【真题】北京科技大学《831矿山岩石力学》2010年考研真题参考答案

北京科技大学《831矿山岩石力学》2010年考研真题参考答案
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一、问答题（每题12分，共120分）
1.什么是全应力-应变曲线?它有什么工程意义?为什么普通材料实验机得不出全应力-应变曲线？
答案：全应力-应变曲线完整记录了岩石从开始加载到完全破坏全过程的力学响应特征，包括压密阶段、弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段和残余强度阶段。这条曲线对岩土工程具有重要指导价值，通过分析峰值强度后的应力降特征可以评估岩爆倾向性，残余强度段则能为支护设计提供参数依据。普通材料试验机由于系统刚度不足，在岩石试件达到峰值强度后无法控制能量突然释放，导致无法记录破坏后阶段的力学行为。只有配备伺服控制系统的高刚度试验机才能通过实时调整加载速率，吸收释放的应变能，从而获得完整的全应力-应变曲线。
2.简述岩石的扩容过程。
答案：岩石扩容是指材料在偏应力作用下出现的体积非弹性增大现象。这一过程始于应力达到扩容门槛值后，岩石内部原有微裂纹的尖端开始产生新的裂隙，这些裂隙主要沿最大主应力方向定向扩展。随着荷载增加，裂纹网络逐渐发育并相互连接，造成宏观体积膨胀。扩容过程中伴随明显的声发射活动，反映内部微破裂的能量释放特征。在微观尺度上，裂纹的张开和滑移导致材料整体体积增加，表现为轴向应变与侧向应变的比值发生显著变化。扩容程度受围压条件显著影响，高围压会抑制扩容发展，而含水条件则