巖石力學(xué)知識點(diǎn)整理

1、采礦12-1班 采礦12-1班礦山巖石力學(xué)知識點(diǎn)整理一、名詞解釋巖石力學(xué)：研究巖體在各種不同受力狀態(tài)下產(chǎn)生變形和破壞規(guī)律的科學(xué)。質(zhì)量密度(P)和重力密度(Y)：單位體積的巖石的質(zhì)量稱為巖石的質(zhì)量密度。單位體積的巖石的重力稱為巖石的重力密度(重度)。所謂單位體積就是包括孔隙體積在內(nèi)的體積。Y=G/VY=Pg(kN/ni3)式中：G巖石試件的重量(kN)；V巖石試件的體積(m3)巖石的相對密度就是指巖石的干重量除以巖石的實(shí)體積(不包括巖石中孔隙體積)所得的量與1個(gè)大氣壓下40C純水的容重之比值。Gs巖石的相對密度；WWs干燥巖石的重量(kN);Gs=Vs巖石固體體積(m3);40C時(shí)水的重度(kN

2、/m3)孔隙率是巖石試件內(nèi)孔隙的體積占試件總體積的百分比?！矮@0%歸-孟孔隙比是指巖石試件內(nèi)孔隙的體積(Vv)與巖石試件內(nèi)固體礦物顆vVn粒的體積(Vs)之比。Q”；=巖石含水率（人）：是指天然狀態(tài)下巖石中水的重量“與巖石烘干重量巴,之比。wV.=x100%Wd巖石的飽水率（冬）是指高壓（150個(gè)大氣壓）或真空條件下，巖石吸入水的重量匹與巖石干重量之比，即WV.=X100%8.巖石的飽水系數(shù)（心）是指巖石的吸水率與飽水率之比,軟化系數(shù)：是指巖石試件在飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（乞）與在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（er；）的比值，即幾（Jc透水性是指在一定的壓力作用下，地下水可以透過巖石的性能稱為巖石的透水

3、性，其衡量指標(biāo)為滲透率。巖石的碎脹性是指巖石破碎后其體積比原體積增大的性能。結(jié)構(gòu)面：是指具有一定方向、延展較人、厚度較小的二維面狀地質(zhì)界面。剪脹：結(jié)構(gòu)面滑移過程中，不僅產(chǎn)生切向位移，也有法向位移，從而使結(jié)構(gòu)面張開，巖體體積膨脹，這種現(xiàn)象即為剪脹。巖石：是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。巖體：是指自然界中處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特性的巖石所組成的集合體。結(jié)構(gòu)體：被各種結(jié)構(gòu)面分割而成的巖石塊體稱為結(jié)構(gòu)體。巖體結(jié)構(gòu)：是指巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體形態(tài)和組合的特征。18.RQD是巖石質(zhì)量指標(biāo)，是指鉆探時(shí)巖芯的復(fù)原率。?！盌x】。li所取巖芯中310cm長度的巖芯段的長度,m

4、L一鉆進(jìn)巖芯的總長度，m。原巖：未經(jīng)采掘而又不受采動(dòng)影響仍處于自然平衡狀態(tài)的巖體稱為原巖。（在原巖中天然賦存的應(yīng)力稱為原巖應(yīng)力（包括自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力），原巖應(yīng)力在巖體空間有規(guī)律的分布狀態(tài)稱為原巖應(yīng)力場。）圍巖：受工程開挖影響應(yīng)力重新分布的巖體稱為圍巖（圍巖中的應(yīng)力稱為次生應(yīng)力，圍巖中重新分布的應(yīng)力狀態(tài)稱為圍巖的次生應(yīng)力狀態(tài)）。重力應(yīng)力：地殼上部各種巖體由于受地心引力的作用而引起的應(yīng)力稱為重力應(yīng)力。（自重應(yīng)力場是指自重應(yīng)力在空間有規(guī)律的分布狀態(tài)，構(gòu)造應(yīng)力場是指構(gòu)造應(yīng)力在空間有規(guī)律的分布狀態(tài)。）側(cè)壓力系數(shù)是指某點(diǎn)的水平應(yīng)力與該點(diǎn)垂直應(yīng)力的比值。擴(kuò)容：巖石在外載荷作用下，隨著外力的增加，其體積不是

5、減小,而是大幅度增加且增加速度越來越快，最終導(dǎo)致巖石試件的破壞，這種體積明顯擴(kuò)大的現(xiàn)象稱為擴(kuò)容。應(yīng)力集中系數(shù)（K）：巷道開挖后圍巖中某點(diǎn)的應(yīng)力（次生應(yīng)力）與開挖前該點(diǎn)原巖應(yīng)力的比值。若K1,說明巷道開挖后次生應(yīng)力增加了，反之，若Kvl,說明巷道開挖后次生應(yīng)力減小了。格里菲斯準(zhǔn)則：不論巖石受力狀態(tài)如何，最終本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)采礦12-1班 # 采礦12-1班力引起的巖石破壞。選擇采礦12-1班 # #采礦12-1班采礦12-1班 采礦12-1班1、巖體是由（B）組成的。A巖石B巖石和結(jié)構(gòu)面C節(jié)理裂隙D結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體2、巖體是由（A）聚集而成的。A礦物或巖屑B碎屑結(jié)構(gòu)C土屑D造巖礦物3、巖體結(jié)構(gòu)的兩

6、大要素是（C）A構(gòu)造和產(chǎn)狀B粗糙度和起伏度C結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體D切割度和充填物4、大部分巖體屬于（D）A均質(zhì)連續(xù)體B非均質(zhì)材料C非連續(xù)材料D非均質(zhì)、非連續(xù)、各向異性材料5、巖石的彈性模量一般指（A）A彈性變形曲線的斜率B割線模量C切線模量D平均模量6、由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度所以巖石屬于（D）A脆性材料B塑性材料C堅(jiān)硬材料D脆性材料，但圍壓較大會(huì)會(huì)呈現(xiàn)塑性特性。7、剪脹（或擴(kuò)容）表示（DA巖石的體積不斷減少現(xiàn)象C裂隙逐漸張開的一種現(xiàn)象增大現(xiàn)象現(xiàn)象。B裂隙逐漸閉合的一種現(xiàn)象D巖石的體積隨壓力的增大而8、剪脹（或擴(kuò)容）發(fā)生的原因是由于（D）A巖石內(nèi)部裂隙閉合引起的B壓應(yīng)力過大引起的C巖石的強(qiáng)

7、度大小引起的D巖石內(nèi)部裂隙逐漸張開而貫通引起的9、巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍壓的增大而（A）A增大B減小C保持不變D會(huì)發(fā)生突變10、劈裂試驗(yàn)得出的巖石強(qiáng)度是巖石的（B）A抗壓強(qiáng)度B抗拉強(qiáng)度C抗彎強(qiáng)度D抗剪強(qiáng)度11、巖石的吸水率是指（B）A巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比B巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比C巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比D巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比12、摩爾庫侖強(qiáng)度理認(rèn)為材料是（）破壞？格里菲斯強(qiáng)度理論認(rèn)為材料是（）破壞？（A）A剪切受拉B剪切受壓C受壓受拉D受拉剪切13、按摩爾庫侖強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度是一條直線，則巖石破壞面與最大主應(yīng)力作用方向的夾角為（B）

8、A45B45+土C45-D602214、巖體的強(qiáng)度小于巖石的強(qiáng)度主要是由于（A）A巖體中含有大量的不連續(xù)結(jié)構(gòu)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（注;巖體的強(qiáng)度決定于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度，巖體的強(qiáng)度介于結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和巖石的強(qiáng)度之間。）15、巖體的尺寸效應(yīng)是指（C）A巖體的力學(xué)參數(shù)與試件尺寸沒有什么關(guān)系B巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件尺寸的增大而增大C巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件尺寸的增大而減小D巖體的強(qiáng)度比巖石的強(qiáng)度小16、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（C）A巖石的類型、埋深B巖石的類型、含水量、濕度C巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度D巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深17、我國工程巖體分級

9、標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅(jiān)硬程度確定是按照（A）A巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度B巖石的單軸抗拉強(qiáng)度C巖石的變形模量D巖石的粘結(jié)力采礦12-1班 # #采礦12-1班采礦12-1班 采礦12-1班I一*石.口一*口一節(jié)理18、下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中哪一種具有較好的穩(wěn)定性?（D）A錐形B菱形C楔形D方形19、沉積巖中沉積的層面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面（A）A原生結(jié)構(gòu)面B構(gòu)造結(jié)構(gòu)面C次生結(jié)構(gòu)面D爆破結(jié)構(gòu)面20、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，巖體完整性確定的依據(jù)為ARQDB節(jié)理間距C節(jié)理密度D巖體的完整性指數(shù)或節(jié)理數(shù)21、我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)是由那兩個(gè)指標(biāo)確定的?（B）ARQD和節(jié)理密度B巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度

10、和巖體的完整性指數(shù)C地下水和RQDD節(jié)理密度和地下水22、初始地應(yīng)力主要包括（C)A自重應(yīng)力B構(gòu)造應(yīng)力C自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力D殘余應(yīng)力23、初始地應(yīng)力是指（A）A未受開挖影響的原始地應(yīng)力B未支護(hù)時(shí)的圍巖應(yīng)力C開挖后的巖體應(yīng)力D支護(hù)完成后的圍巖應(yīng)力24、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向?yàn)椋˙)A鉛直方向B近水平方向C斷層走向方向D傾斜方向（注：地球自轉(zhuǎn)角速度的變化而產(chǎn)生地殼水平方向的運(yùn)動(dòng)是造成構(gòu)造力以水平應(yīng)力為主的重要原因。）25、下列關(guān)于巖體初始應(yīng)力的描述中，哪個(gè)是正確的？（B）A垂直應(yīng)力一定大于水平應(yīng)力B構(gòu)造應(yīng)力以水平應(yīng)力為主C自重應(yīng)力以水平應(yīng)力為主D自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致26、如果不進(jìn)行量測而

11、想估計(jì)巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)時(shí)則一般假設(shè)側(cè)壓系數(shù)為下列哪一個(gè)比較好？（B）A0.5B1.0C1.0痕礦12-1班痕礦12-1班 采礦12-1班27、測定巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍釆用的方法是（B）A應(yīng)力恢復(fù)法B應(yīng)力解除法C彈性波法D模擬試驗(yàn)28、在工程實(shí)踐中，嗣室圍巖穩(wěn)定性主要取決于（B）A巖石強(qiáng)度B巖體強(qiáng)度C結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度D結(jié)構(gòu)面29、在巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，若加荷速率增大，則巖石的抗壓強(qiáng)度（A）。A增大B減小C不變D無法判斷.巖石和巖體的定義與區(qū)別答：（1）巖石是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。（2）巖體是指自然界中處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特性

12、的巖石所組成的集合體。（3）巖石與巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干不連續(xù)面。由于不連續(xù)面的存在，巖體的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石強(qiáng)度。巖體的特征：答：（1）巖體是非均質(zhì)各向異性的材料。（2）巖體內(nèi)存在著原始應(yīng)力場。（3）巖體內(nèi)存在著一個(gè)裂隙系統(tǒng)。3.巖石擴(kuò)容的體積應(yīng)變曲線（見圖中曠-曲線）包括哪幾個(gè)階段？各有什么特點(diǎn)？答：（1）體積壓縮階段：在此階段內(nèi)，體積應(yīng)變在彈性階段內(nèi)隨著應(yīng)力增加呈線性變化（體積減小），有勺|內(nèi)+勺I。（2）體積不變階段：在這一階段內(nèi)，隨著應(yīng)力增加，體積雖有變形,但體積應(yīng)變增量近于零，即巖石體積大小沒有變化，有町=1巳+唧。（3）擴(kuò)容階段：在這一階段內(nèi)，當(dāng)外力繼續(xù)增加，巖石試件的體積不

13、是減少，而是大幅度增加，且增長速率越來越快，最終導(dǎo)致試件的破壞,有ak?+4什么是巖石的全應(yīng)力應(yīng)變曲線？（上圖中OABCDE曲線）答：巖石在單向壓縮荷載作用下，應(yīng)變隨應(yīng)力變化的關(guān)系曲線，包括（1）空隙裂隙壓密階段；（2）彈性變形階段:（3）微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段；（4）非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段；（5）破壞后階段。巖石的強(qiáng)度有哪幾種類型；由那幾個(gè)實(shí)驗(yàn)確定其特征值?答：巖石的強(qiáng)度有：單軸抗壓強(qiáng)度（單軸壓縮實(shí)驗(yàn)）、抗拉強(qiáng)度（直接拉伸試驗(yàn)法，劈裂試驗(yàn)法）、抗剪強(qiáng)度（直接剪切實(shí)驗(yàn)、傾斜壓模剪切實(shí)驗(yàn)、三軸壓縮剪切實(shí)驗(yàn)）、三軸抗壓強(qiáng)度（真三軸加載實(shí)驗(yàn)，常規(guī)三軸加載實(shí)驗(yàn)）。影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？

14、答：加壓板與試件之間的摩擦，試件的形狀，尺寸，加載速率，巖石采礦12-1班采礦12-1班 采礦12-1班的濕度等。幾種有代表性的工程巖體分類方法？答：（1）按巖石強(qiáng)度分類（普氏分類法）（2）按巖芯質(zhì)量指標(biāo)（RQD）分類（3）按巖體完整性系數(shù)Kv（龜裂系數(shù)）分類（4）按巖體結(jié)構(gòu)類型分類（5）按巖體質(zhì)量系數(shù)分類（巴頓巖體質(zhì)量（Q）分類）巖石蠕變一般包括哪幾個(gè)階段？各階段有何特點(diǎn)？答：瞬時(shí)變形階段：加荷后立即發(fā)生變形。初始蠕變或阻尼蠕變階段：應(yīng)變在最初隨時(shí)間增長較快，但其增長速率隨時(shí)間逐漸降低。等速蠕變階段：應(yīng)變隨時(shí)間呈近似直線的增長。加速蠕變階段;應(yīng)變及應(yīng)變速率均隨時(shí)間增長而增長，表明變形加速直至

15、破壞。9.結(jié)構(gòu)面的定義及按成因分類。I區(qū)一初始蠕變段及其卸載曲線II區(qū)一等速蠕變段及其卸載曲線III區(qū)一加速蠕變曲線答：（1）結(jié)構(gòu)面是指巖體內(nèi)具有一定方向、延展較大、厚度較小的面狀地質(zhì)界面。（2）結(jié)構(gòu)面按成因分類：原生結(jié)構(gòu)面：原生結(jié)構(gòu)面是指在成巖過程中所形成的結(jié)構(gòu)面?？煞譃槌练e結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面三類。構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：在各種構(gòu)造應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面，如斷層、節(jié)理等。次生結(jié)構(gòu)面：在各種次生作用下而形成的結(jié)構(gòu)面，如風(fēng)化裂隙，卸荷裂隙等。10試敘述節(jié)理面對巖體強(qiáng)度的影響。答：（1）當(dāng)節(jié)理傾角屈002,且轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)理對巖體產(chǎn)生影響巖體強(qiáng)度取決于節(jié)理強(qiáng)度，且當(dāng)彳+時(shí)巖體強(qiáng)度最低。（2）當(dāng)卩5或0

16、02時(shí)，巖體強(qiáng)度與節(jié)理無關(guān)。2角=sin-3*卩j+備）冷嚴(yán)十巧爲(wèi)=乏+約_Pl爲(wèi)-cr3)咕=211簡述不同形態(tài)結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度特征。*答：（1）平直型硬性結(jié)構(gòu)面：平直型無填充的硬性結(jié)構(gòu)面，其力學(xué)性質(zhì)主要取決于兩壁巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)面粗糙度、粘聚狀態(tài)、干濕程度、發(fā)向應(yīng)力；（2）齒狀結(jié)構(gòu)面：在較小正應(yīng)力作用下發(fā)生剪脹，在正應(yīng)力較大時(shí)發(fā)生剪斷；（3）臺階狀硬性結(jié)構(gòu)面：阻止滑塊的阻力有結(jié)構(gòu)面段的抗剪強(qiáng)度與完整巖段沿層面方向的抗剪強(qiáng)度兩部分組成；（4）非貫通性結(jié)構(gòu)面：發(fā)生剪切時(shí)，結(jié)構(gòu)面與為貫通的“巖橋”都起抗剪作用。簡述地殼淺部地應(yīng)力分布的基本規(guī)律。痕礦12-1班痕礦12-1班 #采礦12-1班答：（1）

17、原巖應(yīng)力場是個(gè)相對穩(wěn)定的非穩(wěn)定應(yīng)力場；（2）實(shí)測垂直應(yīng)力隨深度成線性增加；（3）水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力；（4）應(yīng)力場是以水平應(yīng)力為主的三向不等壓應(yīng)力場，三個(gè)主應(yīng)力的大小和方向是隨空間位置而變化的。影響原巖應(yīng)力分布的因素？答：（1）地形；巖體的結(jié)構(gòu)、裂隙面；（3）巖體的力學(xué)性質(zhì)；（4）剝蝕作用。試敘述原巖應(yīng)力測量的方法？答：（1）孔底解除法；（2）孔徑解除法；（3）孔壁解除法；（4）水力壓裂法。試述自重應(yīng)力場與構(gòu)造應(yīng)力場的區(qū)別和特點(diǎn)。答：自重應(yīng)力場是巖體自重應(yīng)力在空間的有規(guī)律分布；構(gòu)造應(yīng)力場是構(gòu)造應(yīng)力在空間有規(guī)律的分布狀態(tài)。兩者都是天然應(yīng)力場的組成部分，自重應(yīng)力場是由上覆巖體的重量引起的，而構(gòu)

18、造應(yīng)力是空間和時(shí)間的函數(shù)，是隨構(gòu)造形跡的發(fā)展而變化的非穩(wěn)定應(yīng)力場。巖體壓縮變形曲線可分幾類？各類變形曲線有何特點(diǎn)？答:巖體變形曲線類型采礦12-1班采礦12-1班 # 采礦12-1班A直線型：反映巖體加壓過程中變形隨壓力成正比增加，直線型又分兩類，A1型與A2型。A1型：曲線斜率陡，呈直線，巖體剛度大,退壓后巖體變形幾乎恢復(fù)到原點(diǎn)，以彈性變形為主。A2型：曲柄斜率緩，呈直線，巖體剛度很低，退壓后巖體變形只能部分恢復(fù)，有明顯的不可恢復(fù)變形和回滯環(huán)，巖體變形不是彈性的。B上凹型：B1型：每次加壓曲線的斜率隨著加壓退壓循環(huán)次數(shù)增加逐漸變大，即巖體剛度增人，各退壓曲線較緩且相互近于平行，變形系數(shù)隨壓力

19、增加而減小，巖體彈性變形逐漸增大。B2型：加壓曲線斜率隨壓力增人而逐漸變大，即巖體剛度增大，各卸荷曲線很陡，在卸荷后，變形大部分不可恢復(fù)。C下凹型：每次加壓曲線在應(yīng)力較小時(shí)近于平行，而有應(yīng)力較大時(shí)逐漸變緩，變形系數(shù)隨壓力增加而增加。D復(fù)合型：巖體受壓時(shí)的力學(xué)行為復(fù)雜，同時(shí)巖體受壓的邊界條件又隨壓力的增大而改變。17巖體自重應(yīng)力的特點(diǎn)？答：（1）水平應(yīng)力ox、oy小于垂直應(yīng)力oz；（2）ox、oy、oz均為壓應(yīng)力；（3）oz只與巖體密度和深度有關(guān)，而ox、oy還同時(shí)與巖體彈性常數(shù)E、u有關(guān)；（4）結(jié)構(gòu)面影響巖體自重應(yīng)力分布。18試敘述結(jié)構(gòu)面的狀態(tài)？答：（1）結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀；采礦12-1班采礦12-

20、1班 #采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班 # 采礦12-1班結(jié)構(gòu)面的形態(tài)；結(jié)構(gòu)面的延展尺度；結(jié)構(gòu)面的密集度；結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)與充填情況。19巖石試件單向受壓時(shí)的兩種破壞方式?答：(1)圓錐形破壞；(2)柱狀劈裂破壞。20.時(shí)圓形巷道的圍巖應(yīng)力分布曲線226=P(l-J-)=p(l+Tr0=21.坑道周邊不能出現(xiàn)拉應(yīng)力的條件為：答:A=(p+cctg0)(二)皿0a1+sin(pl_sin0cctg0三、計(jì)算題1蠕變的性質(zhì):2sin(p(Tr=(Pi+C-Ctg(p)()1_Sin9?-a-ctg(p馬克斯威爾模型(Maxwell)$該模型由彈性單元和粘性單元串聯(lián)而成，可模擬變形隨時(shí)間增長

21、而無限增大的力學(xué)介質(zhì)。設(shè)彈簧和粘性元件的應(yīng)力、應(yīng)變分別為2和叫組合模型的總應(yīng)力為Q和則=a=bE=a+Eb(a)彈性單元粘性單元:由(b):1dcrb65sbowwn可圖Maxwell模住小JttESEdtEdtEdtd_6_bd二|旦=d/_.df_dz馬克斯威爾模型本構(gòu)方程A.墻變曲線，即o=。o=常數(shù)tdv/dt電代入上式得：dE70dft逋解為：=/+c初始條件：0時(shí)得二=5Z=+/=0-(+)E“E當(dāng)。保持不變ffiMaZl棋冊的I變曲線蠕變方程采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班bbaqabbqoA/VVVT1HfflMaxwdl模!示意圖B、卸載曲線：當(dāng)時(shí)卸載，彈性變形。立

22、即恢復(fù)，則卸載曲線為2圖Maxwell模型的蠕變曲線這是不可恢復(fù)的塑性變形。丄竺+=0Edt7圖Max她11模型的松弛曲線C、松弛曲線：當(dāng)保持不變，即E=o=常數(shù)，d/dt=0,代入上式得：通解為：n（7=t+c初始條件：/=0時(shí)，0=5）得；c=lno0松弛方程；h具有瞬時(shí)變形、蠕變和松弛的性質(zhì)，可模擬變形隨時(shí)間增長而無限增采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班采礦12-1班大的力學(xué)介質(zhì)。痕礦01班痕礦01班 # 采礦12-1班(3)開爾文(Kelvin)模型,伏埃特(Voigt)模型占由彈性單元和粘性單元并聯(lián)而成。當(dāng)驟然施加應(yīng)力時(shí),E速率隨著時(shí)間逐漸遞減，在

23、t增長到痕礦01班痕礦01班 # #采礦12-1班開爾文模型本構(gòu)方程圖Kd血Vo妝模型的劃變曲線圖Kelvin-Voi型的41變曲線一定值時(shí)剪應(yīng)變就趨于零。這個(gè)模型用兩個(gè)常數(shù)E為。和o則0=0c+Od，(a)a&=e=d彈簧：cr=Eer=Es(b)(c)圖阻尼元件：ST二d&=77dr(d)和n來描述。設(shè)彈性單元和粘性單元的應(yīng)力.應(yīng)變分別為叭、.和7組合模型的總應(yīng)力Kelvin-Voige樓型亦意圖由(小5+臨A、堆變曲線：當(dāng)。保持不變，即0=Oo=常數(shù)，代入上式得：dy,=E+T通解為；=魯4她虧E初始條件：加載瞬問.粘性元件不變形，即f=0時(shí)，=0得：心匕E占蠕變方程】二0(1_0可)E

24、可見：當(dāng)t=0時(shí).E=07當(dāng)tf8時(shí).=E0=o/E，即彈性變形(彈性后效)凱爾文模型能模擬穩(wěn)定孀變，不能模擬瞬時(shí)彈性變形。痕礦01班痕礦01班 #采礦12-1班B.卸載曲線方程初始條件;甘在t=S時(shí)卸載，。=0,f=4時(shí),掃本構(gòu)方魚X*畔得:Eded7=0得卸載曲線：=eiE(f)7通解為：=Aeq當(dāng)卸載瞬間t=tM.=tl,當(dāng)t-8時(shí)，=0,即卸載后，變形慢慢恢復(fù)到0（彈性后效）O痕礦01班痕礦01班 # #采礦12-1班痕礦01班痕礦01班 # 采礦12-1班C、松弛曲線二當(dāng)保持不變，TOC o 1-5 h z即w=&。=常數(shù).1e/dt-O,m!代入上式得：:o=*%ffiKrivin-Voiceffi的松池曲線可見，應(yīng)力最終由彈簧承擔(dān)后，應(yīng)變就停止發(fā)展了。該模型反映了彈性后效現(xiàn)象和穩(wěn)定蠕變性質(zhì)。開爾文模型是一種粘彈性模型。2.將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到28MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為60,設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則，（D試求該巖石的內(nèi)摩擦角和粘聚力C,寫出摩爾庫侖方程式?（2）畫出此受力狀態(tài)時(shí)的摩爾庫侖破壞準(zhǔn)則示意圖。解：（1）根據(jù)摩爾庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為a=45+t并由題意知60。，所以得巖石的內(nèi)摩擦角0=30。再由摩爾庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合痕礦01班