井巷工程各章后复习思考题解答.doc

井巷工程课前课后复习思考题目
采矿定单2010级3班夏武涛100103152615306484967
第一章
导学思考题
1.什么是井巷工程？井巷工程的施工方法与基本过程是什么？
答：为采矿或其他目的在地下开掘的井筒、巷道与硐室等工程，总称为井巷工程。井巷施工是按照设计要求与施工条件，考虑安全规范要求，采用不同方法、手段与材料开凿井筒、巷道或硐室等空间。井巷施工最基本的过程，就是把岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井筒、巷道及硐室等空间。接着要采用一定的支护材料与结构，对这些地下空间进行必要的维护，防止围岩继续破碎与垮落。
2.在井巷开挖与支护中如何利用岩石的强度特性，以达到较好的破岩
与支护效果？
答：在大量岩石强度试验基础上，根据不同的破坏机理、归纳与分析描述，人们建立了多种强度准则。强度准则对于分析岩石的破裂与稳定具有重要意义。主要有：（1）静荷载下岩石的强度性质；按外力性质不同，可将岩石强度分为抗压强度、抗拉强度与抗剪强度等。（2）动荷载下的岩石强度性质：（3）非连续岩石的强度特性；（4）莫尔强度理论；（5）格里菲斯岩石强度理论。
3.为什么要对岩石进行分类？
答：岩石分类的总的目的是，能对岩石这种复杂的材料，给出具有代表性的、单一的性质参数，以满足科学研究与工程设计与施工的需要。在井巷工程中，岩石分类表对于解决地下工程支护设计问题，合理地选用施工方法、施工设备、机具与器材，以及准确地制定生产定额与材料消耗定额等工作必不可少。
复习思考题
什么是岩石、岩块、岩体与围岩？它们的区别与联系是什么？
答：岩石由一种或多种矿物组成，其内部还存在有一定孔隙或其他缺陷，孔隙含水或气或者同时含水与气。岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要用于岩石性质的室内试验研究;岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体，岩体内一般包括有非连续面;岩石则是不分岩块与岩体的泛称;开挖巷道会对周围岩石有应力与位移等扰动，这个扰动范围一般为5倍的巷道直径，巷道附近受扰动的岩石称为围岩。
表示岩石物理性质的主要指标有哪些？
答：与井巷工程相关的岩石物理性质主要有相对密度、密度、孔隙性、水理性及碎胀性等。
简述岩石在单轴压缩条件下的变形特点。
答：在外力作用下岩石产生变形的规律，可以用刚性实验机上得到的岩石的应力——应变关系来说明。如图所示：

Ⅰ—OA段，应力—应变曲线呈凹型，岩石中原有裂隙与孔隙受压后逐渐闭合，岩石体积被压缩，称为压密闭合阶段。
Ⅱ—AC段，岩石体积继续压缩，应力—应变曲线呈直线型，即曲线的斜率近似为常数，称为线弹性阶段。
Ⅲ—CD段，应力—应变曲线呈凸型，曲线斜率逐渐减小，岩石内局部破损逐渐增大而导致岩石达到强度极限D点，称为变形屈服阶段。此阶段岩石内开始发展破裂，因此也称破裂发展阶段，可以看到岩石体积开始转为膨胀趋势。如果在CD段卸载，会出现塑性滞环，变形不能完全恢复。
Ⅳ—D后段，此阶段为应力—应变曲线的软化阶段。达到D点时岩石发生破坏，体积快速增长，岩石抵抗荷载能力很快下降，最后达到并保持一定的强度。此阶段最后保持的强度称为残余强度，这说明岩石在达到极限强度以后，仍然存在着承载能力。
4．在单轴、二轴与三轴压缩条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？
答：按外力性质不同，可将岩石强度分为抗压强度、抗拉强度与抗剪强度等。在不同受力状态下，岩石的极限强度相差悬殊。实验表明，岩石在不同应力状态下的强度值一般符合以下规律:三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度。
5．在动荷载下，岩石的力学性质有哪些变化？
答：岩石在动荷载作用下的强度与加载速度有关。冲击荷载强度大于静荷载强度。巷道开挖破岩时，岩石承受的外力都不是静载荷，而是一种动载荷，它是时间的函数。岩石在动荷载作用下，无论是抗压强度还是抗拉强度都比静荷载作用下要大。值得注意的是，在分析岩石稳定性时，一般用岩石的静荷载强度;在分析开挖问题时，一般用岩石的动荷载强度。
6．非连续面对于岩石的强度有什么影响？
答：当岩石内存在非连续面时，岩石的强度将受到加载方向与非连续面相互关系的影响，当岩石的非连续面与加载方向成30°时，岩
石强度最低;而非连续面与加载方向正交或平行时得到的强度最高。所以，层理或节理发育的岩石，支护与破岩难度会有很大不同。
7．如何得到岩石的坚固性系数f，什么是RQD分级法？
答：岩石在各种外载作用下，其破坏的难易程度相似或趋于一致，因此建议用“坚固性系数”作为分类指标，来表示岩石破坏的难易程度。岩石坚固性系数用f表示，其值可用岩石的单向抗压强度(MPa)除以10(MPa)求得，即：。
RQD即“岩心质量指标”。RQD是一修正的岩心取出率，仅考虑长度大于100