岩体力学课程48学时3学分考试形式,报告人简介

学术报告:矿山岩体工程地质力学:理论与实践

“深部岩体力学与开采理论”获立项
旨在全面提升我国深部资源获取能力

中南大学考试试卷

报 告 人:马凤山 研究员 博士生导师

本报讯作为煤炭开采和消费大国的中国,“不科学”开发带来的浅层煤炭资源“枯竭”的问题日益突出。如何更好地向地球深部要资源?近日通过立项的国家重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”项目,将致力于在开采新理论与新技术方面实现创新突破,为未来全面提升我国深部资源获取能力提供强有力的支持。

2013 -- 2014学年上学期期末考试试题时间110分钟

报告时间:2018年12月9日上午9:30

该项目由四川大学牵头、国内19家单位参与。项目执行期为2016年7月至2019年6月。项目负责人为四川大学校长、中国工程院院士谢和平。

岩体力学课程48学时3学分考试形式:闭卷

报告地点:文昌校区科技园515

随着浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部,千米深井的深部资源开采逐渐成为资源开发新常态。然而,进入1000~2000米的深部开采,资源赋存的地质条件复杂、地应力增大、地温升高、岩体破裂程度加剧、涌水加剧等因素带来一系列问题,对深部资源开采提出严峻挑战。其中,工程实践大大超前于基础理论研究,工程活动普遍存在的盲目性、低效性和不确定性,成为目前深部资源开采的两大突出问题。在此背景下,安全、绿色、高效的资源开采要从浅部走向深部,亟待创新与发展深部岩石力学和开采理论体系。

专业年级:城地、采岩2012总分100分,占总评成绩%

报告人简介:

据此,该项目将针对深部高应力、高水压、高地温、大井深、强扰动等导致的重大难题,通过深入探索深部岩体原位力学行为和地应力环境以及工程扰动效应等相关研究,形成安全高效低生态损害的协同开采新理论与新技术,构建国际领先的深部岩体力学与开采理论研究平台,开创深部岩体力学与开采新的理论体系,全面提升深部资源获取能力。据介绍,该项目的实施将在科学、技术、产业层面上产出不同的效益。

一、名词解释(每小题3分,18分)

马凤山,中国科学院地质与地球物理研究所研究员、博士生导师。页岩气与地质工程院重点实验室地质工程与地质灾害学科组组长,并兼任监测、模拟与信息技术实验系统负责人,国际工程地质与环境协会中国国家小组会员,中国地质学会工程地质专业委员会委员,中国安全生产协会专家委员会专家,北京地质学会理事,《中国地质灾害与防治学报》编委会委员,《黄金科学技术》编委会委员,《工程地质学报》编委会委员。

今年3月,科技部发布《“深地资源勘查开采”重点专项2016年度申报指南》,深部岩体力学与开采理论即被列为重点开展的五个领域之一。8月国务院印发的《“十三五”国家科技创新规划》也提出重点研究深地资源勘探理论和技术装备的目标。

江苏快三走势图,1、扩容;

长期从事工程水文地质学、地质工程与地质灾害研究工作,先后承担完成国家、中科院及矿山、水电、交通、石油等部门科研项目50余项。在海水入侵机理及其防治技术、煤层气开发与水文地质条件关系、溶蚀岩体渗透水力学特性、长大隧道水文地质条件评价与突水预测、海底矿井涌水动态监测与突水规律、矿山岩移监测与灾变预测、地面沉降监测与预测以及重大滑坡致险因子辨识与数据库建设、油气管道地质灾害遥感监测及预警技术、页岩气开发大规模压裂过程的环境效应等方面进行了较深入的探索。

“十三五”期间,我国在“深空”“深海”“深地”“深蓝”等领域均部署了一批重大科技项目。其中,深地资源勘探方面就包括构建预测评价体系、拓展开采理论与技术、开发关键技术与装备等内容,力争实现深部油气资源8000~10000米、矿产资源1000~3000米的勘探能力。这一系列重大科技项目的部署,无不预示着国家对颠覆性技术的预判、预警和预置,以此保证在未来竞争中把握主动权和拥有竞争力。

2、应变软化;

研究成果获得国家“八五”科技攻关重大科技成果奖1项,国家科技进步二等奖2项,国家安全生产监督管理总局第六届安全生产科技成果一等奖1项,国土资源科学技术一等奖1项,中国黄金协会科学技术特等奖1项、一等奖3项,中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖1项,山东省科技进步二等奖1项,中国有色金属工业科学技术二等奖1项,甘肃省冶金有色工业科技进步一等奖1项,新疆生产建设兵团十三师科技进步二等奖1项。培养硕、博研究生27名,博士后3名,发表论文215篇(其中SCI论文32篇),合作出版专著11部,授权专利11项,登记计算机软件著作权12项。

《中国科学报》 (2016-08-22 第1版 要闻)

3、流变;

4、原岩应力;

5、围岩;

6、长期强度。

二、作图与说明(每小题5分,共15分)

1、分别划出粘性元件和塑性元件的应力与应变的关系示意图,在图上标注相关的特征值或表达式,并据此分别说明加载初始时的变形特征和卸载后的变形。(5分)

2、已知圆形洞室位于具有水平应力为q和垂直应力为p的原岩应力的均质各向同性岩层中,q/ p > 1,如圆形洞室的开挖引起洞室围岩破坏,试绘制洞室围岩可能出现的破坏面的示意图,并指出其破坏机理。(5分)

3、分别绘出颗粒坚硬的多孔砂岩和颗粒较坚硬且较致密的片麻岩的应力应变曲线,并在图上标明其变形阶段的名称。(5分)

三、判别题(正确的打√,错误的打×,共10分)

1、图1(a)和图1(b)分别表示受一组节理切割的两种岩体中岩石的强度曲线和切割岩体的节理的强度曲线;假设这两种岩体分别受图中应力圆所示的应力作用,节理面法线与最大主应力夹角为α(如过圆心01的半径线所示)。试判别图中表示的分析结果是否正确。(共4分,每项2分)

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a.岩体发生沿节理剪切破坏()b.岩体发生穿切节理的剪切破坏()

图1

2、设计一条水平隧道(巷道)断面如图2所示,其长轴与原岩应力分量q平行,短轴与原岩应力分量p平行。已知p/q> 1。这样的隧道(巷道)断面布置不利于围岩的稳定性。(2分)()

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图2

3、无论纵波还是横波都可以在三相介质即气体、液体和固体中传播。(2分)()

4、岩体中的原岩应力总是随岩体埋深增大而增大,并且最终会趋向处于静水应力状态。(2分)()

四、简答题(20分)

1、指出莫尔库仑准则与莫尔理论间的相同点和不同点。它们与格里菲斯理论的本质区别是什么?(4分)

2、峰值应力前和峰值应力后进行岩石循环加卸载试验,试指出二者应力应变特征的主要区别。(4分)

3、围压对岩石的变形特征和破坏形式有什么影响?(4分)

4、Hoek-Brown岩体强度准则:

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中的参数σc、msa是怎么确定的?(4分)

5、岩体边坡稳定性块体极限平衡分析法的基本假设是什么?(4分)

三、分析题/论述题(共15分)

1、从试验系统与岩石试样之间的能量转移的观点,分析岩石试验过程中试验机刚度对岩石变形试验结果的影响。(7分)

2、在软弱破碎的岩层中开挖洞室,洞室围岩稳定性差。请提出并论证合理的支护和施工方案以确保洞室围岩的稳定性和工程的经济性。(8分)

四、计算题(22分)

1、从工程现场取回岩样进行加工,得到三块直径为50m的试样,其中一块试样完整,另外两块试样都有一个几乎贯通的节理,节理面与试样轴向之间的夹角分别为400和450,两个试样上节理面平直,其节理条件看上去基本一样。在完整试样的单轴压缩试验中,当轴向压力达到157kN时试样破坏,并测得破裂坏面与轴压方向夹角为300;在含节理面与试样轴线夹角为400和350的试样的单轴压缩试验中,试样都沿着节理面滑动而破坏,测得其破坏时的轴向压力分别为40kN和30kN。试采用试验结果初步估算岩石的单轴压强度、抗剪指标cφ,以及节理的抗剪指标φj和cj。(10分)

2、在地下1200m深处开挖一个直径5 m圆形水平洞室,其上覆岩层共4层,从上到下层厚度分别为240m,500m,460m,其对应的重度分别为25 kN/m3,27kN/m3,28 kN/m3,洞室所在岩层岩石的泊松比为0.3,内摩擦角为300,粘结力为18 MPa。在自重应力场中计算和分析该洞室围岩的稳定性,如围岩发生拉伸破坏,指出拉伸区位置;如围岩发生剪切破坏,指出剪切体的位置,并计算破坏起始角和最大剪切体长度,并用图形意示表示。(12分)

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