1、礦山巖石力學(xué)補(bǔ)考試卷及答案一、名詞解釋（每小題5分，共30分）1）巖石及特性：由礦物組成的構(gòu)成地殼的主要物質(zhì)。它可以是尺寸很小的礦物 顆粒，如沙、土，也可以是相當(dāng)大的巖快，可能含有不貫通（或微小）裂紋、空 隙或膠結(jié)強(qiáng)度很高的層理，但不包含弱面，是完整巖快，無(wú)地應(yīng)力但可以記憶原 巖應(yīng)力。（每寫出一點(diǎn)給0.5分）2）地應(yīng)力與地壓：存在于原巖中的天然應(yīng)力，也稱巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或 地應(yīng)力；開(kāi)挖引起原巖應(yīng)力的重新分布，叫地壓，也叫二次應(yīng)力、礦壓、巖壓。（每概念給2.5分）3）彈性后效與松弛：加載或卸載時(shí)，彈性應(yīng)變滯后于應(yīng)力的現(xiàn)象稱為彈性后效。 當(dāng)應(yīng)變保持恒定時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸減小的現(xiàn)象，稱為

2、松弛。（每概念給 2.5 分）4）結(jié)構(gòu)面：巖體中存在著的各種不同成因（特性）的地質(zhì)界面，包括物質(zhì)的分 界面、不連續(xù)面，如節(jié)理、片理、斷層、不整合面等（少一點(diǎn)扣1分，扣完為止）5）圍巖分區(qū)破裂化效應(yīng)：在支承應(yīng)力作用下，引起圍巖發(fā)生交錯(cuò)呈帶的離層破 壞的現(xiàn)象。（每點(diǎn)1分，也可以畫圖表述）6）離壁支護(hù)：木支架、鋼支架、混凝土砌碹以及鋼筋混凝土支架等與圍巖部分 點(diǎn)接觸或部分面接觸的支護(hù)形式，也叫普通支護(hù)。（后4點(diǎn)，每點(diǎn)1分；前面說(shuō) 出1點(diǎn)給0.5分。給滿5分為止。）二、填空題（每小題2分，共30分）1）巖體地下工程維護(hù)的基本原則是合理利用和充分發(fā)揮巖體強(qiáng)度、改善圍巖的 應(yīng)力條件、合理支護(hù)、強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)和信

3、息反饋。2）一次鉆取3m深的鉆孔，取得如下一組巖芯：30cm、2cm、10cm、15cm、5cm、 2cm、1cm、25cm、20cm、40cm、30cm、5cm、2cm、3cm、10cm、2cm、10cm、 15cm、5cm、2cm、1cm、25cm、20cm、20cm，該巖體的巖芯質(zhì)量指標(biāo)是 90%。3）圍巖的支承壓力分為 應(yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力升高區(qū)、應(yīng)力不變區(qū) 這三個(gè)區(qū)。 其中以應(yīng)力峰值點(diǎn)為界限，又將支承壓力分為主性匕、極限平衡區(qū)。4）錨桿的支護(hù)作用有懸吊、預(yù)先加固、組合梁、擠壓加固。5）橢圓形長(zhǎng)軸與原巖最大主應(yīng)力方向一致時(shí)，巷道周邊不出現(xiàn)切向拉應(yīng)力，應(yīng)力分布較合理，等應(yīng)力軸比時(shí)最好。等應(yīng)力

4、軸比與原巖應(yīng)力的絕對(duì)值無(wú)關(guān)，只和值有關(guān)。布置采場(chǎng)、巷道時(shí)，都應(yīng)該遵循橢圓長(zhǎng)軸與最大主應(yīng)力方向一致”；不得已時(shí)，可退而求次，尋找無(wú)拉力軸比。6）礦山巖石力學(xué)是調(diào)查地壓顯現(xiàn)，分析圍巖地壓（應(yīng)力重）試驗(yàn)研究巖體 強(qiáng)度，評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性，制定合理的地壓控制措施的應(yīng)用科學(xué)。7）結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面是巖體結(jié)構(gòu)的兩個(gè)基本單元。8）頂板懸空跨度大于頂板巖體極限跨度或懸臂極限跨度的地下空間的變形特性 分為垮（冒）落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶這“三帶”。列舉工程意義一例：瓦斯 抽排（或覆巖離層注漿減緩地表沉陷）。9）地應(yīng)力的測(cè)量方法分直接法、間接法兩大類，分別各舉一例：如前者水壓致 裂（聲發(fā)射法、扁千斤頂法）、后者應(yīng)力解除法

5、10）豎井加固的措施有井圈加固、地面帷幕（或破壁）注漿、開(kāi)槽卸壓、摩擦樁 治理方法。11）某巖石試件的相對(duì)密度是2.60，空隙比是0.05，則該試件的干密度、飽和密度分別為 2.60 、2.65 k/cm3。12）按圍巖壓力的形成機(jī)理可劃分為變形圍巖壓力、松動(dòng)圍巖壓力、沖擊圍巖壓 力、膨脹圍巖壓力等四類。13）巖石的破壞形式包括脆性斷裂和塑性流動(dòng)，其中前者細(xì)分為拉伸斷裂和剪切 破壞。14）當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí)巖石便發(fā)生破壞，這個(gè)極限值就是巖石的強(qiáng)度。在 外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力撤出后能夠恢復(fù)的變形是巖石的彈性變形，當(dāng)外力 撤出后不能夠恢復(fù)的變形是巖石的塑性變形，也稱殘余變形（或永久變形）。

6、15）按莫爾一一庫(kù)倫強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度是一條直線，則巖石破壞時(shí)破裂面與 最大主應(yīng)力作用面的夾角為450+0/2。三、簡(jiǎn)述題（每小題6分，共30分）1）畫圖簡(jiǎn)述傾斜巷道的支承壓力分布。遇到巖爆問(wèn)題，怎樣處 理工作面巖爆小1-壓力降低區(qū)；II-壓力升高區(qū)；III-原巖應(yīng)力區(qū)。X點(diǎn)遇到巷道端面巖爆，一般采用在斷面掘進(jìn)的端面輔助炮孔中布置幾個(gè)超深炮孔，一十1卜超深比為掘進(jìn)進(jìn)尺的23,同時(shí)，在幫墻的腰線間隔一定距離布置應(yīng)力釋放孔，并適當(dāng)爆破震動(dòng)孔底。（標(biāo)注1-3,說(shuō)明布超深孔、超深比和應(yīng)力釋放孔各1分）2）畫圖簡(jiǎn)述巖石的應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線。4個(gè)階段：1）2）3）4）裂隙壓密階段（OA）：曲線上凹 彈

7、性變形階段（AB）：呈直線 塑性變形階段（BC）:曲線下凹 破壞后階段（CD）:殘余強(qiáng)度。D， 峰值強(qiáng)度。C（每點(diǎn)1分，畫圖2分）3）簡(jiǎn)要介紹軸變論的應(yīng)用布置巷道時(shí)，應(yīng)遵循：1）橢圓長(zhǎng)軸與最大主應(yīng)力方向一致，最 好軸比等于1/人；2）不得已時(shí)，可退而求次，尋找無(wú)拉力軸比；3） 無(wú)拉力軸比為，當(dāng)0人1時(shí)m= （1-人）/（2人），當(dāng)人1時(shí)m= 2/（人-1）（前2點(diǎn)每點(diǎn)1.5分，第3點(diǎn)各條件點(diǎn)1.5分）4）畫圖表示支承壓力在底板中的傳遞規(guī)律。下層礦開(kāi)采時(shí)，如何布置巷道最好。（畫圖4分，正確表示A、B、 C、D各區(qū)各0.5分；正確表示應(yīng)力分布趨勢(shì) 各1分；正確表示支承壓力各0.5分；以下表 述每點(diǎn)

8、0.5分）防支承壓力過(guò)大，不應(yīng)將底板巖 巷布置在A區(qū)；防底鼓，也不宜布置在 離采空區(qū)很近的B區(qū)；離礦體太遠(yuǎn)，布 置在D區(qū)也不經(jīng)濟(jì)；一般將底板巖巷布 置在C區(qū)。5）簡(jiǎn)述巖體強(qiáng)度特性。（6分。1、2、4每點(diǎn)表述1.0分，3中各小點(diǎn)也是1.0分） 巖體的強(qiáng)度包絡(luò)線介于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度包絡(luò)線和巖石強(qiáng)度包絡(luò)線之間。巖體強(qiáng)度受加載方向與結(jié)構(gòu)面夾角。的控制，因此表現(xiàn)出巖體強(qiáng)度的各向 異性。巖體中只有一組結(jié)構(gòu)面時(shí)，（1）當(dāng)。1與結(jié)構(gòu)面垂直，巖體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面無(wú) 關(guān)，為巖石強(qiáng)度；（2）當(dāng)。=450 qj/2，巖體將沿結(jié)構(gòu)面破壞，其強(qiáng)度為 結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度；（3）當(dāng)。1與結(jié)構(gòu)面平行，結(jié)構(gòu)面的抗拉強(qiáng)度小，巖體將因結(jié) 構(gòu)面的橫向擴(kuò)展而破壞。巖體中有多組結(jié)構(gòu)面時(shí)，巖體的強(qiáng)度圖像將為各單組結(jié)構(gòu)面巖體強(qiáng)度圖像 的疊加。如果結(jié)構(gòu)面分布均勻、且強(qiáng)度大體相同時(shí)，則巖體表現(xiàn)出各向同 性的特性，但強(qiáng)度卻大大削弱了。四、證明題（10分）寫出三軸抗壓強(qiáng)度與單軸抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，并證明。評(píng)分準(zhǔn)則：1）寫出三軸抗壓強(qiáng)度與單軸抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，3分；寫出等式 2分，說(shuō)明單軸與三軸強(qiáng)度的關(guān)系1分。2）畫出如下圖，并正確標(biāo)明各個(gè)切點(diǎn)與交點(diǎn)，4分；圍壓、三 軸抗壓強(qiáng)度、c、標(biāo)錯(cuò)，各扣0.5分；與園相切的摩爾庫(kù)倫曲線畫錯(cuò)，扣1分; 坐標(biāo)軸標(biāo)錯(cuò)口 1分。3）證明3分，有演算過(guò)程方可