北科大考研初试《岩石力学》问答题.docx

北京科技大学硕士学位研究生入学考试
《岩石力学》问答题

什么是全应力-应变曲线？各个阶段的特征是什么？画图说明。
全应力-应变曲线：能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性，特别是破坏后的强度与力学性质的变化规律。

分为四个阶段
孔隙裂隙压密阶段：在此阶段时间横向膨胀较小，试件体积随荷载增大而减小；
弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段：该阶段的应力-应变曲线成近似直线型；
非稳定破裂发展阶段：进入本阶段后，微破裂的发展出现了质的变化，破裂不断发展，直至试件完全破坏，试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率增大。
破裂后阶段：裂隙快速发展，交叉且相互联合，形成宏观断面。此后，岩块变形主要表现为沿宏观裂面的块体滑移。试件承载力随变形增大迅速下降，但不降到零。

为什么普通材料试验机得不出全应力-应变曲线？全应力应变曲线有什么用途？
由于材料试验机的刚度小，在试件压缩时，其支柱上存在很大的变形和变形能，在试件快要破坏时，该变形能突然释放，加速试件破坏，从而得不出极限压力后的应力-应变关系曲线。
全应力-应变曲线的用途：
揭示试件破裂后仍有一定承载力
预测蠕变的破坏
预测岩爆
预测循环加载下的岩石破坏
蠕变有哪两种类型？典型蠕变曲线分哪三个阶段？画图说明。
稳定蠕变：蠕变变形的速率随时间增长而减小，最后变形趋于一个稳定的极限。
不稳定蠕变：蠕变不能稳定于某一极限值，而是无限增长直到破坏。

第一蠕变阶段：如曲线中ab段，应变速率随时间增加而减小，故又称减速蠕变阶段。
第二蠕变阶段：如曲线中bc段，应变速率保持不变，故又称为等速蠕变阶段。
第三蠕变阶段：如曲线中cd段，应变速率迅速增加直到岩石破坏，故又称为加速蠕变阶段。

简述维护岩石地下工程稳定的基本原则(新奥法)。
合理利用和充分发挥岩体强度
避免岩石强度的损坏
充分发挥岩体的承载能力
加固岩体
改善围岩的应力条件
选择合理的隧道断面形状和尺寸
选择合理的位置和方向
采用卸压方法
合理支护
强调检测和信息反馈
注重涌水处理：堵水、输水。

围岩-支护作用的共同原理是什么？它对围岩支护有什么指导意义？
围岩周边位移和支护反力成反变关系；
支架的支护力与支架变形成正变关系；
围岩特性曲线与支架特性曲线的交点是围岩与支架的工作点，构成共同作用关系，二者共同承载；
在一定变形范围内，围岩变形越大所需支护力越小。
指导意义：
上述分析反映了围岩稳定与支护相互作用的某些基本原理，为确定支护的内应力及其变形位移和选定支护结构、尺寸提供了基本思路。

简述弹塑性岩石在反复加载与卸载条件下的变形特征。
如果每次施加的最大荷载与第一次施加的最大荷载一样
每次加、卸载都形成一个塑性滞回环。这些塑性滞回环随着加、卸载的次数增加而愈来愈狭窄，并且彼此愈来愈近，岩石愈来愈接近弹性变形，一直到某此循环没有塑性变形为止；
当循环应力峰值小于某一数值时，循环次数及时很多，也不会导致试件的破坏；
而超过这一数值岩石将在某此循环中发生破坏（疲劳破坏），这一数值称为临界应力。

如果每次施加的最大荷载比前一次循环的最大荷载大
随着循环次数的增加，塑性滞回环的面积也有所扩大，卸载曲线的斜率也逐次略有增加；
每次卸载后再加载，在荷载超过上一次循环的最大荷载以后，变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升，好像不曾收到反复加载的影响似的，这种现象称为岩石的变形记忆。

地应力的成因有哪些？浅部地壳中地应力分布基本规律是什么？
成因：地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力，地心引力、地球旋转、岩浆倾入和地壳非均匀扩容等。
基本规律：
地应力是一个相对稳定的应力场，它是时间和空间的函数；
实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量；
水平应力普遍大于垂直应力；
平均水平应力与垂直应力的比值随深度的增加而减小；
最大水平应力与最小水平应力也随深度呈线形增长关系；
最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。

岩石边坡稳定性分析的极限平衡分析方法有哪三个前提，它的分析计算步骤是什么？
前提：
滑动面上实际岩土提供的抗剪强度s与作用在滑面上的垂直应力存在如下关系
稳定性系数F（安全系数）的定义为沿最危险破坏面作用的最大抗滑力（或力矩）与下滑力（或力矩）的比值。即
F=抗滑力下滑力
二维（平面）极限分析的基本单元是单位宽度的分块滑体。
计算步骤：
在断面上绘制滑面形状；
推定滑坡后裂缝及塌陷带的深度，计算或确定其产生的影响；
对滑坡的滑体进行分块。
计算滑动面上的空隙水压力；
采用合适的计算方法，计算稳定系数。

岩体地质力学分类（CSIR分类）与巴顿岩体质量分类（Q）分别考虑岩体的哪些因素？
岩体地质力学分类是由岩体强度、RQD值、节理间