【矿山岩体力学】是研究矿井开采过程中岩石力学行为的学科,主要涉及岩石的力学性质、岩石结构、地应力分布、岩体稳定性等问题。以下是对考试题中涉及的知识点的详细阐述:
1. **岩体与岩石的区别**:岩石是由矿物或岩屑通过地质作用形成的自然物体,而岩体则是在特定地质条件下,包含构造面和构造体的复杂地质体。岩体的完整性受构造面影响较大,而岩石通常相对完整。
2. **尺寸效应**:岩体的力学参数可能随试件尺寸的增大而呈现增大或减小的现象,这被称为尺寸效应。通常,岩石的强度会因为内部不连续面的存在而在小尺寸试样中被低估,而随着试样尺寸增大,这些不连续面的影响减弱,力学参数可能增加。
3. **采动影响区**:当应力变化超过原岩应力的5%,该区域被认为是受到开采活动影响的区域,这里可能会出现岩体破坏、裂缝扩展等现象。
4. **吸水率**:岩石的吸水率是指岩石试件吸入水的重量与岩石干燥重量的比值,反映岩石对水分的吸收能力。
5. **构造应力方向**:通常构造应力近似水平分布,可能与地质构造如断层、煤层走向有关。
6. **岩石抗压强度与围岩的关系**:一般情况下,岩石的抗压强度会随着围岩的增大而增大,这是因为更大的围岩可以提供更好的侧向约束。
7. **格里菲斯强度理论**:该理论认为材料的单轴抗压强度是单轴抗拉强度的8倍,涉及到断裂力学的基本概念。
8. **平面问题的弹性力学基本方程**:平面问题的弹性力学基本方程包括3个平衡方程、4个位移边界条件和1个应变能量原理,共计8个方程。
9. **BQ分类法**:我国的岩体分类中,BQ分类依据的是岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数这两个关键指标。
10. **地应力**:地应力是指未受开挖影响的原始地应力状态,是评价矿井开采稳定性的重要因素。
名词解释部分涉及到:
1. **软化系数**:衡量材料在水饱和状态下的强度与干燥状态下的强度差异。
2. **三轴抗压强度**:岩石在三个方向受压时所能承受的最大应力。
3. **泊松比**:材料横向与纵向应变的比例,反映材料的横向变形特性。
4. **剩余变形**:加载后卸载无法恢复的变形。
5. **普氏系数**:单轴抗压强度除以10,简化岩石强度的评估。
6. **强度准则**:描述岩石在极限状态下应力与强度参数的关系。
7. **孔隙率**:岩石中孔隙体积占总体积的比例,影响岩石的渗透性和力学性质。
8. **流变性质**:材料的应力-应变关系随时间变化的特性,常在长期加载下观察。
9. **围岩压力**:支护结构所承受的来自周围岩体的压力。
10. **RQD岩石质量指标**:长度大于10cm的岩芯段长度与钻孔总长的比值,反映岩体完整性的指标。
简答题部分涉及:
1. **岩石与岩体的概念和区别**:岩石是基本的地质单元,岩体是岩石与构造面的集合体,岩体的复杂性主要源于构造面的存在,这影响了其力学性能和稳定性。
这些知识点涵盖了矿山岩体力学的基本概念、岩石力学性质、岩体的分类与评价、地应力分析等方面,是理解矿井开采安全和岩体稳定性分析的关键。