)試卷（A）卷考試時(shí)間：120分鐘考試方式：閉 卷學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)題號(hào)-一-二三四總分得分閱卷人一、名詞解釋（20分，每題2分）4、巖石的孔隙度7、破壞準(zhǔn)則10、地應(yīng)力1、巖體2、體力3、結(jié)構(gòu)面5、巖石的軟化系數(shù)6巖石強(qiáng)度8、巖石的彈性9、巖石的流變性二、單項(xiàng)選擇題（30分，每題2分）1、下列那個(gè)不是礦山巖體力學(xué)的特點(diǎn)（）A）工程支護(hù)多為臨時(shí)結(jié)構(gòu)物B）只關(guān)心巖石在彈性階段的力學(xué)性質(zhì)C）工作面不斷移動(dòng)D）煤巖經(jīng)常受瓦斯氣體作用與影響2、圍壓對(duì)巖石極限強(qiáng)度（峰值強(qiáng)度）有較大影響，隨著圍壓的增加，巖石的三 軸極限強(qiáng)度將（）A）減小B）增大C）不變D

2、）不一定增大3、在巖石的室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)中，對(duì)同一巖石試樣所進(jìn)行的試驗(yàn)中，如其余的條件均相同，則下列試樣強(qiáng)度最高的是（）A）圓柱形試件B）六角菱柱形試件C）四角菱柱形試件D ）三角菱柱形試件4、巖石的破壞形式不取決于下列哪個(gè)（）A）巖石的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)面性質(zhì)B）巖石受力狀態(tài)有關(guān)C）巖石強(qiáng)度D）巖石環(huán)境條件5、 巴西劈裂法測(cè)量巖石的抗拉強(qiáng)度要求（）A）線荷載不通過試件的直徑B）試件含有裂隙C）破壞面必須通過試件的直徑D）巖石試件為方形6根據(jù)格里菲思（Griffith）理論，巖石的單軸抗壓強(qiáng)度 Rc與單軸抗拉強(qiáng)度R的關(guān) 系是（）。A）Rc=10RtB） Rc=8RtC）皆 6RtD） Rc=4Rt7、

3、多個(gè)極限應(yīng)力圓上的破壞點(diǎn)的軌跡稱為莫爾強(qiáng)度線 /莫爾包絡(luò)線，實(shí)際中對(duì)于 給定的巖石是否存在下圖中的應(yīng)力圓 3（）A ）很定存在B）不一定C）不存在D ）與所受外力有關(guān)8、下列哪類巖體結(jié)構(gòu)面不是按地質(zhì)成因分類（）A）原生結(jié)構(gòu)面B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面C）張性結(jié)構(gòu)面D）次生結(jié)構(gòu)面9、節(jié)理的赤平極射投影圖不能反映（）A ）節(jié)理走向B）節(jié)理傾角C）節(jié)理組合關(guān)系D）節(jié)理張開度10、巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD分類是將鉆探時(shí)長(zhǎng)度在10cm （含10cm）以上的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比，下列對(duì)該分類方法的評(píng)價(jià)哪個(gè)是錯(cuò)的（）A）簡(jiǎn)單易行B）沒有考慮節(jié)理方位的影響C）考慮了充填物的影響D）是一種快速、經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的分類方法11

4、、圍巖作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力稱為（A ）支承壓力B ）圍巖應(yīng)力C）圍巖壓力D ）采動(dòng)應(yīng)力12、 通常把在外力作用下破壞前總應(yīng)變大于（）的巖石稱為塑性巖石。A） 1% B） 3%C） 5%D） 7%13、嚴(yán)格地說，巖石的泊松比僅在巖石的（）范圍適用。A ）壓密階段B ）彈性范圍C）塑性部分D ）破壞階段14、根據(jù)體積應(yīng)變的定義，體積應(yīng)變等于（）222x yzy zxz xy222xyyzzx2 xy yz zx15、根據(jù)圣維南原理，物體的一小部分邊界上的面力可變換為分布不同但靜力等 效的面力，靜力等效的面力要求（A）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩也相同B）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩不同C）主矢量不

5、同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩不同D）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩相同選擇題答題處123456789101112131415三、簡(jiǎn)答題（30分，每題5分）1、簡(jiǎn)述巖石的莫爾-庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則的優(yōu)缺點(diǎn)？2、畫出典型的巖石單軸壓縮的全應(yīng)力 一應(yīng)變曲線，并簡(jiǎn)述各個(gè)階段的特點(diǎn)?3、簡(jiǎn)述典型巖石蠕變的三個(gè)階段，并畫出巖石的典型蠕變曲線？4、簡(jiǎn)述巖體BQ （ rock mass basic quality指標(biāo)分級(jí)方法？5、簡(jiǎn)述構(gòu)造應(yīng)力的特點(diǎn)？6簡(jiǎn)述套孔應(yīng)力解除法的具體步驟？四、計(jì)算題（20分，每題10分）1、矩形板邊緣上均布著給定的荷載。板厚b=50mm，邊AB=400mm ,BC=500mm。 對(duì)于所示的l, m軸，

6、確定應(yīng)力分量？400 kN300 kN250 kN250 kNB,|400kNK2 2 2 l=lx x+ ly y +lz z+2(lxly xy+ lylz yz+ "z XZ)2 2 2m=mx2 x+myy +mz z+2( mxmy xy+ mymz yz+ mxmz xz)'m=lxmxx+lymyy+ lzmzz+(lxmy+lymx)xy+ (lymz+lzmy)yz+(lzmx +lxmz)xz2、將某一巖石試件進(jìn)行 三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到i = 30MPa、 3 = 5MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為67.5 °設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖

7、破壞準(zhǔn)則，（1）試求該巖石的粘聚力 C和內(nèi)摩擦角 ，寫出摩爾-庫侖方程式？（2）求該巖石的單軸壓縮強(qiáng)度？（3）當(dāng)3 = 10MPa時(shí)，求該巖石的三軸壓縮強(qiáng)度？2c cos1 sin1 sin1 sin45o12C）四角菱柱形試件D）三角菱柱形試件中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2018學(xué)年第2學(xué)期礦山巖體力學(xué)試卷（A）卷答案考試時(shí)間：120分鐘考試方式：閉 卷學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)題號(hào)-一-二三四總分得分閱卷人一、名詞解釋（20分，每題2分）1、巖體：是由巖塊和各種各樣的結(jié)構(gòu)面共同組成的綜合體。2、體力：分布在物體整個(gè)體積內(nèi)部各個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的力，又稱為質(zhì)量力。3、結(jié)構(gòu)面：在巖體中存在著各種不同的地質(zhì)界面，這種地質(zhì)界面稱為結(jié)

8、構(gòu)面。4、巖石的孔隙度：是巖石中各種孔洞、裂隙體積的總和與巖石總體積之比，常 用百分?jǐn)?shù)表示，故也稱為孔隙率。5、巖石的軟化系數(shù)：是指水飽和巖石試件的單向抗壓強(qiáng)度與干燥巖石試件單向 抗壓強(qiáng)度之比。6巖石強(qiáng)度：巖石在各種荷載作用下破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。7、破壞準(zhǔn)則：用以表征巖石破壞條件的應(yīng)力狀態(tài)與巖石強(qiáng)度參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，是在極限狀態(tài)下的 應(yīng)力一應(yīng)力”關(guān)系。8、巖石的彈性：指卸載后巖石變形能完全恢復(fù)的性質(zhì)。9、巖石的流變性：指巖石在長(zhǎng)期靜載荷作用下應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間加長(zhǎng)而變化的性 質(zhì)。10、地應(yīng)力：指存在于地層中的未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力。也稱原巖應(yīng)力、初始 應(yīng)力。二、單項(xiàng)選擇題（30分，每題2分）

9、1、下列那個(gè)不是礦山巖體力學(xué)的特點(diǎn)（ B）A）工程支護(hù)多為臨時(shí)結(jié)構(gòu)物B）只關(guān)心巖石在彈性階段的力學(xué)性質(zhì)C）工作面不斷移動(dòng)D）煤巖經(jīng)常受瓦斯氣體作用與影響2、圍壓對(duì)巖石極限強(qiáng)度（峰值強(qiáng)度）有較大影響，隨著圍壓的增加，巖石的三 軸極限強(qiáng)度將（B ）A）減小B）增大C）不變D）不一定增大3、在巖石的室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)中，對(duì)同一巖石試樣所進(jìn)行的試驗(yàn)中，如其余的 條件均相同，則下列試樣強(qiáng)度最高的是（ A ）A）圓柱形試件B）六角菱柱形試件4、巖石的破壞形式不取決于下列哪個(gè)（ C ）A）巖石的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)面性質(zhì)B）巖石受力狀態(tài)有關(guān)C）巖石強(qiáng)度D）巖石環(huán)境條件5、巴西劈裂法測(cè)量巖石的抗拉強(qiáng)度要求（C ）A）線荷

10、載不通過試件的直徑B）試件含有裂隙C）破壞面必須通過試件的直徑D）巖石試件為方形6根據(jù)格里菲思（Griffith）理論，巖石的單軸抗壓強(qiáng)度 Rc與單軸抗拉強(qiáng)度R的關(guān)系是(B ) <B) Rc=8RtA) Rc=10RtC) Rc= 6RtD) Rc=4R(7、多個(gè)極限應(yīng)力圓上的破壞點(diǎn)的軌跡稱為莫爾強(qiáng)度線 /莫爾包絡(luò)線，實(shí)際中對(duì)于 給定的巖石是否存在下圖中的應(yīng)力圓3 （ C ）A ）很定存在B）不一定C）不存在D ）與所受外力有關(guān)8、下列哪類巖體結(jié)構(gòu)面不是按地質(zhì)成因分類（ C ）A）原生結(jié)構(gòu)面B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面C）張性結(jié)構(gòu)面D）次生結(jié)構(gòu)面9、節(jié)理的赤平極射投影圖不能反映（ D ）A ）節(jié)理走向

11、B）節(jié)理傾角C）節(jié)理組合關(guān)系D）節(jié)理張開度 10、巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD分類是將鉆探時(shí)長(zhǎng)度在10cm （含10cm）以上的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比，下列對(duì)該分類方法的評(píng)價(jià)哪個(gè)是錯(cuò)的（A）簡(jiǎn)單易行B）沒有考慮節(jié)理方位的影響C）考慮了充填物的影響D）是一種快速、經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的分類方法11、圍巖作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力稱為（ C ）A ）支承壓力B ）圍巖應(yīng)力C）圍巖壓力D ）采動(dòng)應(yīng)力12、通常把在外力作用下破壞前總應(yīng)變大于（ C ）的巖石稱為塑性巖石。A） 1%B） 3%C） 5%D） 7%13、嚴(yán)格地說，巖石的泊松比僅在巖石的（ B ）范圍適用。A ）壓密階段B ）彈性范圍C）塑性部分D ）破壞階段

12、14、根據(jù)體積應(yīng)變的定義，體積應(yīng)變等于（A ）A)xyzB)x yy zz x2 xy22yzzxC)xyz /3D)x y z 2 xy yz zx2x yz2y zx2z xy15、根據(jù)圣維南原理，物體的一小部分邊界上的面力可變換為分布不同但靜力等 效的面力，靜力等效的面力要求（ A ）A）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩也相同B）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩不同C）主矢量不同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩不同D）主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩相同選擇題答題處123456789101112131415三、簡(jiǎn)答題（30分，每題5分）1、簡(jiǎn)述巖石的莫爾-庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則的優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：物理概念清楚（壓剪破壞），

13、易接受；反映了巖石抗拉強(qiáng)度小于抗壓強(qiáng)度；能夠解釋巖石三向拉伸破壞、三向等壓不破壞現(xiàn)象； 簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用，且比較全面反映了巖石強(qiáng)度特性。缺點(diǎn)：沒有考慮中間主應(yīng)力 2作用，與實(shí)際情況不符；理論得出的單軸抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于實(shí)際值，而得出的單軸抗壓強(qiáng)度明顯小 于實(shí)際值，不能很好描述巖石在拉應(yīng)力區(qū)和低應(yīng)力區(qū)的真實(shí)強(qiáng)度特征；關(guān)于破壞角對(duì)大多數(shù)巖石壓縮條件近似，不能解釋拉張破裂； 對(duì)膨脹巖石、蠕變巖石等強(qiáng)度非線顯著的出入較大。2、畫出典型的巖石單軸壓縮的全應(yīng)力 一應(yīng)變曲線，并簡(jiǎn)述各個(gè)階段的特點(diǎn)? 答：°勾五個(gè)階段：（1）壓密階段（2）彈性工作階段（3）塑性性狀階段（4）破壞階段（5）殘余應(yīng)力階段3、簡(jiǎn)

14、述典型巖石蠕變的三個(gè)階段，并畫出巖石的典型蠕變曲線? 答：第一蠕變階段：過渡蠕變（AB）第二蠕變階段：定常蠕變（BC） 第三蠕變階段：4、簡(jiǎn)述巖體BQ （ rock mass basic quality指標(biāo)分級(jí)方法？答:巖體BQ（rock mass basic quality指標(biāo)（質(zhì)量指標(biāo)）分級(jí)方法是我國(guó)1994年發(fā)布的第一部巖體國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)方法工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB50218-94。 兩步分級(jí)法：初步分級(jí)；根據(jù)應(yīng)力、地下水和結(jié)構(gòu)面方位等修正。BQ=90+3Rcw+250Kv式中，rcw為巖塊飽和單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）, Kv 巖體的完整系數(shù)。3（2二衣耐+聒4疋J式中，K1為地下水影響修正系

15、數(shù)，K1為主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)，K1為天然應(yīng)力影響修正系數(shù)。5、簡(jiǎn)述構(gòu)造應(yīng)力的特點(diǎn)？答：（1）以水平壓應(yīng)力為主；（2）分布不均勻；（3）具有明顯方向性；（4）%晦仙 >；（5）在堅(jiān)硬巖層中出現(xiàn)較普遍6簡(jiǎn)述套孔應(yīng)力解除法的具體步驟？答：（1）從巖體表面，一般是從地下巷道、隧道、硐室或其他開挖體的表面向巖 體內(nèi)部打大孔，直至需要測(cè)量巖體應(yīng)力的部位。大孔孔徑為下一步即將打的用于 安裝探頭的小孔直徑3倍以上。（2）從大孔底打同心小孔，供安裝探頭用，小孔直徑由所用的探頭直徑?jīng)Q定， 一般為3638mm，小孔深度一般為孔徑的10倍左右。（3）同一套專用裝置將測(cè)量探頭如孔徑變形計(jì)、孔壁應(yīng)變計(jì)等

16、安裝（固定或膠 結(jié)）到小孔的中央。（4）用第一步打大孔用的薄壁鉆頭繼續(xù)延深大孔，從而使小孔周圍巖芯實(shí)現(xiàn)應(yīng) 力解除，由于應(yīng)力解除引起的小孔變形或應(yīng)變由包括測(cè)試探頭在內(nèi)的量測(cè)系統(tǒng)測(cè) 定并通過記錄儀器記錄下來。根據(jù)測(cè)得的小孔變形或應(yīng)變通過有關(guān)公式即可求出 小孔周圍的原巖應(yīng)力狀態(tài)。四、計(jì)算題（20分，每題10分）1、矩形板邊緣上均布著給定的荷載。板厚b=50mm，邊AB=400mm ,BC=500mm。 對(duì)于所示的I, m軸，確定應(yīng)力分量？400 kN300 kN250 kN250 kNB,1400 kNK2 2 2 l=lx x+ ly y +lz z+2(lxly xy+ lylz yz+ "z XZ)2 2 2m=mx2 x+myy +mz z+2( mxmy xy+ mymz yz+ mxmz xz)xy+ (lymz+