第一篇：岩石力学-实验报告
岩石力学与工程
实验报告
一、实验目的
1、熟悉运用岩石力学的phase软件；
2、运用岩石力学的基本理论，来计算某地的地应力值。
二、实验软件
1、岩石力学phase软件；
2、auto CAD 2006;
3、matlab 6.5软件；
4、microsoft office 2003软件。
三、实验方法与步骤
1、选取九龙河溪古水电站地质构造带作为实验基础，并用运用auto CAD软件绘制将该地区的断层、节理等地质构造单元；
2、在phase软件中导入已绘制各种边界（断裂边界、材料边界、boundry）；
3、进行网格划分；
4、定义材料，并将所计算的模型设置正确的材料颜色；
5、运用matlab软件进行数据处理和计算；
5.1、已知理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的最大主应力及最小主应力，利用工程力学的力学计算方法，将已知应力点的σ
1、σ
3、最大主应力方向转换成σx、σy、τxy、τyx.可得出如表1所示的的实验数据：
地名 理塘 雅江 呷巴 长河坝 乾宁 σx 7.402573 5.352823 4.553373 3.119851 2.883026
σy 5.89742731 5.967177408 5.146626914 6.09014932 3.22697392
τxy 1.96052 0.76029 0.04486 0.42586 0.56961
x坐标-16.2352-8.7352 1.7393 7.3222-0.3815
y坐标 14.604 14.604 14.0014 13.0728 20.9622
表格1：将σ
1、σ3 转化为σ
x、σy的数据表
5.2、运用matlab软件编程，求出各个地区的ν、λ、α值 令E=E;v=ν；l=λ；a=α； Yanshi1的源程序：
E=input('请输入E的值:');v=input('请输入v的值:');G=E/[2*(1+v)] l=E*v/[(1+v)*(1-2*v)] a=l+2*G 对于⑤古生代到三叠纪的变质分布 有：E=12500MPa，0.22 运行matlab程序：yanshi1 请输入E的值:12500 请输入v的值:0.22 G =5.1230e+003 l =4.0252e+003 a =1.4271e+004 即求得理塘G =370.3704；l =864.1975；a =1.6049e+003
5.3、在利用auto CAD 的测量距离方法，得出理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的坐标，求得的数据如表2：
地名 E(MPa)μ λ G α x坐标 理塘 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-121764 雅江 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-65514 呷巴 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08 13044.75 长河坝 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08 54916.5 乾宁 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-2861.25
表格2：各个地区的x,y坐标
5.4、建立matlab的矩阵模型，求出系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5
Matlab的矩阵模型如下：
A=[ α 0 2*α*X 0 a*Y 0 λ 0 2*λ*Y λ*X λ 0 2*λ*X 0 λ*Y 0 α 0 2*α*Y α*X 0 1 0 2*Y X 1 0 2*X 0 Y ];b=[σx;σy;τxy/G];
y坐标 109530 109530 105011 98046 157217 A*x=b；
即可得如下的系数矩阵：
A=[14271, 0,-3475388088, 0, 1563111392, 0, 4025.2, 0, 881760312，-490124453
14271, 0,-1869900588, 0, 1563111392, 0, 4025.2, 0, 881760312，-263706953
14271, 0, 372324682 , 0, 1498604846, 0, 4025.2, 0, 845376529.2，52507929
14271, 0, 1567426743, 0, 1399214466, 0, 4025.2, 0, 789309518.4, 221049896
14271, 0,-81667225 , 0, 2243636672, 0, 4025.2, 0, 1265655712,-11517305
4025.2, 0,-980248906, 0, 440880156, 0, 14271, 0, 3126205260,-1737694044
4025.2, 0,-527413906, 0, 440880156, 0, 14271, 0, 3126205260,-934950294
4025.2, 0, 105015858，0, 422688265, 0, 14271, 0, 2997209691, 186162341
4025.2, 0, 442099792，0, 394654759, 0, 14271, 0, 2798625024, 783713372
4025.2, 0,-23034610，0, 632827856, 0, 14271, 0, 4487273343,-40833612
0，1，0, 219060,-121764, 1，0,-243528，0，109530
0，1，0, 219060,-65514，1，0,-131028，0，109530
0，1，0, 210021, 13044.8, 1，0, 26089.6，0，105010.5
0，1，0, 196092, 54916.5, 1，0, 109833，0，98046
0，1，0, 314433,-2861.3, 1，0,-5722.6，0，157216.5];
b=[-5.89743;-5.96718;-5.14663;-6.09015;-3.22697;-7.4026;-5.3528;-4.5534;-3.1199;
-2.883;0.000382689;0.000148407;0.000008756;0.000083127;0.000111185];5.5、利用以上模型来求解，从中任意选取10组可求A1,A2,A3,A4,A5和B1,B2,B3,B4,B5的值分别如下：
A1=-0.0007, A2=0, A3=-1E-10, A4=-1E-09, A5=3E-09, B1=0.00013, B2=-0.0003, B3=-2E-09, B4=6.5E-10, B5=1.7E-09 5.6、根据以上的系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5可将研究区域的不同坐标值找出，利用以下式子求出σx，σy，τxy值： α*A1+2αX*A3+αY*A5+λ*B2+2λY*B4+λX*B5=σx λ*A1+2λX*A3+λY*A5+α*B2+2αY*B4+αX*B5=σy B1+2X*B3+Y*B5+A2+2Y*A4+X*A5=τxy/G 求得的实验数据见表3：
X σy Y σx τxy-270030.1-300000 26.10190827 23.443972-3.3845051-248837-300000 26.01878553 22.919628-3.1933399-236123.4-300000 25.96892114 22.60508-3.0786621-196566.8-300000 25.81377387 21.6264-2.7218553-184185.2-300000 25.76521133 21.320064-2.6101715-153965.8-300000 25.64668607 20.572399-2.3375878-123746.4-300000 25.52816081 19.824733-2.0650041-93526.95-300000 25.40963555 19.077067-1.7924204-60145.15-300000 25.2787069 18.25116-1.4913115-26763.34-300000 25.14777826 17.425253-1.1902025 6618.4692-300000 25.01684961 16.599346-0.8890936 45416.512-300000 24.86467765 15.639435-0.5391294 73948.703-300000 24.75276995 14.933514-0.2817648 104011.98-300000 24.6348571 14.189711-0.0105895 134075.26-300000 24.51694425 13.445909 0.26058577 164138.53-300000 24.3990314 12.702106 0.53176105 175764.95-300000 24.35343079 12.414454 0.63663307 217176.63-300000 24.19100772 11.389878 1.01017268 258588.32-300000 24.02858465 10.365302 1.38371229-300000 267798.0381-0.913855697 6.8671631-3.0855215-300000 235596.0762 0.624976383 7.8493492-3.1178096-300000 203394.1143 2.163808463 8.8315352-3.1500977-300000 158059.4885 4.330209902 10.214278-3.1955536-300000 124366.9978 5.940269739 11.241926-3.2293362-300000 90674.50712 7.550329576 12.269575-3.2631188-300000 56982.01644 9.160389413 13.297223-3.2969014-300000 42538.32465 9.850608735 13.737767-3.3113838-300000 10072.42382 11.40205364 14.728004-3.3439365-300000-22393.477 12.95349854 15.71824-3.3764892-300000-49054.7592 14.22755869 16.531431-3.4032218-300000-75716.0413 *** 17.344622-3.4299544-300000-113096.701 17.28792486 18.484762-3.4674351-300000-150477.361 19.07423088 19.624903-3.5049157-300000-187858.021 20.8605369 20.765043-3.5423964-300000-225238.68 22.64684292 21.905184-3.579877-300000-262619.34 24.43314895 23.045324-3.6173577-300000-300000 26.21945497 24.185465-3.6548383
表格3：不同坐标的应力值 5.7、在Phase中设定边界应力值导入所求的模型，即可得到所需的实验模型。模型如图1所示：
图1：实验模型图
四、实验成果
由以上的模型，在phase软件中经过计算，可建立如下图所示的成果：
图2：maximum shear strain图
图3：strength factor 图
五、实验中遇到的问题及心得体会
本题是岩石力学的基本实验之一，旨在通过学习了一些岩石力学的基本知识，来实地计算某地的地应力。本题以九龙河溪古水电站地质构造为实验数据的基础，来对该地区的地应力值进行了定量的计算。实验的过程中，由于是第一次接触岩石力学phase软件，也遇到了一定的问题。具体来说可以概括如下：
1、工程力学基础知识学得不是特别的扎实，致使在已知了理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的最大主应力及最小主应力后，处理实验数据花了一定的时间，利用公式xy2(xy2)2x2花费了一定的时间，此题可用应力圆的方法来计算，使问题得到一定的简化。
2、由于知识的局限性，所学的matlab知识也不是特别的熟练。此题本来也可以excel来解决问题，求解线性方程组也有一定的方便，但关于这方面的知识自己学得不是特别的精通，致使用了matlab软件来解决。本题在一定的程度上也反映matlab的局限性，如在求解的过程中，可从中选取任意15个线性方程组中的10组数据来解决需要求的系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5。但matlab不能够显示数据过于小的数据，因此在运行的过程中，会遇到显示-Inf的情况，此方式就表示了在matlab的情况下，不能正常的显示数据。如果采用excel来解决问题，或许不会遇到这样类似的问题。
3、实验过程中，对计算模型的思路不清晰。致使在做题的过程中，在得出一些实验数据之后，不能进行下一步的正确操作。只有在等到老师讲解了一些相关的步骤之后，才会有一定的思路。同是，对模型也不是特别的清楚，由于phase软件全部是英文的命令，所以在操作的过程中，也有了一定的难度。在实验时，我不仅遇到了一些难题，而且还转了一定的圈子。比如在添加在Phase软件中设定边界应力值时，由于不知道实验的条件，所以给模型的四周都设定了边界的应力值，但之后在计算时，却出现了一定的问题。之后经过老师的讲解，才知道另外两边的值是不需要加的。这不仅给计算的过程带来了冗杂，而且也浪费了不少的时间。
通过本次实验，我也深刻的认识到了自己所学的知识的局限性。岩石力学phase软件，auto CAD 2006，matlab 6.5软件以及microsoft office 2003软件这些有用的学习软件，在以后学习的过程中我一定要抽空来熟练这些软件的。同时，我也深刻地认识到了计算机软件对工程类的巨大作用。通过对一些实验数据的收集，在软件中解决这些实际的问题，的确给我们的学习和工作带来了一定的方便。特别是对于这研究地质类的软件来说，我想如果可以的话，还可以考虑地震力的作用，来研究和预测地震，这些都是有极大地帮助。或者将所研究的模型来通过进一步的研究，并考虑其他的因素，来分析不同地质深度的地应力的变化情况，以对研究地质构造将有极大的帮助。
通过本次实验，我也只是分析和计算了岩石力学实验的一些初级东西。由于phase软件的强大性，我想通过一定的方式，还可以从模型中研究出一些新的东西，这对于学习本软件和岩石力学更深的知识，都是有极大的帮助的。当然，这些也只有通过以后进一步的学习了。
最后，感谢王老师给我们这样的一次实验机会，也感谢她在实验过程中给我的指导和帮助。
第二篇：岩石力学课程介绍
《岩石力学》课程介绍
该课程为学科基础课程，适应专业有土木工程专业、水利水电工程专业；课程性质为选修
课程主要学习岩体的基本物理力学性质及测定方法，工程岩体在外荷作用下内应力的变化和表现出的性质及应力状态、应变状态以及对工程的影响，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。
本课程研究内容：介绍基本原理和试验方法以及与工程建设密切相关的岩基、岩坡、地下洞室等问题，着重于基础知识。
学习该课程的目的：
掌握工程岩体在外荷载作用下的内应力的变化和表现出的各种性质以及应力状态、应变状态对工程的影响，掌握岩体的基本力学性质及其测定方法，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。
学习本课程后应具备的能力：
1、能够运用岩石的物理性质和岩体结构状态对岩石（体）分类，估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。
2、能够进行岩体力学性质的室内外实验和资料分析。
3、对岩体应力状态、变形状态和破坏条件进行全面分析和评价。
4、能够计算山岩压力，评价岩体稳定性，并进行喷锚支护设计。
5、掌握有压隧洞围岩和衬砌的应力计算和有压隧洞围岩最小覆盖层厚度计算。
6、初步掌握岩坡的加固方法。
学分与学时
学分为2分.学时为32学时。
建议先修课程
土力学与地基基础、工程地质和水文地质、材料力学、弹性力学。
推荐教材或参考书目
推荐教材：
（1）《岩石力学》（第三版）第11次印刷 徐志英主编.中国水利水电出版社.1993年
参考书目：
（2）《岩体力学》（第一版）第1次印刷.沈明荣、陈建峰主编.同济大学出版社.2006年。
（3）《岩体力学》（第一版）第1次印刷 罗固原等编.重庆大学出版社.2002年。
第三篇：高等岩石力学读书报告
高等岩石力学 读书报告
学院：国土资源工程学院 专业：地质工程 姓名：曾敏
学号：
2006201071 高等岩石力学读书报告
岩石力学是研究岩石在外界因素(如荷载、水流、温度变化等)作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的学科。又称岩体力学，它是力学的一个分支。研究的目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题。它是近代发展起来的一门新兴学科，是一门应用性的基础学科。对于岩石力学的定义有很多种说法，这里推荐一种较广义、较严格的定义：“岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论科学，同时也是应用科学；它是力学的一个分支，研究岩石对于各种物理环境的力场所产生的效应。”这个定义既概括了岩石力学所研究的破碎与稳定两个主要方面的内容，也概括了岩石受到一切力场作用所引起的各种力学效应。岩石力学的理论基础相当广泛，涉及固体力学、流体力学、计算数学、弹塑性理论、工程地质和地球物理学等学科，并与这些学科相互渗透。岩石力学主要理论基础及与其他学科的结合
岩石力学是一门应用性的基础学科。它的理论基础相当广泛，涉及到很多基础及应用学科。岩石力学的力学分支基础
1、固体力学
固体力学是力学中形成较早、理论性较强、应用较广的一个分支，它主要研究可变形固体在外界因素(如载荷、温度、湿度等)作用下，其内部各个质点所产生的位移、运动、应力、应变以及破坏等的规律。在采矿工程中用到的固体力学主要有：材料力学，结构力学，弹、塑性力学，复合材料力学，断裂力学和损伤力学。如把采场上覆岩层看作是梁或板结构用的就是结构力学理论；采用弹性力学研究巷道周围的应力分布。
2、流体力学
流体力学主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。对于地下采矿工程来说，其研究对象就是地下水与瓦斯等矿井气体。
3、爆炸力学
爆炸力学主要研究爆炸的发生和发展规律，以及爆炸的力学效应的利用和防护。它从力学角度研究爆炸能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波(又称激波)、高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。同时爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科。地下开采中的巷道掘进，露天开采中的采剥都要进行爆破。
4、计算力学
计算力学是综合力学、计算数学和计算机科学的知识，以计算机为工具研究解决力学问题的理论、方法，以及编制软件的学科。从20世纪50年代以来，它在力学的各分支学科和边缘学科中得到了很大的发展，无论是在科学研究还是工程技术中均得到了广泛应用，现在它已成为力学除理论研究和实验研究之外的第3种手段。常见的计算力学方法并已广泛用到数值模拟计算中的有：材料非线性有限元法、几何非线性有限元法、热传导和热应力有限元法、弹性动力学有限元法、边界元法、离散元法、无网格法、有限差分法、非连续变形分析等。以计算力学为基础的数值模拟方法在采矿工程中的研究应用也正广泛地开展起来。岩石力学与其他学科的结合
上述力学分支构成了岩石力学的基础，同时，岩石力学的发展也离不开其他学科的支持。在岩石力学的发展过程中，岩石力学十分关注其他学科的最新进展，并不断地吸收、借鉴它们的方法和手段，极大地丰富了岩石力学自身的研究应用手段。
岩石工程中所研究的岩块和岩体，作为一种地质体，其形成受地质作用支配，地质系统与工程岩体之间具有相互依存和相互作用关系。因此，对岩石的成岩和蜕变过程，构造应力和构造变形，岩石所赋存的构造部位及地质环境等因素的研究构成了岩石力学与工程学科的重要基础。
岩石工程的状态参数大多是随机变量，甚至可能是时间或空间的随机过程。由于这种状态参数的随机分布特性，其破坏模式及破坏过程也具有随机性。因此，对岩石工程进行参数的概率统计、破坏的随机过程分析和系统的可靠度分析就显得尤为重要了。统计学研究从观测数据(样本)出发寻找规律，利用这些规律对未来数据或无法观测的数据进行预测。现有机器学习方法共同的重要理论基础是统计学，传统统计学研究的是样本数目趋于无穷大时的渐进理论，现有学习方法也多是基于此假设。与传统统计学相比，统计学习理论(StatisticalLearning Theory或SLM)是一种专门研究小样本情况下机器学习规律的理论。V．Vapnik等人从上世纪六七十年代开始致力于此方面研究。目前该理论又成为研究热点，我国冯夏庭、赵洪波等人已将其应用到了岩石工程中。
近年来，随着现代数学和计算机技术的发展，人工智能、遗传进化算法、数据挖掘、灰色理论、非线性力学以及系统科学等新兴学科的兴起，为人们提供了全新的思维方式，这些都为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础。
虚拟现实(Virtual Reality)是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科而发展起来的计算机领域的最新技术。它运用计算机表达现实世界的各种过程，通过它可以运用数学力学方法如数值模拟呈现开挖过程，在施工过程中描述尚未进行的工程，结合工程实践预测岩体变形及稳定。岩石力学的分支
岩石力学以上述这些力学分支为基础并跟其他学科融合，逐步发展出以下分支：岩石工程地质力学；岩体结构力学；统计岩体力学；岩石流变力学；分形岩石力学；岩石水力学；强动载作用下的岩石动力学；非线性岩石力学；卸荷岩石力学；软岩工程力学；岩石力学智能分析方法。这些分支目前在采矿工程各个领域中都有具体应用。岩石力学的研究内容
岩石力学的研究内容分为基础理论和工程应用两个方面。但是这些方面只是主要方面，随着建设的发展，还会有新的问题不断的提出。2.1
基础理论
1、岩石应力，包括岩体内应力的来源、初始应力(构造应力、自重应力等)、二次应力、附加应力等。初始应力由现场量测决定，常用钻孔应力解除法和水压致裂法，有时也用应力恢复法。二次应力和附加应力的计算常用固体力学经典公式，复杂情况下采用数值方法。
2、岩石强度，包括抗压、抗拉、抗剪（断）强度及岩石破坏、断裂的机理和强度准则。室内用压力机、直剪仪、扭转仪及三轴仪，现场做直剪试验和三轴试验，以确定强度参数（凝聚力和内摩擦角）。强度准则大多采用库伦－纳维准则。这个准则假定对破坏面起作用的正应力会增加岩石的抗剪强度，其增加量与正（压）应力的大小成正比。其次采用莫尔准则，也可采用格里菲思准则和修正的格里菲思准则。
3、岩石变形，包括单向和三向条件下的变形曲线特性、弹性和塑性变形、流变（应力-应变-时间关系）和扩容。岩石流变主要包括蠕变和松弛。在应力不等时岩石的变形随时间不断增长的现象称为蠕变。在应变不变时岩石中的应力随时间减少的现象称为松弛。岩石扩容是指在偏应力作用下，当应力达到某一定值时岩石的体积随偏应力的增大而增大的现象。研究岩石变形在室内常用单轴或三轴压缩方法、流变试验和动力试验等，多数试验往往结合强度研究进行。为了测定岩石应力达到峰值后的应力与应变关系，必须应用伺服控制刚性压力机。野外试验有承压板法、水压法、钻孔膨胀计法和动力法等。根据室内外试验可获得应力与应变关系和应力-应变-时间关系以及相应的变形参数，如弹性模量、变形模量、泊松比、弹性抗力系数、流变常数等。
4、岩石渗流，包括渗透性、渗流理论、渗流应力状态和渗流控制等。对大多数岩石假定岩石中的水流为层流，流速与水力梯度呈线性关系,遵循达西定律。岩石渗透性用渗透系数表示,该系数在室内用渗透仪测定，在野外用压水和抽水试验测定。渗流理论借流体力学原理进行研究。稳定渗流满足拉普拉斯方程。多数岩石内的孔隙（裂隙）水压力可用K.泰尔扎吉有效应力定律计算。为了减小大坝底面渗透压力、提高大坝的稳定性，应当采取渗流控制措施，如抽水、排水、设置灌浆帷幕以延长渗流途径等。
5、岩石动力性状，研究爆炸、爆破、地震、冲击等动力作用下岩石的力学特性、应力波在岩石内的传播规律、地面振动与损害等。动力特性在室内用动三轴试验研究，野外用地球物理性、爆炸冲击波试验等技术进行研究，波的传播规律借固体力学的理论进行研究。2.2
工程应用方面主要研究五个方面
1、地上工程建筑物的岩石地基，例如研究高坝、高层建筑、核电站以及输电线路塔等地基的稳定、变形及处理的问题；
2、地表挖掘的岩石工程问题，如水库边坡、高坝岸坡、渠道、运河、路堑、露天开采坑等天然和人工边坡的稳定、变形及加固问题；
3、地下洞室，如研究地下电站、水工隧洞、交通隧道、采矿巷道、战备地道、石油产品库等的围岩的稳定和变形问题，地下开挖施工以及围岩的加固（如固结灌浆、锚喷、预应力锚固等）问题;
4、岩石破碎，如将岩石破碎成各种所要求的规格，以作为有关建筑材料（建筑物面石、土坝护石、堆石坝和防波堤石料、混凝土骨料等）；
5、岩石爆破，如用定向爆破筑坝，巷道掘进和采矿等。此外，岩石力学还应用于某些地质问题的研究，如分析因开采地下矿体和液体而地表下陷、解释地球构造理论、预估地震和控制地震等。岩石力学的研究方法
岩石力学是一门边缘学科，为了能用力学观点对自然存在的岩体进行性质测定和理论计算，为工程建设服务，岩石力学的研究方法包括科学实验、理论分析及工程验证等几个环节，三者是紧密结合并且相互促进的。
岩石力学是一门应用性很强的工程学科，因此在应用岩石力学知识解决具体工程问题的时候，必须与工程设计与施工保持密切联系、相互配合。
按学科的领域区分岩石力学的研究方法可以有以下四个方面： 地质研究方法
着重于研究与岩石的力学性质和力学行为有关的岩体。如：
岩层特征的研究。如软弱成份、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化以及原生结构。岩体结构研究。软弱结构面、软弱面的起伏度结构面的充填物等。环境因素研究。如地应力成因和展布地下水性态，水平地质条件等。物理测试方法
结构探测。采用地球物理方法和技术来探查各种结构面的力学行为。环境物理量测。如地应力机制，渗透水系量测等。
岩石物理、力学性质测试。如室内岩块的物理性质、力学性质，原位岩体的力学性质，钻孔测试，变形监测以及位移反分析确定岩体和岩性参数等。力学分析方法
力学模型研究。包括弹塑性模型、流变模型、断裂模型、损伤力学模型、渗透网络模型、拓扑模型等。
数值分析方法。如有限元法、边界元法、离散元法、系统分析法和设计施工风险决策的人工智能专家系统等。
模糊聚类和概率分析。如随机分析、灵敏度分析、趁势分析、时间序列分析和灰箱问题等。模抑分析。如光弹应力分析，相似材料模型实验、离心模型实验等。整体综合分析方法
就整个工程进行多种方法并以系统工程为基线的综合分析。
岩石力学在采矿工程中的发展趋势
岩石力学的发生与发展与其它学科一样，是与人类的生产活动紧密相关的。岩石力学已经广泛应用到了采矿工程中的各个领域，而且其研究理论正不断创新，研究手段也日新月异。随着我国矿产资源的持续开发，在采矿工程中将会遇到条件更复杂、难度更大的岩石力学问题，因此，岩石力学与工程学科的理论水平和工程能力都有待进一步提高。
地下开采现代技术理论与矿山岩石力学和其他学科相互交叉及渗透是这一学科领域带全局性的发展趋势之一。岩石力学由研究单一的固体不连续材料向多场耦合和多相运动研究发展。灾害与公共安全的力学问题是目前需要特别给予考虑资助的重大科学问题。由此，岩石力学在采矿工程中应用的发展趋势可以归纳如下：
1、多学科相互交叉和多种手段的综合集成
岩体工程的不确定性导致来自任何一种来源的知识都难以支持可靠的决策。因此，综合地质、物探、测量、力学试验、数学、物理和化学分析等学科知识和手段是目前解决该问题的最好途径。
2、多场耦合、多相运动和多尺度的综合集成随着矿井开采深度的日益加大，采矿工程中的岩石力学问题出现了热、流、固、化多场并存以及固、气、水、微粒多相复合运动的状况。因此，对多场耦合以及多相运动的研究还有待深入，同时，随着采矿工程规模的日益扩大，力学上均一体的尺寸效应进化为大尺度和多尺度问题，因此不可避免地面临多尺度模型及其耦合，即：宏观一细观一微观的研究及其相互耦合。
3、灾害的非线性动力过程的预测和防治研究目前采矿工程中还有如下主要灾害急需深入、系统地研究：冲击矿压；煤与瓦斯突出；煤层顶、底板水防治；大型矿山的坍塌；采动引起的巨型坡体失稳和山体滑坡。
过去，工程中遇到的岩石工程问题，多凭经验解决，但工程实践证明：单凭经验越来越难以适应日益发展的工程规模及工程的复杂性。如采深近400m的大型露天矿边坡角增减1°将影响投资变化可达数千万乃至亿万元，而且一旦边坡出现失稳将造成难以估计的经济和资源损失。这些都对岩石力学提出了许多新的课题。此外，各类地下工程的设计和施工中，要求对群硐围岩稳定深入分析研究；在能源建设中如天然气和石油的开发，核电站和核工业建设中的核废料处理等等，也都是难度极大的科研问题。对这些工程的设计和施工都要求系统地的对岩石的变形性状、破坏机制以及力学模型，从而在工程设计中预测岩石工程的可靠性和稳定性，并使工程具有尽可能的经济性。这些巨大的工程建设问题，为岩石力学提出了日益繁重复杂的任务，将大大的促进岩石力学的发展。参考文献
[1] 高等岩石力学，周维垣，水利电力出版社 [2] 岩石力学简明教程，李世平，吴振业等，煤炭工业出版社
[3] 岩石力学采矿工程中的研究现状和趋势，蓝航，煤矿开采，2006（5）[4] 岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用，蔡美峰，金属矿山，2006（1）[5] 智能岩石力学的发展，冯夏庭，中国科学院院刊，2002（4）
第四篇：岩石力学个人试题总结
一、单项选择题
1、绝大多数得岩浆岩是由下列组成（）A、结晶矿物B、非结晶矿物 C、母岩 D、岩石块体
2、下列说法正确的是（）A、等围三轴试验得实用性弱
B、地下工程是三围的，所以做三轴力学实验很重要 C、岩体强度不是岩体工程设计的重要参数 D、节理结构面不是影响岩体强度得重要因素
3、关于围岩得说法错误的是（）
A、围岩愈好洞室逾稳定
B、围岩压力大小与洞室跨度成反比
C、围岩逾差压力值相应就大
D、围岩压力大小与洞室跨度成正比
4、下面关于平面滑动得一般条件错误的是（）
A、滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行
B、滑动面得倾角必须大于坡面倾角
C、滑动面的倾角必须大于该平面的摩擦角
D、岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面
5、岩浆岩体产生的裂隙一般是张开的，从冷却表面向深处一般为数米到多少米？（）A、10-20m B、5-10m C、10-15m D、20-25m6、岩体力学性质的改变对边坡稳定性的影响错误的（）
A、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越小
B、风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性大大降低 C、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越大 D、坡体岩体风化越深，斜坡稳定性越差
7、对片麻岩渗透系数与应力关系得试验表明当应力变化范围为5MPa时，岩体渗透系数相差---倍。（）
A、20B、70C、100D、508、世界上测定原岩应力最深测点已达（）
A、2000m B、3000mC、4000mD、5000m9、对于山岭地下工程，一般埋深超过多少米基本上都可以划分为深埋地下工程（）
A、10B、50C、30 D、4010、地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决。（）
A、围岩的岩性B、围岩的结构C、围岩的岩性及结构 D、围岩的大小
三、填空题（每空1分，共20分）
1.岩石按照成因分（）、（）、（）三种类型。2.地质构造有（）、（）、（）。3.土的三个实测指标是（）、（）及（）。
4.岩石的吸水性常用（）、（）与（）表示。
5.建筑物建造之前土中应力是（），建筑物建造之后由荷载产生的应力为（），两者之和是土中某一点的（）。
6.土的压缩指标有（）、（）和（）三种。
7.岩石（体）的力学性质包括的岩石（）、（）、变形性质及岩石的破坏准则。
四、判断题(对的在括号内打“+”，错的打“-”。10分)
1、岩石得抗冻系数是指岩样在+-25度的的温度区间内，反复降温、冻结、升温、融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度得下降值与冻融前得抗压强度得比值。（）
2、边坡变形与破坏得首要原因，在于边坡中存在得各种形式得结构体。（）
3、在岩溶地基处理中，当洞穴较大且周围岩体质量较好时，通常可以采用增大基础底面积和增强基础强度等措施跨越洞穴。（）
4、当围岩内部的最大地应力与围岩强度得比值达到某一水平，才能称为高地应力或极高地应力。（）
5、在外载和环境得作用下，由于细观结构得缺陷引起得材料或结构得劣化工程，称为损伤。（）
五、名词解释(每小题3分，共15分)
1、孔隙比
2、切割度
3、工程岩体
4、结构面的张开度 5.蠕变
六、简答题(每小题5分，共25分)
1、简述岩石在反复加、卸载下的变形特征
2、简述岩石地基加固常用得方法有哪些？
3、地下工程围岩体破坏机理
4、简述岩体强度的确定方法主要哪些？
5.简述影响岩石风化的因素？
七、计算题(共10分)
.某原状土样，试验测得容重＝1.72g/cm3，比重G＝2.65，含水量＝13.1％。求：干容重，孔隙
比，饱和度。
参考答案
一、单项选择题
1、a2、B
3、B
4、B
5、A
6、C
7、C
8、D
9、B
10、C
二、多项选择题
1、ABCd
2、ABC
3、CD
4、AbCD
5、ACD
6、ABD
7、ABC
8、BCd
9、AC
10、BCD
三、判断题1 +2-3-4+5+
三、填空题
1.岩浆岩、沉积岩、变质岩。
2.水平构造和倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。3.密度、比重、含水量。
4.吸水率、饱和吸水率、饱和系数。5.自重应力，附加应力、竖向总应力。6.压缩系数、压缩指数、压缩模量。7.破坏形式、强度、变形性质。
四、名词解释题
1、孔隙比 ：是指孔隙得体积与固体体积得比值公式为e=Vv/Va2、切割度 :假设有以平直得断面，它与考虑得结构面重叠而且完全地横贯所考虑得岩体，另面积为A，则结构面得面积a与它之间得比率，即为切割度。Xe=a/A3、工程岩体 指各类岩石工程周围得岩体，这些岩石工程包括地下工程、边坡工程及与岩石有关的地面工程，即为工程建筑物地基、围岩或材料岩体。
4、结构面的张开度是指结构面裂口开口处张开的程度。
5、蠕变是指在应力为恒定得情况下岩石变形随时间发展的现象。
六、简答题
1、简述岩石在反复加、卸载下的变形特征
对于弹塑性岩石，在反复多次加载与卸载循环时，所得的应力-应变曲线将具有以下特点：（1）卸载应力水平一定时，每次循环中的塑性应变增量逐渐减小，加、卸载循环次数足够
多后，塑性应变增量将趋于零。因此，可以认为所经历得加、卸载玄幻次数愈多，岩石则愈接近弹行变形。
（2）加卸载循环次数足够多时，卸载曲线与其后一次再加载曲线之间所形成得滞回环得面
积将愈变愈小，且愈靠拢而又愈趋于平行。
（3）如果多次反复加载、卸载循环，每次施加得最大荷载比前一次循环得最大荷载为大。
随着循环次数增加，塑性滞回环的面积也有所扩大，卸载曲线得斜率也逐次略有增加。这个现象称为强化。此外，每次卸载后再加载，在荷载超过的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，好像不曾受到反复加卸荷载得影响似的，这就是所谓的岩石具有记忆效应。
2、简述岩石地基加固常用得方法有哪些？
（1）当岩基内有断层或软弱或局部破碎带时，则需要破碎或软弱部分，采用挖、掏、填得处理。
（2）改善岩基得强度和变形，进行固结灌浆以加强岩体得整体性，提高岩基得承载能力，达到防止或减少不均匀沉降得目的。固结灌浆是处理岩基表层裂隙得最好办法，它可以使基岩得整体弹性模量提高1-2倍，对加固岩基有显著的作用。
（3）增加基础开挖深度或采用锚杆与插筋等方法提高岩体的力学强度
（4）如为坝基，由于蓄水后会造成坝底扬压力和坝基渗漏，为此，需在坝基上游灌浆，做一道密实的防渗帷幕，并在帷幕上加设排水孔或排水廊道使坝基的渗漏量减少，扬压力降低，排除管涌等现象。帷幕灌浆一般用水泥浆或粘土浆灌注，有时也用沥青灌注。
（5）开挖和回填是处理岩基得最好办法，对断层破碎带、软弱夹层、带状风化等较为有效。3简述地工程围岩体破坏机理
地下开挖体的变形与破坏，除与岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决与围岩得岩性和结构。有拉伸机理破坏和剪切机理破坏
4、简述岩体强度得确定方法主要哪些？（1）试验确定法（2）经验估算法
5.答案：主要有气候、地形、地下水、岩石性质的影响、断层裂隙的影响。它们主要影响岩石的风化速度、深度、程度及分布规律。
七、计算题
G1
2.6510.131
1.72
干容重d＝
G1e
＝
2.6510.742
＝1.52g/cm
饱和度Sr＝
Ge
＝
2.650.131
0.742
＝46.8％
1答案：孔隙比e＝
－1＝1＝0.742
第五篇：中南大学基础力学实验报告
中南大学基础力学实验报告整理
预习报告
材料的力学性质测定实验；静态应力测试实验 2.隹力导测童中，对干载苟和怫贰试杵几榔形状祁惭时.为握蓟懂的柞岌常期用 测膏法厂 对称 3.第一大题|上一大题| “F— 大饉 |最肩大题| aSSI E3 阳=载荷与其对应的响应值是线性关系，则载荷増宣与其对应的响应值壇宣也是线性关系 V” 4.||第一粗 I 上一大题 I 下一黄题 I 最后大题 I I ■靈 对于任何测量实验，加载方亲均可采用増量法。
5.灯琲脚辭郴测撚希雜城斑请仙瞅融填遵林躺浪踰旻磔△“鈴“
载荷 F(lcN)AL(tun)血増前(imi)200 0 52 0.25 300 0 77 O2S 400 1.05 0.26 500 1 31 0 25 600 1.56 AL平均霑量(an)0.26 载荷増量 AF(kN)100、拆占就訪应力汕试磯、掠和性测进灾監。
A/ = FL ~EA 1.试件长度 L Imm)100 试件横截面面和总(mm 2)200 弹性模量 E(GPa)200.拉压实验
1.■
< 鲫込岡醐度 堡低强应、J 醋刚度 j 彌昶和刚厦./ 11= 干 V L 「」‚ M 匡所亍曲应力-应娈曲统无论是冷乍硬化还杲冷怔对毡豁使材糾的屈尿极限提高了，但花同样的 用力水平下，诗作谯化知待作旺啟均使科斛审孫齐莹丈内 减小.因此冷作哽优和持■乍时效有肋于掘高柯料葩弓颐* 侣同时林料冈膺和崩之烽饥所頤在釆用胡应的工空席 村料的力学性第时’警拄禽平衛强度和刚度两方面的帑与 2.测定 E 的实验中謳加初级栽荷的目的是 • W 预执仪器 ♦ [B：
消除接独縫隙 [C] 豔件中施加预拉力 [D] 使弓形曲板变成平板 3.测定 E 的实验中，试件两端施加的载荷 ________
*M 应控制在比例极限叹内 [B] 应控制在屈服极限以内 [C] 应控制在强度极限以内 [D] 最后拉至试件破坏 4.~对料拉压力学性能尖验需要匚下的睛些仪器，设番和丄具』 甕簧秤、卷尺、钢扳尺、淤标卡尺”电子万能试验机、毎线器、万用恚.预週平«*s.i+ 算机 解*正询笞冥为!钢板尺,崎卡尺，电子万能试腔机」博机 钢板尺用来涮量试杵的标距.游标卡冗只辛测塾试件的直至电于万 t 逅力机用涨试件如鬆计鼻 机用忌自动 i 塚载苛和支形韋的关系曲践・ 5.|~~低战钢拉伸时的力学行为分为、、利 四个阶取
解-正血笞兵号 T | 弹柱阶段;屈服阶段・强化阶段「局部变形阶段 6.| 低碳钢拉伸时的三个重要的强度指标为 _____________、_______ 和 ______
7.I 低就钢拉伸时的两个重豊的望性扌旨标対 和
8.(1)在做材料的拉压力学性能实验时.试件的形状必须符合一定标准。
L.拉伸试件的横截面刑状 W 只首堤圆形 [B] 只眉堤正方形 K] 貝能是长方形 • [D1 所列三种均可(2)2 若佃蒔舸拉韩实验丢冃冒觀直的试件 t H 当权电匸 lUUnum 试件瑙截血的直径 ⑶ 3、压缩试件的形状应采用 [A] 球形 [B：
细长杆 * [C] 短柱 [D] 所列三种均可 解皐 [「正禍巻案为 歩忆斡的:^须做城轴托的用我，横竝面可惧是日旳或方羽，包拮止方世或长方形 ＜■ 2.11 确蓉衰拘； lOinr 或 2 五 110 圆也拦仰试件的傑（标距〕与直径之比必倾是⑺诫 1 泓 3.E^WdlC], 医为 IS 淞呻要歌覺巨犬锂区丈・田竝颜做成遇粗葩主眦 苫则采压与拉伸宴船捅價的试怡 岌 力启试件会发生穹誥.影响测试吐果.9.(1)解：正确答栗対二 比例极限；屈展极限;强度极限 解;正不角答案为； 伸长涎伸率;断面/■截面收缩率
11.丄 谢失圧缩时需要测量規溺台.【输入数据前面的编号，中 fS］ 用英文的分号厂书开八在罠下魏据也 1 1, 3.5.?.9* 11.13.初载前试件的淞 加载惭试件的楼截面宜径 试梓两端羽载荷 加裁的遼度 弹性榛董 比咧板限戢荷 强馳眼载荷 2.皱坏后试件的柿腔 4.械坏治断口的最心宜控 S-试件在载荷件用飞的靈形量 8.卸载的谱度-0.横旬妥形因斂 11 屁報枫限载荷 11.刪试环爰門镒匿和紀度 1-低號钢拉曲时爲宴测量的数据有（扯 A 救魁 t 酣编号.牺用箋丈的芬毎匕“隔并）
o 1;2;3,4 ：
5;fi;12;13
(2)
在以下裁据中，1.io^M 试吟的斬距 丸 破坏后就件日弼袒匚 3.M 栽丽试件前棧暂直直径 4.破坏后断匚的最小直径 5.试仔錦 的戟荷 氐试化在戟荷作用、的刃仏量 7.加载的連度 0，卸轨的理度 9” 理桂槿宜 10, 横冋变形因數 11.比刎極限载荷 12.屈胆根很軾尙 13.强龙樋隕戟荷 14.测试坷墳的说惟抑显段 2 “低就钢三缩时需爭贝量的数据有 1SP 虜据前饭的编号.中间用英文的分号碣开八 在以下数据中匚 1.力」樹氓件的标距 2 破坏右试件的标距 3.in 载前试件的機截面直径 4.破坏后虾口的最小直径 5.试件两端的载荷 氐试件在戟荷作用下的变无量 ”.柯载的速厘 s.卸討:的逗度 生弹性模量 10.榻向变形因数 11.比例械膿乾荷 L2.屈燃祓隈戟荷 强度桩限钱荷 14, 测试环境的溟度和显度 j~ 益祷铁拉伸片需郵幢的魏爲 ______________________
（输：数据前面的苗号，中间用敷的泸隔井）0
庄以匚数据也 1.3.加载前试件的标距 初益箭试件的橫截而直空 试件商端的载苛 加栽的速曆 弾件僅量 比例极限戢荷 强宵极限計„荷 2.槪坏洁试件的标崔 4.破坏后断口曲禺八肓径 乩试件仕载荷件用飞的吏形童 横向变形丙数 S.10.12.14.测试环境的逼度和湿度(3)
3.
对料凶扭压力学性能实验脸也不测莹强怪環量和後向变羽因數・ L.正鯛薬为=丄、2.趴 4、阳酥尿 13, 號诚柯扭毎的时候有比例概限虺样个 J& 标，恒是比例极限是应力■破曲线由直绒拜入曲细购界点, 也超】」耘中这一点的乞置衬一难吩协・因此 H 詩运忙竝忖实猛中一般并不耻量土例和隈，2.正确替泰知儿取 6.12.压疇试件足个姮园桂试件「试件上役酉應，而且庇痛其验最后脣试件圧堀风 r-个就笊・井蜓有容 忧符压确議所队无法测试理坏启的桧度.当魅这样的话加栽前的长廈也就橙有必蓼测门另外压缩丈验也 不捌團度槻限* 久匚确笞案为 t 氐氐 L3« 彼糕是 t 中拉佣至腹坏也环誉夏生匝显的变瑕 園此对干镐钱来骼一骰不去测量与变刑有 戋的敎扌彰又由于恃扶殺有明县的压月册段‛因此巴不需更记最其尼毘橇限的栽荷吨、J.正确答案为 1 3、5.13, 同人 实验报告 1.咄嵌训拉阳时的应: t 应娈曲线为 辭：正髻蠶皤脆性材料’抗拉强度非常低，而且应力应变曲线中几乎没有直线段，3.
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w 0 〕» 解，匚齡栗为［BK 当村料竟力进入强化辭段后，女课将裁荷趣渤却到笔 则在这个卸戟帥过程中，材料的殛力-应变 曲縉并字沿感来加载约路崗烈从阑 m 再从阳到原吊而是从碉按阳与螂单性阶段的直线段基斗平讦的规衽博载荷禮为象朗目到说。
6.7.
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低碾钢的应力-应变曲纯? ITT 图厉示，耻工血蛊壬沆 LIT 嫂迎象的路径是 山 oabf * 佗］ cbf 叩 dbf ［D］ °辰 臨
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9.
至礦坏时断 Tl 的於状为 ［Al
解：王而爸桌为 ［ ［CJ.加驚麟盼料展力取鬧・试件道到最环对止戦啊的却瞅铸铁 10.低硃钢庄缩莖破坏 E 寸试疇的形状角 ________
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昶；正确洱案为［对。
很跖耐氏琴试“上日枉一由「站隠 种远辰性 I 传艮好矿至性荷轧 所门当机頂丈进 ,“尼压附取后，试卅稱产生明显的塑性娈形，长度方向袖压無.横向向四盾恭族由干试件与压力头之间 辰白艮丈 ft 瞬擦空所関誰枉匚工 71 士阳振觥面胃近的模习刃 T 賈羽；注刊珂，凹-西李隹惩 EI 柱殳 咸了一个中间和、两头细的張臥
11.
菇篡乐编辜讯坏带肝口的电壮询
铸铁壹吕时会表规岀一定程度的塑性，最后沿着与轴线大约成铀〖 55* 倾角的斜 葩面衣三谱珀両砸圮「如左图所示° L 杠料© J-应芟仙战屮的应丿収称/由乂应力,它至出社件兰到的抽匂拉丿虑以 L A ] 加载前试的和始面积 [B1 加载寸程中試件楼截湎的即时面积 IC1 拉断后试件断 ZI 的面和 [D1 初贻面和和断 ZI 面觀的平均谄 关于材料的应力-应变曲线° Z 低碳钢拉伸时再义应力比试件横截面上的实际应* ⑶ 第一夭题 1 上一大题 1 下一犬题 最后大题 用 T 邇|上一小题| <—.|-宀| 1 暮頃
关于材料的应力-应变曲绻 j~ “柚碳钢拉伸时用名义应力代替实际应力杲偏于安全的°LBJ om ♦ UJ
第一大:题上一大题|下一大题|最后犬题| 第一彳违 上一小题| T— 小题|最后小题| 解；正确苔裳为【 Dh
解：
1.正确电 [B] [C] LDJ 2-正融 的初 3.止瞬 擀度耳 操为 [Al.应力.但足苗 时面和杲很“删 越断石宾性 4H 牲比较好的■+狎 的盟时面頼憂/ 退斗方案意义” 争案备错失 山于F 算占 赵 时茴戻肯走 止菌。
吴強电舸的是彳 瑚是偏于妥全 Mu 或过程的毎一个瞬间试 f| 横劃:面的即 3:0-那幺就能谓到试楓横戳面上的夹陽 u 载过程中.试件被妾樂在拉力机上受埶拉力 KO ・ 在这种情况下试件横截面的即 幢的・ 〕的面鯉可以攔鲁的.而口切载姑列 s 大泉也要亦量左 r 数据，桓是对「妙延显 驚如确乩拉断时断口 ^1^00.比杖处百丸 f 口实验过碟屮〔发生局諛形前）
疇瓠用遽个面和怜算横赴面二的应力磁坏程做 R 明确.帀且迭琐©的不利影响“仍然存在.功时采用的是试件受力之前的初姑面积，诫件受力乏宕檯截面面租昵 N 因此试件 屜过程中弋件懂竝面的实环面和耳 国此得至怕坤丈切 1 肯定比丈际应丿卜儿 脚的飆，用较小的塔义应力竹普买血应力.使制料的强度有所降低，遠从设卄的 的』諒;际的强蔑茗于得到的和所采用的名义应力、1 “低碳钢和铸铁的押伸实唏 单址 长度：皿叫 th k5, 应力：
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三、扭转 预习报告 1.溺田 th 旳买迪中购织轼倚旳目罚圮 禺庭传陀謫障 圧试往甬弼］口协拉力 使弓形曲梅克成平檢 :正昭案笑泡］和任 h 本实验芟测星仪器包含了电阻应交化 电阻应变俛 4 神电弋谩邕 电子元杵经过通电预懑可哄提高 灵駁度和呗试箱度「 另加 本冥验王要適过删量试件竟力后发主质微小变用丰‛頁杆牡押性横量和瓚向矍能囚题 为了料 曲测量试件炭生的 檄小换
就必须保证祷屋誥与被测试件琴畜房 kt 井且竝同步的更羽和 位槪
因此 施扫板級荻荷町臥港磺恒感器与被測试件之闾可能存在的縫隙，确保二看紧讎梓.提髙测靖臬的舉确 」性” 2.洌竝的舞中，试件浙端期 U 的載险 • ［A］ 应控制在比闵极限仗内 LB ：
应竝制在庄垠板恨以內 ［C1 应控制在强雇极限収内 LDj 最启拉亡试件馥坏 駆；正确笞案対［山 0 弼性桶重是对料立铁卿性牯围內工柞时应力与应变之间册比例至毅，超翌戈弭性的范圉之后材料的应 力应变关泵讲人了付戲代态.对于働瑚钢这样的材料来孤 这个时僻的应力与应亨訥关系已径不能删 豪性植量的大小了‛对二弼性桓酣测宇邦赏讲就段有:意乂了.而级弓唯由段的最高巨就是城顺限.因此实验中所甬仙的去苟濮须倍干材划的 tt 侧极限，以保证村料在线徑性的范囤内工怅‚ 3.扫轻耳骗霁裝使用以下的哪些仪器、设奋和 T 具：
百分表、总尺“ 钢校尺・游标卡尺、电子万能试脸机、扭转试验机、狂转实验仪 s 万用丧.电阻应变仪，區数记录仪(答杲之闾用芙文的分号‚‚隔开)尺；訊玮试验机 4.I 材料的拉压弹性模量厶 切变模量 G 和横向变形因数¥之间的关系是 倚：三者之间的关系是: 厂— E 2(l+v)5.实儿、圓疏的直径为久 则逐匮轴横畀面的桩惯 It 圭如.1E 转觀面乗数歼 =^Z
极惯性矩和扭转截面系数分别为;
6.扭转实验测定切变模量 G 中采用 —法减少测量误差口 7.|每一级测定切变樓量的计算公式是 G-O
A77 】
pg 实验报告 1.嵋怛斟丄受图示外力佩勺作用至琏坏・则断口的相位宣为
• LAJ 1-1^ DB] 2-应 CC] 3-濒 ⑹4 一啟 解：正确管翼卡「切「 将殘資把破坏是耳匸曲。斜蒂面上的拉应力趣出了锈轶的抗拉强芨适庙的』桅捋木題中刮轴袁劉卜力 偎作用的方向.可以判断出在垂直于 1 ■俄的有向上有拉应 R 的作尿 因此那影沿着 1T 绒所给出的迪 位背師幵” 2.(1)对于低碳钢的扭转实脸。
[B]| [C](2)[C] [D] 3.(1)横截面上的拉应力超过了材料抗拉强度 橫截面上的切应力超过了材料抗剪强度 拧的斜截面上的拉应力超过了材料的抗拉强度 収的斜截面上的切应力超过了材料的抗剪强度 2・ 导致扭转械坏的原因为 [AJ • »] [C] [D] 屛 L 正鹤集为 LDh 2.正漏级!園° 山】
fil 栢賢出时槓截丙丄凌有正应力.fCl 的和哉面上存茁苛拉应力，但是嗚碳舸附抗拉肚宝还呈比较高的“所以在斜裁丽上的拉应力达刮 恬瞒邹的択拉强蔑之師欖截面上的烈祥切应力已经达 5(1 了低味钢姑抗隣度.所以还不至于沿着 b 的斜截直将试呻拉酥 ⑹拧的糾茁面卜存存有切应打戸杲空个切应力爭比權裁面上的幻応力小一半& 1.扭转至破坏后断□的形狀为: 1.扭转至破坏后断口的形状拘 __________
i 对于禱铁的扭转实脸。
(2)
2・ 导致扭转破坏的原因为。
[A] 横截面上的拉应力超过了村料抗拉强度 [B] 横截面上的切应力超过了材料抗剪强度 • [« 45° 的斜截面上的拉应力超过了村料的抗拉强度 | 5] 的斜截面上的切应力超过了材料的抗剪强度 斛.1.正确曹索为仙 2.正确答案为 Hh 铸铁却磁坏頁穽杲拉劭的* [扣圆鮭頁扭时横哉页上没有正应力* [B] 锈铁的还是貝戶定的抗卵暹度*在横截面上的切应力达到铸铁的抗醛度之前.斜鼠面上的眩应頁 已毘达到了舗铁的抗拉强度.因此券铁罰日破坏不沿者横截面將试件朗眛 协] 4 丁 瞬權面上存在有圻应九題这牛切应力針绷荀面上的切应力还要小一半，刮頃不可能是 由于能截面卜的切应力将铸扶试杵尊郭 4.实验报告 2 “低碳钢和铸铁的扭转实酚 单位匕 KM= muj r 力 1 匕斗皿应力：
MP 酎謝据 低 碳 訓 灰 1 丨 祷 慣 d-I** lift X” d= 1? J 58329 丁产 实脸资料 墾常第臭 畑.妙 KQ 1O K Z J- 陷卷肯扌护删)「 W J 啊“祚严 5.低碳钢切变模量测定实验报告 L … …‚ -------------------------------------------------- a= 12mm 匸 100 mm 载荷 T(Nm)标距扭角谨数卩((°)标距扭角谆数差 A 仍(°)切变模量 G](GPa)15 021 血 354 833p^ 25 n S64 n 36S / * 80.13^ 72.63 ,X 0.932 ___________ L3b~ ___________________ 切变模量平均值 G(GPa) 0-382J.0^6 78.31 Ml 四“纯弯曲实验 预习报告 1.、I 它纯直乗电删卖验山施加河鐵荷的目胡呈 _________________ ・ ♦ L A ］ 预热仪誥 • EE］ 犢陰接昨隙 ［C］ 在试件中施初预竝力 / | 山］便吐阻应变昕生初逮故./ 本峯盟的测量何器包含了氐阻宜变 tc 电固应匪仅是一种电气谟氤氐于元件疑过适电濟冋 0 探高 灵輪厮盹试桔取 另外.点实验主荡通讨对称加载来藏需純弯集段・因曲如载点;的植艺、烦短梨在主粱上的检置至关 重要，通过施加初晞载荷可哄对上述位査进行对淮和调整，确棵紧密接鯉利提高制瞬果的淮确性.2.在纯弯梁电测实验中采用分级加载的目的是— 阖模拟静载的效果 ［B］ 消除温度变化造成的测试误差 • ［C］ 鞘除电阻应变仪的初读数造成误差 ［B］ 将载荷控制在线弹性的工作范围之内 押「正硝笆薬苦 ［ch 加裁有两种方朮 沖杲从零幵抽一直如到创栽翻険值，撚后词膵应的洌试裁攝 另一种是将 刪试躺等分为若干魅 b —述只如谟中一级载荷.最红加到设计載荷的红值。 由于銭应变与載荷之闾是幾性的耒系，SP.e=kF 耳撚线应变轴増塾与社商的塔量工间也是成幽性关系的*即 I 他二住 AF 因肥釆坤分级^载的亦案得到的测试结果尊效皈映了应变与載荷之即的关融 但是采用分議加载有它的好处，它可则 m 电砸应变仪 e 没有严梅调雪貢喩的初谅数对测试结果的影 札 采用方皱加載的万乘之后迂?初读数我補诚掉了” 令于静载加问趣.单所-礼同的 F 頷如载朋凉莖只看.证托足獗横脱静载的效果*而片矜中实 际的加载过程是通过手工枫加戟轮器耳賓呱圧，加载的速度不可能汰快，因此基市上就是静裁审方武.3.厂 在純弯梁电测实脸中温度补偿片的作用是 ___________。 U］ 消除环境温度对材料力学性能的影响 • ［B］ 消除环境温度的变化对测试结果淮确性的干扰 ［C］ 消除 环境温 度的变化对电阻应变仪的影响 ［D］ 涓除环境温度的变化对预调平衛箱的影响 电测■轴昱通谊跟陥和搞捉应更片上电阻塑电租的戛忆来瘵测点外鬱小的蚪描号轉換感电^号益 行测量和显示’如果殴片上电阴童的同阻平是由于处刀产主前变形引起的，而是由于混度交临 1 成 e® 胱冷晞引赶的，那么刮试结果自然合竟到下扰・ 洞萄卜偿片的呻瞄谋让它与删点;处的应变片处于同一个混庫场轧二着的电阴揶靖徉境温度变牝 作同步的弯仏 幷且特洞度补偿片接人删点的同一亍再斷耆电桥中、这样就可践诵讨电桥的平衝冃訓洁除 环境逼度的対 t 幌黒准确 t± 田影龈 ［A］ 加武前谓畫沿有什么臥只有在加载之后确保了加载部佇与朮裁点之间的皤戢陀之石调零才 有駆 ⑵和 5］毎絃载荷读数完毕前或后调零的話分级岳奩的僧用效課就不龍连续黑加了，谊样就无注测 得各級裁荷柞用下测廉的应吏普了‛ 5.在纯徑栗电观具崟中冃丄 I 」注观试站果爪‚终性“规律约足 _______________ O « ［A］ 冋一明点的播应吏左不同盘苛作冏下的比例戋浆 不嗣滋旳线应变在直一颤栽耳矗毎匸沿算鸟专⑸上的分帝规律 c］ 甕竝和旻 E［ZM 点线应旻羽正更关％和丼称性 山中性昙处測出的线应变呈習按逬二雲、/ 診正确答嘉初拟氏 c 和山 本題四亍选爾別的內容是检查制试绪杲的策绷 T 规律药冋方瓦 耳中 LA2M 的呆时料本島的级 弹杜的规律“乔其金三个选项检犯他呈饋应畫豳高度方向线也吏化的觇年“ 6.在弯扭组合实验中,圆轴下表面测点处包含橫截面和径向截面的应力状态为 辂 正磺答案为圧］・ 狈星戳面上駄育茸矩又荷站护.在诩矩柞用下握截面上曹立士妞特切应力.所以［口和 ［D］ 肯定*对, 又由于删量截面受 SV 的奇矩使圖轴门卜祁空払 下部壹販 因 11 週轴 F 表面测点处由弯範弓血的 IF^t 是压应力’故选项 ［PJ 是正瑚的.♦ EB] [C] tt] it 匏匡绽由卯爭稔山測也谨凹“帖衣”的工电庐谨 ＜ L L 豹秋前 ♦ Cfc 力 nWM肓 rc 毎圾軾苛谨数无虚前 ED 每躱栽药融完毕后 / 1 L”.] 4.解 T 正荊笞黑为 ［E］・ [Bl ♦ [Cl [D] 8 9 aw 荊同 能相司 能阻口 I 柚曲县劇卜便片的元件应■> 试件羽 K負犯 E 试件 MF 纠射 E 同 试竹射休私祗曰 与删 与诚“ 右彼测试弁苗线.荒胀丢數.桁匠 _ r -_ 希除删 U 试件由于泯厳化产生的交形对测试 原则上讲只更选帰綢期^翹与被训试件栩同的尉料 R 呵，但宜 Ft 站弓破测试「— 片巳 应空片虽洪是 T 申电气帀件.怛是粘贴阖财卜偿片的材料与官的电气性能无 r-涓展补宦片的作 RK 苴乍为刑试时珂的 詰卑的屋响....__ 和谓束市眾国 i 砧制廂 i 卜偿 ⑻涓廈补偿片也是破广」 关 0 c 潟葡除片自懸鯉封与逞度和导热性能有并.们爭准确地讲盲祎稲关的杲村料越胀祚帰的件能 „也 黑正确卷豕 Muh r 用应变片进存的邑剧技术酗量的星试件在外力柞用下产生的线应变.它与常杵的尺寸祖:有宜接关甌 币加 I 陽帰的绝对变 H 遣 2 甲始尺寸有关.咱呆相对更张量就口曲甘尺寸沒苕耒系了「 粘鮎盅虞补偿片的元仁应 i 堆.与粧損h 科彳冃石 爭腳说件耳电 与檢側试件导姗 与襪测试伴容重相同 己祯答累为四“ 际然说是在中性轴上，那么横戟面卜別点处就段有由晋矩引起的蛮曲正应力.所 IXRWEC］ 是王确的” 在吧严 圆轴*性牠啊却辿吐舍槓到国和迳颅談叵的应打状态加 4. 实验报告 1.在正弯矩的作用下弯曲正应力沿梁喜的分布规律是.〔 1)⑵ ⑶ ⑷ ♦ [A](1)[B] ⑵ [C] ⑶ roi⑷ 解：正确答案为 ［＜L 正弯矩是指使梁下部纤维受拉、上部纤维竟圧的弯匡所以正确答案应该为［从| 2._ ~~口 “iiS更濒得的纵旬住应变不为酗廉因豆 ______________-［A］ 尢耿團式不准昭.导致主谨的测 X 段不是虹电染 ［旳临阻辽仪谡右精锚诅零 ［C］ 旌加亍初蚩程嫡 *［D1 中性层处的应变曲鵬的趨不准雷 拭理逹上苗中性慝是竟弯梅件内际不竟拉乜不竞压的一个■特殊层面.但冥益当中旳冥测结果是中璐 戻苗纵向践 g 行籽不尊干聲、而令有一个比转小曲曲憤，亘疔固午壽中畔层站丙变点占贴的仃育不 准，导敦啜应交片测存的螂不是口性层处附極变‛ ui 兀栽帝式不頫 1 将春导致測试截面卜的誉菲韦炭牛娈仕・存旱不胃测试梁舟幕香皋纯含煙取以乃 礙社商二的弯矩等于養少.中性层处的纵向瞰应芟和正应力都应该为零所臥它不是适成中性层处测 得的汕旬线应变不为镉慎因。 ⑻段有精确词零会使彳号电阻应变俱有一个初锻駆但咼本宾膛采同读懿毒来谢亍计算，嗨载荷作用下 甘丈训植中帶冃含初礒数，却碱？后仿府觀 1 零.毎认它■也不具诰直中桂层处测得的輔我冋娈不対 零的月主 h 口捕抽初議宛荷的影响与时中电阻应变仪卷有闻蹄零的影响是类似皱所以它也不是苣成中唯层处 删得的纵向统应变不为零的原邑＞ 3.TU1 衣虧；■■版 Wtfih 九 /JKM-B » wyS Iit« 用 Zh Mrs 畑」 畑］ 別 a *1 邸 抽 =5 ： k-/ V -5.5ft / F JT _ 皿丿 * J *巴/ ■.M X 刑 U 坐# 巴/ --------------- ■15 / ---------------------h— Jii-0 ■-;»彳 / W / 血 / » / b — 謝 1 皿 T-fb^hH ■■C3?^ STI / 丿 JJI / y 7.0 / “丿 F/ A T® «-4 / -33.7 U 53 ■4S.7 2.7 50 7 单位：内力増童： Nm 应力： MPa^ 应夷： 嚴 轉崗 -好何 学-乎如亘 25^/0 4$—^5 打 T G I M2M ffl 23 a2 FI ■R.9 歧 3 C?J 主瞻方卑紬當 F J J 4i6 屛 工 3 ■ff2 o3 __________ .7.4 五.压杆预习报告: 1.I 关于长度因 数必 正确说注 ______________________ * 凶其它条件相同 B 拗束越强，捉越大 >[B] 耳它荣件相同时约束越怪，M越小 口其它条件相同阪越大，压杆的矣度越小 血 苴它条件相冋趾越大，压杆的植主性越妹 解正确答案为 [Bh.—p(MT M 约束的强扇与‚的关系可以从卡度因数表中去査.[CJ 从上面的第二个公就可以看岀，分亍上的大 [D] 从上面的第一个公式可以看岀，分母上的谧大,5../-■Z 2. 关 T 柔度几正确的说搓是 辭「正站案为[味 ⑷ 约耒越琶：度因熱越小，曰上面的第三个公式可以看出，此时桌勢報小。 [B] 上直的第三个必式可以看岀，分子二的?越大，压杆的柔度找大，故本选顶星正碗的.LCJ 从上面的第三个公试皿以看出，能够反映横截面粗络的慣性半径 f 越大.柔度越叽 [D1 从卜面的第二个公式可臥看岀.柔度 与压杆材料的弹性模量厮关。 3.关亠压科檯定性.正碓的税法是.耳它条件隹同时 x 越丸・压杆旳稳定性轉呼 垂让欧拉理论可朗 应使压杆笊柔度进尽可直汰 其它条件相同时轴向压力越大，临畀力越高 hE TF z [&] U 上画的第二个公式可以看出，务毋上的 2 越丸.压杆的临界应力越小.僦帘越差* [B1 压杆的黑変越弋・说明压杆越细瓠临界应力越低，屈一点从上面的第二伞公式也可以看出.这样埶可以便柑料仍处干绒弹性阶段*只更満足殴拉理论就是有敢的& [C 】和 LD] 临界力是压杆自身的 F 力学炀澹标*就懺许用应力⑹是材料曲才学性能指持 祐 他们为外力 是踊 关系的.4.I~~ 在以下所列的仪器设备中，压杆穏 定实验 所需要的是.电子万能试验机，双向引伸计.压杆稳定试验台，百分表，数字测力仪*计算机 口 ’正口本”压杆稳定试验台;数字测力仪和计算机 5.~武礁球』:狡主的山已 具横前面如下图所示 F 機压杆失程时，横哉面对中性轴的噌哼半径戸LAJ 苴它榮件相匠时约克趣强，越丈 [C] 其它条件相同时昼璘旨 苴它条件相同时圧■fl 也粗，丄越犬 工] 其它条件相辰时 E越大，/■越大 卬] 其它条件相同时输向压力越丸临界力越小 陳在纟竦袭坤构冋的蒂况瓦压杆头榕帶啸刼面二的时限 L 因止礦截商詞 4 性轴的團兰半劭 bh‘ 6.已知其逼丐匚心広朴的总度知*横截而旳怕性矩如，＜廈因敢为⑴ 豺料的琴件惶童为芒・則且欧拉 临界力 F C y= + 答 PU 答案幵 T ^EI 7.已知某蛙揀中心压杆的长度为 A 植截茴的惶性半径为 h 快廈因數为血则该:圧杆的柔度 ： 二 皆：压杆的柔度为’ 8.解 M 正鶴笞冥为, 4 傑 园为中点増加妁柬前.压杆为两端蛙的压杆.卄鼻輕废为心压杆的中点増俎纹朿民 竺垠压杆分 威了上下两淋由 1 ■中闾的欽吏 F.氓制了專截面的水平恆篠漫有限制该杳面贰坯瓠所叹每一段都相 巧干—标两鋸转古茁馬杆.口長苴计算吒席只石原来的一¥* F ： /2.此时藝吳圧杆的临畀 +1 就 h 苴巾干 視杆件的临界力相笥由于豌拉临界力与计算长度的平方赧比.因毗增力哟車后盞艮压杆的临界力増 加创豆 K 的 4 倍*12 =-^= ~bh~ ① =0.J 77mm 6. 实验报告 1.实验报告 弹性压杆稳罡实醴 单位，式屋，at— 力-X, 坤性枕蚩已 cm 釣克类型 长度系数甘 H 号长度 L ： nmi） E ； GPd) /)JWML 力 FJZ.凡广行 J x 100 3< J F fr 十常白分昏门 两端铁支 ] J94 210 UJ 115 177 1 U —端狡芟 另端固足 歉 37B 210 J.J 34Q 394 13 70 两靖固定 03 210 15-5 733 323 7.K 两端锁支 哥口间锤 1 1ST 21 ：3 71Q 7r 2 El z 细怅压杆的欧拉临界为‘化厂（竝 f 6• 简支梁 预习报告 1.面支梁横向振动固有频率若 /iWOHs 则丿孑二 HZ。-180 2.4m*目砂别法判断魅吋.齋信号满动体■拉稔楼号幣輔拓團里 出姑八 橢园 — 3.曲利性北刊洼郭 ar 上柝时，轍标僖号三据制体速麻怙 m 的玉萨址團昙（埴文字）“ 严直线 4.北览宿位日凤铠判莎其振时，嗨拆辰与振动朴 11 」速底侶号例全詐銅盟昙一（填 文 字） “ |物体的固有硕率只有 1 个。 物体的共振频率就是物体的固有频率。 P 3. 实验报告 1.简支舉幹阶周有频率的测屋买验报告 固有频率 71(Hz)舟⑴町 現・（文字） P 数直 现象（文字）| 粗值刈別袪 4B.7 KA a 槽位判别沬 4S.S 蹄 @1 1947 晟度 4S7 歸直线 192 U 斜直绪 , 加速度 48 C Bl i 正枢 七 • 数字模拟 预习报告 1.液压万能试验机指针度盘的分辨力为;［扎］扌蒜度盘上的最小刻度，&］楷示度盘上指针所指示值的理； ［C］ 扌包度盘上的最小刻度的一半 i ［D］ 度盘上的最夫动度＜■ 解，正确选项 C 2.河冃冰验机育丄呃虫、沁队 2Ukfl, WkK 四”|不同量程的设备理有试件言径为沁.陆选用 昼程的過餐囲亍拉坤破薛实也 lOOkN bOkb 20kN 1iM..A J.[C： 4. 饥 /T2 萌-加 07 标桂舰定试蒔吸收能量忆不应超惟实际初始势罷用戸的 玉 Kf 轩--------的 ___________ 倍「 m ； 最小分祈力, 25 程绘构在承受交变敦荷作用下导致裂纹萌主和扩展臥至断裂失效‘称之为 实验报告 1.I~ 用避 *1 移动虽籾尸.対压所习ii 上牡仃 W 韭殖崔魁両上此正口严」 3 些虫叠丿 1 地曲吐打」淡世也他上胡巧应力旳 ffj=;亶則阳刊:』連度。下膵叭匐懵嗽面上甫应力湘矶严 ______________.f(商三的间用冠的骨号“:‛為卄： I B 解=当重输句宦上 n 七 当重物匀加谨上升时.心十育.此対盘討是一个人的系載，结黒造成向上加連梶汁时乖要施加 比童物如自重更大的力.即： 0 尸 K/ 計 =<1 斗弓防 e 当童输句 in 速下晦寸，K 尸 1-空.此时 K 屣一个小于 1 的系拠绘杲适成向下加速运行时日施协 比童恂的自娈更 4 嵌力*职 %=K# 阳 =(1 晋〕 [7 S 2.I~ 用堇量为&鬪扭重设舊.再重量対尸的重精以勾如釀甬上强升，不讣巣的自亜.剛架丄的最才唾題”址^二 ______________ ° 阳.此可趣中毡夷事両 i、玉校.H 丰起蓋设备吏莊 I L SI 史架上，it 于薛止干动的状弟，因此，越賣设膏只能按關静 Jt/kil 耳』械起吊的畫㈱向 上收口池瓏克拽运动，0 烦證虏甚內荷麹应・ 早斤:霰戈百护卢牛在金#由益盂迓科-很記吊專孟一产牛餐命務沪订| F My 呼矶胃 前荷冋轴』 d^ fl ~] + — 扔 也鬧 W +陆严 fl 林心 竽申+讣晋 3.标唯神击就樟申间有 型和 坐两种缺□“室渥神兰武验应在 溟崖范围内进行疲劳失效 5. 23°C 土亍 C 4.百啊 J 件妇理土姿出事有、杓 解；构件外形;构件尺寸； 船 I 彳牛夷高馬量；
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