1、礦山巖石力學補考試卷及答案一、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，也可以是相當大的巖快，可能含有不貫通（或微小）裂紋、空 隙或膠結(jié)強度很高的層理，但不包含弱面，是完整巖快，無地應力但可以記憶原 巖應力。（每寫出一點給0.5分）2）地應力與地壓：存在于原巖中的天然應力，也稱巖體初始應力、絕對應力或 地應力；開挖引起原巖應力的重新分布，叫地壓，也叫二次應力、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，彈性應變滯后于應力的現(xiàn)象稱為彈性后效。 當應變保持恒定時，應力隨時間增長而逐漸減小的現(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（少一點扣1分，扣完為止）5）圍巖分區(qū)破裂化效應：在支承應力作用下，引起圍巖發(fā)生交錯呈帶的離層破 壞的現(xiàn)象。（每點1分，也可以畫圖表述）6）離壁支護：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 點接觸或部分面接觸的支護形式，也叫普通支護。（后4點，每點1分；前面說 出1點給0.5分。給滿5分為止。）二、填空題（每小題2分，共30分）1）巖體地下工程維護的基本原則是合理利用和充分發(fā)揮巖體強度、改善圍巖的 應力條件、合理支護、強調(diào)監(jiān)測和信

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)量指標是 90%。3）圍巖的支承壓力分為 應力降低區(qū)、應力升高區(qū)、應力不變區(qū) 這三個區(qū)。 其中以應力峰值點為界限，又將支承壓力分為主性匕、極限平衡區(qū)。4）錨桿的支護作用有懸吊、預先加固、組合梁、擠壓加固。5）橢圓形長軸與原巖最大主應力方向一致時，巷道周邊不出現(xiàn)切向拉應力，應力分布較合理，等應力軸比時最好。等應力

4、軸比與原巖應力的絕對值無關，只和值有關。布置采場、巷道時，都應該遵循橢圓長軸與最大主應力方向一致”；不得已時，可退而求次，尋找無拉力軸比。6）礦山巖石力學是調(diào)查地壓顯現(xiàn)，分析圍巖地壓（應力重）試驗研究巖體 強度，評價巖體穩(wěn)定性，制定合理的地壓控制措施的應用科學。7）結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面是巖體結(jié)構(gòu)的兩個基本單元。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）地應力的測量方法分直接法、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、開槽卸壓、摩擦樁 治理方法。11）某巖石試件的相對密度是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理可劃分為變形圍巖壓力、松動圍巖壓力、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，其中前者細分為拉伸斷裂和剪切 破壞。14）當應力達到某一極限值時巖石便發(fā)生破壞，這個極限值就是巖石的強度。在 外力作用下發(fā)生變形，當外力撤出后能夠恢復的變形是巖石的彈性變形，當外力 撤出后不能夠恢復的變形是巖石的塑性變形，也稱殘余變形（或永久變形）。

6、15）按莫爾一一庫倫強度理論，若巖石強度是一條直線，則巖石破壞時破裂面與 最大主應力作用面的夾角為450+0/2。三、簡述題（每小題6分，共30分）1）畫圖簡述傾斜巷道的支承壓力分布。遇到巖爆問題，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-原巖應力區(qū)。X點遇到巷道端面巖爆，一般采用在斷面掘進的端面輔助炮孔中布置幾個超深炮孔，一十1卜超深比為掘進進尺的23,同時，在幫墻的腰線間隔一定距離布置應力釋放孔，并適當爆破震動孔底。（標注1-3,說明布超深孔、超深比和應力釋放孔各1分）2）畫圖簡述巖石的應力一應變?nèi)^程曲線。4個階段：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）:殘余強度。D， 峰值強度。C（每點1分，畫圖2分）3）簡要介紹軸變論的應用布置巷道時，應遵循：1）橢圓長軸與最大主應力方向一致，最 好軸比等于1/人；2）不得已時，可退而求次，尋找無拉力軸比；3） 無拉力軸比為，當0人1時m= （1-人）/（2人），當人1時m= 2/（人-1）（前2點每點1.5分，第3點各條件點1.5分）4）畫圖表示支承壓力在底板中的傳遞規(guī)律。下層礦開采時，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；正確表示應力分布趨勢 各1分；正確表示支承壓力各0.5分；以下表 述每點

8、0.5分）防支承壓力過大，不應將底板巖 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，布 置在D區(qū)也不經(jīng)濟；一般將底板巖巷布 置在C區(qū)。5）簡述巖體強度特性。（6分。1、2、4每點表述1.0分，3中各小點也是1.0分） 巖體的強度包絡線介于結(jié)構(gòu)面強度包絡線和巖石強度包絡線之間。巖體強度受加載方向與結(jié)構(gòu)面夾角。的控制，因此表現(xiàn)出巖體強度的各向 異性。巖體中只有一組結(jié)構(gòu)面時，（1）當。1與結(jié)構(gòu)面垂直，巖體強度與結(jié)構(gòu)面無 關，為巖石強度；（2）當。=450 qj/2，巖體將沿結(jié)構(gòu)面破壞，其強度為 結(jié)構(gòu)面強度；（3）當。1與結(jié)構(gòu)面平行，結(jié)構(gòu)面的抗拉強度小，巖體將因結(jié) 構(gòu)面的橫向擴展而破壞。巖體中有多組結(jié)構(gòu)面時，巖體的強度圖像將為各單組結(jié)構(gòu)面巖體強度圖像 的疊加。如果結(jié)構(gòu)面分布均勻、且強度大體相同時，則巖體表現(xiàn)出各向同 性的特性，但強度卻大大削弱了。四、證明題（10分）寫出三軸抗壓強度與單軸抗壓強度的關系，并證明。評分準則：1）寫出三軸抗壓強度與單軸抗壓強度的關系，3分；寫出等式 2分，說明單軸與三軸強度的關系1分。2）畫出如下圖，并正確標明各個切點與交點，4分；圍壓、三 軸抗壓強度、c、標錯，各扣0.5分；與園相切的摩爾庫倫曲線畫錯，扣1分; 坐標軸標錯口 1分。3）證明3分，有演算過程方可