巖石力學(xué)復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、一、名詞解釋:1、各向異性:巖石的全部或部分物理、力學(xué)性質(zhì)隨方向不同而表現(xiàn)出差異的性質(zhì)。2、軟化系數(shù):飽水巖樣抗壓強(qiáng)度與自然風(fēng)干巖樣抗壓強(qiáng)度的比值。3、初始碎脹系數(shù):破碎后樣自然堆積體積與原體積之比。4、巖體裂隙度K:取樣線(xiàn)上單位長(zhǎng)度上的節(jié)理數(shù)。5、本構(gòu)方程:描述巖石應(yīng)力與應(yīng)變及其與應(yīng)力速率、應(yīng)變速率之間關(guān)系的方程(物理方程。6、平面應(yīng)力問(wèn)題:某一方向應(yīng)力為0。(受力體在幾何上為等厚薄板,如薄板梁、砂輪等 1.平面應(yīng)變問(wèn)題:受力體呈等截面柱體,受力后僅兩個(gè)方向有應(yīng)變,此類(lèi)問(wèn)題在彈性力學(xué)中稱(chēng)為平面應(yīng)變問(wèn)題。2.給定載荷:巷道圍巖相對(duì)孤立,支架僅承受孤立圍巖的載荷。3.長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度:作用時(shí)間為無(wú)限大時(shí)

2、的強(qiáng)度(最低值。4.擴(kuò)容現(xiàn)象:巖石破壞前,因微裂隙產(chǎn)生及內(nèi)部小塊體相對(duì)滑移,導(dǎo)致體積擴(kuò)大的現(xiàn)象5.支承壓力:回采空間周?chē)簬r體內(nèi)應(yīng)力增高區(qū)的切向應(yīng)力。1.平面應(yīng)力問(wèn)題:受力體呈等厚薄板狀,所受應(yīng)力為平面應(yīng)力,在彈性力學(xué)中稱(chēng)為平面應(yīng)力問(wèn)題。2.給定變形:圍巖與母體巖層存在力學(xué)聯(lián)系,支架承受?chē)鷰r變形而產(chǎn)生的壓力,這種工作方式稱(chēng)為給定變形。3.準(zhǔn)巖體強(qiáng)度:考慮裂隙發(fā)育程度,經(jīng)過(guò)修正后的巖石強(qiáng)度稱(chēng)為準(zhǔn)巖體強(qiáng)度。4.剪脹現(xiàn)象:巖石受力破壞后,內(nèi)部斷裂巖塊之間相互錯(cuò)動(dòng)增加內(nèi)部空間在宏觀上表現(xiàn)體積增大現(xiàn)象。5.滯環(huán):巖石屬滯彈性體,加卸載曲線(xiàn)圍成的環(huán)狀圖形,其面積大小表示因內(nèi)摩擦等原因消耗的能量。1、巖石的

3、視密度:單位體積巖石(包括空隙的質(zhì)量。2、擴(kuò)容現(xiàn)象:巖石破壞前,因微裂隙產(chǎn)生及內(nèi)部小塊體相對(duì)滑移,導(dǎo)致體積擴(kuò)大的現(xiàn)象。3、巖體切割度Xe:巖體被裂隙割裂分離的程度:4、彈性后效:停止加、卸載,應(yīng)變需經(jīng)一段時(shí)間達(dá)到應(yīng)有值的現(xiàn)象。5、粘彈性:巖石在發(fā)生的彈性變形具有滯后性,變形可緩慢恢復(fù)。6、軟巖(地質(zhì)定義:單軸抗壓強(qiáng)度小于25MPa的松散、破碎、軟弱及風(fēng)化膨脹類(lèi)巖石。1.砂土液化:飽水砂土在地震、動(dòng)力荷載或其它物理作用下,受到強(qiáng)烈振動(dòng)而喪失抗剪強(qiáng)度,使砂粒處于懸浮狀態(tài),致使地基失效的作用或現(xiàn)象。2.混合溶蝕效應(yīng):不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕能力有所增強(qiáng)的效應(yīng)。3.卓越周期:地震波在地層中

4、傳播時(shí),經(jīng)過(guò)各種不同性質(zhì)的界面時(shí),由于多次反射、折射,將出現(xiàn)不同周期的地震波,而土體對(duì)于不同的地震波有選擇放大的作用,某種巖土體總是對(duì)某種周期的波選擇放大得突出、明顯,這種被選擇放大的波的周期即稱(chēng)為該巖土體的卓越周期。4.工程地質(zhì)問(wèn)題:工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在的矛盾或問(wèn)題。5.工程地質(zhì)條件:與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素的綜合,包括:地形地貌、巖土類(lèi)型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、物理地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料六個(gè)方面。6.滑坡:斜坡巖土體在重力等因素作用下,依附滑動(dòng)面(帶產(chǎn)生的向坡外以水平運(yùn)動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)或現(xiàn)象。7.振動(dòng)液化:飽水砂、粉砂土在振動(dòng)力的作用下,抗剪強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象。8.卓越周期

5、:巖土體對(duì)不同周期的地震波有選擇放大作用,某種巖土體總是以某種周期的波選擇放大得尤為明顯而突出,這種周期即為該巖土體的卓越周期。卓越周期的實(shí)質(zhì)是波的共振。9.混合溶蝕效應(yīng):不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕性有所增強(qiáng),這種增強(qiáng)的溶蝕效應(yīng)叫做混合溶蝕效應(yīng)。10.基本烈度:指在今后一定時(shí)間(一般按100年考慮和一定地區(qū)范圍內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遇到的最大烈度。它是由地震部門(mén)根據(jù)歷史地震資料及地區(qū)地震地質(zhì)條件等的綜合分析給定的,對(duì)一個(gè)地區(qū)地震危險(xiǎn)性作出的概略估計(jì),作為工程抗震的一般依據(jù)。11.活斷層:是指目前正在活動(dòng)著的斷層,或是近期曾有過(guò)活動(dòng)而不久的將來(lái)可能會(huì)重新活動(dòng)的斷層。12.水庫(kù)誘發(fā)地震:是

6、指由于人類(lèi)修建水庫(kù)工程,水庫(kù)蓄水所引起的地震活動(dòng),稱(chēng)為水庫(kù)誘發(fā)地震。13.崩塌:斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體,突然脫離母體并以垂直運(yùn)動(dòng)為主,翻滾跳躍而下,這種現(xiàn)象或運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為崩塌。二、填空題:1、礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個(gè)重要因素。2、已知巖石的孔隙率為5%,則其孔隙比為0.053。3、巖石在不同的應(yīng)力作用下,其極限強(qiáng)度的大小滿(mǎn)足抗剪強(qiáng)度>抗拉強(qiáng)度。4、巖石形成各向異性的原因是巖石物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)具有方向性,節(jié)理、結(jié)構(gòu)面、層面具有方向性。5、巖石蠕變的類(lèi)型分為穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種。6、馬克斯維爾(M體描述具有瞬時(shí)彈性變形、等速蠕變和松弛性質(zhì)的不穩(wěn)定蠕變

7、,其結(jié)構(gòu)組成為M = HN (或元件圖。7、巖石抗凍系數(shù)為巖樣在正負(fù)25之間反復(fù)凍融,其抗壓強(qiáng)度降低值與未凍融前抗壓強(qiáng)度的百分比。8、塑性區(qū)圍巖具有彈塑性位移,位移僅與應(yīng)力偏量有關(guān),與靜水壓力無(wú)關(guān)。9、目前維護(hù)井下巷道圍巖穩(wěn)定,主要從兩個(gè)方面入手:增強(qiáng)圍巖強(qiáng)度、降低圍巖應(yīng)力。10、從支護(hù)原理上分析,普通支護(hù)為被動(dòng)支護(hù),錨噴支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)。11、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)一般先確定錨固力,然后確定拉斷力,再確定錨桿桿徑。1.開(kāi)爾文(K體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變,其結(jié)構(gòu)組成為K = H|N (或元件圖。2.莫爾認(rèn)為無(wú)論巖石處于何種應(yīng)力狀態(tài),破壞均為剪切破壞。3.依據(jù)回采空間是否移動(dòng),分為移動(dòng)支承壓力、固定支承

8、壓力。4.一般講,巖體強(qiáng)度介于巖石強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面(弱面強(qiáng)度之間。5.ISRM 建議:加載速率為0.51.0MPa/s;破壞時(shí)間一般為510分鐘。6.巖石破壞后所具有的殘余強(qiáng)度是指破裂巖塊之間因相互錯(cuò)動(dòng)摩擦產(chǎn)生的摩擦阻力。7.一般以高于(低于原巖應(yīng)力5%為界,劃分集中應(yīng)力影響范圍。1.描述不穩(wěn)定蠕變的馬克斯維爾(M體結(jié)構(gòu)組成為M = HN (或元件圖。2.礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個(gè)重要因素。3.巖體由巖塊、結(jié)構(gòu)面組成。4.格里菲斯認(rèn)為不論巖石受力狀態(tài)如何,最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。5.錨桿的作用原理有懸吊、組合梁、擠壓拱、抗剪切等不同解釋。6.巖石塑性變形有真塑

9、性和假塑性之說(shuō),其中假塑性變形是指巖石內(nèi)部存在的節(jié)理裂隙被壓閉合在宏觀表現(xiàn)上的變形。7.當(dāng)側(cè)壓系數(shù)為1/3時(shí),圓形巷道周邊恰恰不產(chǎn)生拉應(yīng)力。1、已知巖石的孔隙比為0.053,則其孔隙率為5%。2、巖石在不同的應(yīng)力作用下,其極限強(qiáng)度的大小滿(mǎn)足三向抗壓強(qiáng)度>單軸抗壓強(qiáng)度。3、結(jié)構(gòu)面密集程度由裂隙度K與切割度Xe表征。4、巖石的破壞類(lèi)型分為斷裂破壞(劈裂、流動(dòng)破壞(剪切兩種。5、典型蠕變曲線(xiàn)分為初始蠕變、定常蠕變、加速蠕變?nèi)A段。6、開(kāi)爾文(K體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變,其結(jié)構(gòu)組成為K = H | N (或元件圖。7、巷道圍巖受地壓作用產(chǎn)生的三區(qū)分別為塑性區(qū)、彈性區(qū)、原始應(yīng)力區(qū)。8、彈性區(qū)圍巖

10、具有彈性或粘彈性位移,位移與巖石彈性性質(zhì)有關(guān)。9、大量實(shí)驗(yàn)表明,塑性變形與靜水應(yīng)力無(wú)關(guān),只與應(yīng)力偏量有關(guān),與剪應(yīng)力有關(guān)。10、錨桿施工時(shí)要注意兩點(diǎn)足夠、可靠的錨固力;穩(wěn)定、完整的巖幫。三、簡(jiǎn)答題:1、什么是全應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)?為什么普通材料試驗(yàn)機(jī)得不出全應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)?答:在單軸壓縮下,記錄巖石試件被壓破壞前后變形過(guò)程的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。普通材料實(shí)驗(yàn)機(jī)整體剛度相對(duì)較小,對(duì)試件施加載荷產(chǎn)生的反作用力將使實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)件產(chǎn)生較大變形(彈性能儲(chǔ)存,當(dāng)巖石試件被壓壞時(shí),試件抗壓能力急劇下降,致使實(shí)驗(yàn)機(jī)彈性變形迅速恢復(fù)(彈性能釋放摧毀巖石試件,而得不到巖石破壞后的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。剛性實(shí)驗(yàn)機(jī)在施加載荷時(shí),自身變形極小,儲(chǔ)存

11、的彈性能不足以摧毀巖石試件,因此可以得到巖石破壞后的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。2、簡(jiǎn)述巖石在三軸壓縮下的變形特征。答:E、與單軸壓縮基本相同;隨圍壓增加三向抗壓強(qiáng)度增加;峰值變形增加;彈性極限增加;巖石由彈脆性向彈塑性、應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變。3、按結(jié)構(gòu)面成因,結(jié)構(gòu)面通常分為幾種類(lèi)型?答:按成因分類(lèi)有三種類(lèi)型:原生結(jié)構(gòu)面成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面;構(gòu)造結(jié)構(gòu)面在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下形成的結(jié)構(gòu)面;次生結(jié)構(gòu)面由于風(fēng)化、人為因素影響形成的結(jié)構(gòu)面。4、在巷道圍巖控制中,可采取哪些措施以改善圍巖應(yīng)力條件?答:選擇合理的巷道斷面參數(shù)(形狀、尺寸,避免拉應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生(無(wú)拉力軸比;巷道軸線(xiàn)方向與最大主應(yīng)力方向一致;將巷道布置在減壓區(qū)(沿空、跨采、

12、卸壓。5、地應(yīng)力測(cè)量方法分哪兩類(lèi)?兩類(lèi)的主要區(qū)別在哪里?每類(lèi)包括哪些主要測(cè)量技術(shù)?答:分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法。直接測(cè)量法是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量和記錄各種應(yīng)力量。間接測(cè)量法,不直接測(cè)量應(yīng)力量,而是借助某些傳感元件或某些介質(zhì),測(cè)量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有關(guān)的物理量的變化,通過(guò)其與應(yīng)力之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系求解應(yīng)力。直接測(cè)量法包括:扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應(yīng)力計(jì)法和聲發(fā)射法等。間接測(cè)量法包括:套孔應(yīng)力解除法、局部應(yīng)力解除法、松弛應(yīng)變測(cè)量法、孔壁崩落測(cè)量法、地球物理探測(cè)法。1.巖石的塑性和流變性有什么不同?答:塑性指巖石在高應(yīng)力(超過(guò)屈服極限作用時(shí),產(chǎn)生不可恢復(fù)變形的性質(zhì)。流變性指巖石在任何應(yīng)力

13、作用下,隨時(shí)間增長(zhǎng)而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的變形。相同點(diǎn):均為不可恢復(fù)變形;不同點(diǎn):變形產(chǎn)生的原因、機(jī)理不同。2.試敘述構(gòu)造應(yīng)力對(duì)原巖應(yīng)力場(chǎng)的影響及其特點(diǎn)。答:影響:加大了水平應(yīng)力和應(yīng)力不均衡分布。構(gòu)造應(yīng)力特點(diǎn):1分布不均,在構(gòu)造區(qū)域附近最大;2水平應(yīng)力為主,淺部尤為明顯;3具有明顯的方向性;4堅(jiān)硬巖層中明顯,軟巖中不明顯;53.簡(jiǎn)述圍壓對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響。圍壓可改變巖石的力學(xué)性狀。圍壓增大致使塑性增大、峰值強(qiáng)度增高、破壞前變形加大。實(shí)驗(yàn)時(shí)加載速率大,導(dǎo)致彈性摸量大、強(qiáng)度指標(biāo)高。4.影響巷道圍巖穩(wěn)定的主要因素有哪些?圍巖強(qiáng)度、應(yīng)力集中程度、原始應(yīng)力大小、巷道支架的支撐力5.采用錨桿支護(hù)時(shí)如何選擇錨桿

14、的桿徑?錨桿桿徑確定:一般先確定錨固力,然后由拉斷力錨固力確定拉斷力,再確定桿徑。1.巖石受載時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些類(lèi)型的變形?巖石受載可發(fā)生彈性變形、塑性變形和粘性變形。一般巖石呈現(xiàn)粘彈性性質(zhì)(滯彈性,即應(yīng)變的產(chǎn)生和恢復(fù)滯后于應(yīng)力變化。2.程巖體比尼奧斯基分類(lèi)法依據(jù)哪些指標(biāo)對(duì)巖體進(jìn)行分類(lèi)?依據(jù)巖塊強(qiáng)度、RQD、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件、地下水條件五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)。3.巖體與巖石相比,其變形性質(zhì)有何特點(diǎn)?巖體變形與巖石相比E低,峰值強(qiáng)度低,殘余強(qiáng)度低,高;達(dá)到峰值后,巖體呈柔性破壞,并保留一定殘余強(qiáng)度;各向異性顯著,不同結(jié)構(gòu)面分布呈現(xiàn)不同變形性質(zhì)。4.試分析支承壓力的有利因素與不利因素。有利:壓酥煤體,便于落

15、煤,節(jié)省能耗。不利:破壞煤體引起片幫,不利頂板管理;破壞頂板,生成采動(dòng)裂隙,造成頂板破碎不易管理;高應(yīng)力引起巷道圍巖變形嚴(yán)重,維護(hù)量大不安全;高應(yīng)力易引發(fā)沖擊地壓。5.采用錨桿支護(hù)時(shí),如何選擇錨桿的類(lèi)型?堅(jiān)硬、厚層狀巖體多選用端頭錨固型;松軟破碎、裂隙發(fā)育巖體多選用全長(zhǎng)錨固;為增加錨桿作用效果,錨固經(jīng)常與噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼板條帶等聯(lián)合使用。1、在巷道圍巖控制中,采用哪些措施可使支護(hù)更加合理?答:對(duì)于位移明顯巷道,采用恒阻可伸縮支護(hù)形式;對(duì)于變形量較大的軟巖,采用二次支護(hù);支架與圍巖要整體接觸,使應(yīng)力均勻傳遞;加強(qiáng)支護(hù)與圍巖間的整體性,共同承受載荷作用。2、峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)有幾種類(lèi)型,各表

16、示巖石何種性質(zhì)?答:峰前區(qū)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)形態(tài)可分為直線(xiàn)型、下凹型、上凹型、S型、平緩型,分別表示了巖石受力作用后呈現(xiàn)的彈性、彈塑性、塑彈性、塑彈塑性和彈粘性性質(zhì)。3、巖體結(jié)構(gòu)基本類(lèi)型有哪些?完整結(jié)構(gòu);塊裂結(jié)構(gòu);板裂結(jié)構(gòu);碎裂結(jié)構(gòu);斷續(xù)結(jié)構(gòu);散體結(jié)構(gòu)4、結(jié)構(gòu)面的剪切變形、法向變形與結(jié)構(gòu)面的哪些因素有關(guān)?剪切變形與巖石強(qiáng)度(C、結(jié)構(gòu)面粗糙性(JRC有關(guān);法向變形與結(jié)構(gòu)面抗壓強(qiáng)度(JCS、結(jié)構(gòu)面粗糙性(JRC、結(jié)構(gòu)面張開(kāi)度(有關(guān)。5、簡(jiǎn)述水壓致裂法主要測(cè)量步驟及適用條件。答:(1打孔到測(cè)量應(yīng)力的部位,將加壓段用封隔器密封;(2向隔離段注入高壓水,測(cè)得巖體初始開(kāi)裂壓力Pi;(3把高壓水釋放后重新加壓,測(cè)

17、得壓力Pr和穩(wěn)定關(guān)閉壓力Ps,重復(fù)23次;(4將封隔器完全卸壓后連同加壓管等全部設(shè)備從鉆孔中取出;(5測(cè)量水壓裂隙和鉆孔試驗(yàn)段的天然節(jié)理、裂隙的位置、方向和大小,做好記錄。適用于:完整、脆性巖石。4.簡(jiǎn)述斜坡中應(yīng)力分布特點(diǎn):(1斜坡周?chē)鲬?yīng)力跡線(xiàn)發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn):愈接近臨空面,最大主應(yīng)力1愈接近平行于臨空面, 3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。(2坡腳附近形成最大剪應(yīng)力增高帶,往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。(3在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應(yīng)力和坡頂面的切向力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)力,形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。(4與主應(yīng)力跡線(xiàn)偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線(xiàn)由原來(lái)的直線(xiàn)變成近

18、似圓弧線(xiàn),弧的下凹方向朝著臨空方向。(5坡面處由于側(cè)向壓力趨于零,實(shí)際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。主要有自然歷史分析法、數(shù)學(xué)力學(xué)分析法、模型模擬試驗(yàn)法、工程地質(zhì)類(lèi)比法等。(1可能破壞巖土體的幾何邊界條件分析(2受力條件分析(3確定計(jì)算參數(shù)(4計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)(5確定安全系數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)7.巖石力學(xué)、土力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)有何關(guān)系巖石力學(xué)和土力學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)有著十分密切的關(guān)系,工程地質(zhì)學(xué)中的大量計(jì)算問(wèn)題,實(shí)際上就是巖石力學(xué)和土力學(xué)中所研究課題,因此在廣義的工程地質(zhì)學(xué)概念中,甚至將巖石力學(xué)、土力學(xué)也包含進(jìn)去,土力學(xué)和巖石力學(xué)是從力學(xué)的觀點(diǎn)研究土體和巖體。它們屬力學(xué)范疇的分支。(1

19、降低巖土體強(qiáng)度性能(2靜水壓力(3動(dòng)水壓力(4孔隙水壓力抵消有效應(yīng)力(5地表水的沖刷、侵蝕作用(6地下水引起的地質(zhì)病害、地基失穩(wěn)(巖溶塌陷、地震液化、巖土的脹縮、土體鹽漬化、黃土濕陷等。四、論述題:1試說(shuō)明普氏、太沙基地壓計(jì)算理論,并給予評(píng)價(jià)。答:普氏認(rèn)為:頂板巖石受力作用可形成平衡拱(免壓拱,使上覆巖層壓力通過(guò)拱軸轉(zhuǎn)移到兩側(cè)圍巖上,當(dāng)兩側(cè)圍巖穩(wěn)定時(shí),巷道支架僅承受平衡拱內(nèi)巖石的重力作用。兩幫巖體受拱傳遞壓力作用,產(chǎn)生較大變形,當(dāng)達(dá)到其強(qiáng)度時(shí),兩幫巖體將滑移,失去支撐作用,致使拱寬、拱高加大,頂壓與側(cè)壓增大。太沙基認(rèn)為:跨度為2a 范圍內(nèi)的上部巖石將由于自重而下沉,兩側(cè)摩擦力阻止其下沉,支架所

20、承受的壓力為下滑力與摩擦力之差。評(píng)價(jià):兩種計(jì)算方法均為估算法。普氏地壓公式與深度無(wú)關(guān),不能解釋?xiě)?yīng)力隨深度增大的現(xiàn)象;適用于松散巖體,對(duì)整體性、強(qiáng)度高的巖體,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際有出入;應(yīng)用簡(jiǎn)便(估算、存在局限性。太沙基公式從另一角度提出地壓計(jì)算公式,也反映了免壓拱效應(yīng),經(jīng)變換后與普式公式同形。適用于埋深不大、圍巖松散破碎條件。2分析庫(kù)侖、莫爾、格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)并給予評(píng)價(jià)。答:庫(kù)侖認(rèn)為:巖石破壞為剪切破壞;巖石抵抗剪切破壞的能力由兩部分組成:內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力。莫爾認(rèn)為:無(wú)論巖石處于何種應(yīng)力狀態(tài),破壞均為剪切破壞;破壞時(shí),剪切面上所需的剪應(yīng)力不僅與巖石性質(zhì)有關(guān),而且與作用在剪切面上的正應(yīng)力有關(guān)

21、。格里菲斯認(rèn)為:不論巖石受力狀態(tài)如何,最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。評(píng)價(jià):庫(kù)侖強(qiáng)度理論是莫爾強(qiáng)度理論的直線(xiàn)形式。莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度特征,解釋了三向等拉時(shí)破壞,三向等壓時(shí)不破壞現(xiàn)象,但忽視了中間應(yīng)力的作用。格式理論推導(dǎo)巖石抗壓強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的8倍,反映了巖石的真實(shí)情況,較好證明了巖石在任何應(yīng)力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞,但對(duì)裂隙被壓閉合抗剪強(qiáng)度增高解釋不夠。莫爾理論適用于塑性巖石,及脆性巖石的剪切破壞;不適用于拉斷破壞。格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。3試分析莫爾與格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)并給予評(píng)價(jià),說(shuō)明各自適用條件。莫爾認(rèn)為:無(wú)論巖石處于何種應(yīng)力狀態(tài),破

22、壞均為剪切破壞;破壞時(shí),剪切面上所需的剪應(yīng)力不僅與巖石性質(zhì)有關(guān),而且與作用在剪切面上的正應(yīng)力有關(guān)。格里菲斯認(rèn)為:不論巖石受力狀態(tài)如何,最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。評(píng)價(jià):莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度特征,解釋了三向等拉時(shí)破壞,三向等壓時(shí)不破壞現(xiàn)象,但忽視了中間應(yīng)力的作用。格式理論推導(dǎo)巖石抗壓強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的8倍,反映了巖石的真實(shí)情況,較好證明了巖石在任何應(yīng)力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞,但對(duì)裂隙被壓閉合抗剪強(qiáng)度增高解釋不夠。莫爾理論適用于塑性巖石,及脆性巖石的剪切破壞;不適用于拉斷破壞。格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。判斷題:1.結(jié)構(gòu)面組數(shù)越多,巖體強(qiáng)度越接近于結(jié)構(gòu)面

23、強(qiáng)度。(2.巖石三向抗壓強(qiáng)度不是一個(gè)固定值,將隨圍壓變化而改變。(3.流變模型元件并聯(lián)組合時(shí),各元件滿(mǎn)足應(yīng)力相等,應(yīng)變相加關(guān)系。(×4.在未受開(kāi)采影響的原巖體內(nèi)存在著原巖應(yīng)力,其方向與水平方向垂直。(×5.巖石抗壓強(qiáng)度值的離散系數(shù)越大,說(shuō)明巖石抗壓強(qiáng)度平均值的可信度越高。(×6.根據(jù)服務(wù)年限要求,礦井運(yùn)輸大巷應(yīng)按照等應(yīng)力軸比設(shè)計(jì)其斷面尺寸。(×7.巖石蠕變與巖石類(lèi)別有關(guān),與應(yīng)力大小有關(guān)。(8.有粘聚力的固結(jié)巖體體,由地表開(kāi)始側(cè)壓力與深度成線(xiàn)性增長(zhǎng)。(×9.橢圓斷面巷道,其長(zhǎng)軸方向與最大主應(yīng)力方向一致時(shí),周邊受力條件最差。(×10.在力

24、學(xué)處理上,弱面不僅能承受壓縮及剪切作用,還能承受拉伸作用。(×1.結(jié)構(gòu)面組數(shù)越多,巖體越接近于各向異性。(×2.流變模型元件串聯(lián)組合時(shí),各元件滿(mǎn)足應(yīng)變相等,應(yīng)力相加關(guān)系。(×3.軟弱巖層受力后變形較大,表明構(gòu)造應(yīng)力在軟弱巖層中表現(xiàn)顯著。(×4.巖石限制性剪切強(qiáng)度不是固定值,與剪切面上作用的正壓力有關(guān)。(5.軟巖破壞為漸進(jìn)過(guò)程,首先對(duì)破壞部位支護(hù),可使軟巖控制取得好的效果。(6.隨開(kāi)采深度增加,巷道圍巖變形將明顯增大。(7.從巷道周邊圍巖受力情況看,拱型斷面巷道要比梯形巷道斷面差。(×8.塑性變形與靜水應(yīng)力無(wú)關(guān),只與應(yīng)力偏量有關(guān),與剪應(yīng)力有關(guān)。(

25、9.對(duì)無(wú)粘聚力的松散體,由地表開(kāi)始側(cè)壓力即與深度成線(xiàn)性增長(zhǎng)。(10巷道返修是一種較好的巷道支護(hù)對(duì)策。(×1.水庫(kù)蓄水前,河間地塊存在地下分水嶺,蓄水后將不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)水向鄰谷的滲漏。×2.斜坡變形的結(jié)果將導(dǎo)致斜坡的破壞。×3.在巖土體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中,由于邊界條件、荷載條件、巖土體強(qiáng)度等難以精確確定,通常在設(shè)計(jì)上考慮上述因素及建筑物重要性而綜合確定一經(jīng)驗(yàn)值,此即穩(wěn)定性系數(shù)。×4.地震烈度是衡量地震本身大小的尺度,由地震所釋放出來(lái)的能量大小來(lái)確定。×5.用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判定砂土液化時(shí),若某一土層的實(shí)際貫入擊數(shù)小于臨界貫入擊數(shù),則該土層液化。1.巖體:位于一

26、定地質(zhì)環(huán)境中,在各種宏觀地質(zhì)界面(斷層、節(jié)理、破碎帶等分割下形成的有一定結(jié)構(gòu)的地質(zhì)體。由結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體組成的地質(zhì)體。2.巖石:是經(jīng)過(guò)地質(zhì)作用而天然形成的一種或多種礦物的集合體。具有一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物(含結(jié)晶和非結(jié)晶的集合體。3.巖(體石力學(xué):是力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,是研究巖(體石在各種力場(chǎng)作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科。4.結(jié)構(gòu)面:指在地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中,巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度,厚度相對(duì)較小的宏觀地質(zhì)界面或帶。5.巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD:指大于10cm的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度與鉆孔進(jìn)尺長(zhǎng)度之比的百分?jǐn)?shù)。6.空隙指數(shù):指在0.1MPa壓力條件下,干燥巖石吸入水的重量與巖石干

27、重量的比值。7.軟化性:軟化性是指巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)。8.軟化系數(shù):指巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度與干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度的比值。9.膨脹性:是指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。10.單軸抗壓強(qiáng)度:是指巖石試件在單軸壓力下達(dá)到破壞的極限值。,11.抗拉強(qiáng)度:是指巖石試件在單向拉伸條件下試件達(dá)到破壞的極限值。12.抗剪強(qiáng)度:是指巖石抵抗剪切破壞的能力。13.形狀效應(yīng):在巖石試驗(yàn)中,由于巖石試件形狀的不同,得到的巖石強(qiáng)度指標(biāo)也就有所差異。這種由于形狀的不同而影響其強(qiáng)度的現(xiàn)象稱(chēng)為“形狀效應(yīng)”。14.尺寸效應(yīng):巖石試件的尺寸愈大,則強(qiáng)度愈低,反之愈高,這一現(xiàn)象稱(chēng)為“尺寸效應(yīng)”。15.延性度:指巖石在達(dá)到破

28、壞前的全應(yīng)變或永久應(yīng)變。16.流變性:指在外界條件不變時(shí),巖石應(yīng)變或應(yīng)力隨時(shí)間而變化的性質(zhì)。17.蠕變:指在應(yīng)力不變的情況下,巖石的變形隨時(shí)間不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象。18.應(yīng)力松弛:是指當(dāng)應(yīng)變不變時(shí),巖石的應(yīng)力隨時(shí)間增加而不斷減小的現(xiàn)象。19.彈性后效:是指在加荷或卸荷條件下,彈性應(yīng)變滯后于應(yīng)力的現(xiàn)象。20.峰值強(qiáng)度:若巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)上出現(xiàn)峰值,峰值最高點(diǎn)的應(yīng)力稱(chēng)為峰值強(qiáng)度。21.長(zhǎng)期強(qiáng)度:指長(zhǎng)期荷載(應(yīng)變速率小于10-6/s作用下巖石的強(qiáng)度。22.擴(kuò)容:在巖石的單軸壓縮試驗(yàn)中,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度以后,巖石中的破裂或微裂紋繼續(xù)發(fā)生和擴(kuò)展,巖石的體積應(yīng)變?cè)隽坑蓧嚎s轉(zhuǎn)為膨脹的力學(xué)過(guò)程,稱(chēng)之為擴(kuò)容。23.

29、應(yīng)變硬化:在屈服點(diǎn)以后(在塑性變形區(qū),巖石(材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)呈上升曲線(xiàn),如要使之繼續(xù)變形,需要相應(yīng)地增加應(yīng)力,這種現(xiàn)象稱(chēng)之為應(yīng)變硬化。24.疲勞破壞:在循環(huán)荷載作用下,巖石會(huì)在比峰值應(yīng)力低的應(yīng)力水平下破壞的現(xiàn)象。25.疲勞強(qiáng)度:是使巖石(材料發(fā)生疲勞破壞時(shí)循環(huán)荷載的應(yīng)力水平的大小(非定值。26.速率效應(yīng):是指在巖石試驗(yàn)中由于加載速率的不同而引起的巖石強(qiáng)度的變化現(xiàn)象。27.延性流動(dòng):是指當(dāng)應(yīng)力增大到一定程度后,應(yīng)力增大很小或保持不變時(shí),應(yīng)變持續(xù)不斷增長(zhǎng)而不出現(xiàn)破裂,也即是有屈服而無(wú)破裂的延性流動(dòng)。28.脆性破壞:是指巖石在破壞前變形很小,出現(xiàn)急劇而迅速的破壞,且破壞后應(yīng)力降很大。29.延性破壞

30、:是指巖石在破壞前發(fā)生了較大的永久塑性變形,并且破壞后應(yīng)力降很小。30.強(qiáng)度準(zhǔn)則:表征巖石破壞時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)和巖石強(qiáng)度參數(shù)之間的關(guān)系,一般可以表示為極限應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力間的關(guān)系方程:1=f(2,3或=f(。l.結(jié)構(gòu)面:指在地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度,厚度相對(duì)較小的宏觀地質(zhì)界面或帶。又稱(chēng)弱面或地質(zhì)界面,是指存在于巖體內(nèi)部的各種地質(zhì)界面,包括物質(zhì)分異面和不連續(xù)面,如假整合、不整合、褶皺、斷層、層面、節(jié)理和片理等。2.原生結(jié)構(gòu)面:在成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面,根據(jù)巖石成因的不同,可分為沉積結(jié)構(gòu)面、巖漿(火成結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面三類(lèi)。3.構(gòu)造結(jié)構(gòu)面:指在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下形成的各種結(jié)構(gòu)

31、面,如劈理、節(jié)理、斷層面等。4.次生結(jié)構(gòu)面:指在地表?xiàng)l件下,由于外力(如風(fēng)力、地下水、卸荷、爆破等的作用而形成的各種界面,如卸荷裂隙、爆破裂隙、風(fēng)化裂隙、風(fēng)化夾層及泥化夾層等。5.結(jié)構(gòu)面頻率:即裂隙度,是指巖體中單位長(zhǎng)度直線(xiàn)所穿過(guò)的結(jié)構(gòu)面數(shù)目。6.結(jié)構(gòu)體:結(jié)構(gòu)面依其本身的產(chǎn)狀,彼此組合將巖體切割成形態(tài)不一、大小不等以及成分各異的巖石塊體,被各種結(jié)構(gòu)面切割而成的巖石塊體稱(chēng)為結(jié)構(gòu)體。7.結(jié)構(gòu)效應(yīng):是指巖體中結(jié)構(gòu)面的方向、性質(zhì)、密度和組合方式對(duì)巖體變形的影響。8.剪脹角(angleofdilatancy:巖體結(jié)構(gòu)面在剪切變形過(guò)程中所發(fā)生的法向位移與切向位移之比的反正切值。9.節(jié)理化巖體:是指被各種節(jié)

32、理、裂隙切割呈碎裂結(jié)構(gòu)的巖體。10.結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的強(qiáng)度效應(yīng):指結(jié)構(gòu)面與作用力之間的方位關(guān)系對(duì)巖體強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響。11.結(jié)構(gòu)面密度的強(qiáng)度效應(yīng):指結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度(數(shù)量對(duì)巖體強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響。12.巖體完整性指標(biāo):是指巖體彈性縱波與巖石彈性縱波之比的平方。13.巖體基本質(zhì)量:巖體所固有的、影響工程巖體穩(wěn)定性的最基本屬性,巖體基本質(zhì)量由巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度決定。14.自穩(wěn)能力:在不支護(hù)條件下,地下工程巖體不產(chǎn)生任何形式破壞的能力。15.體積節(jié)理數(shù):是指單位巖體體積內(nèi)的節(jié)理(結(jié)構(gòu)面數(shù)目。16.巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD:長(zhǎng)度在10cm(含10cm以上的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度占鉆孔總長(zhǎng)的百分比,稱(chēng)為巖石質(zhì)量指標(biāo)RQ

33、D(RockQualityDesignation。1.地應(yīng)力:自然狀態(tài)下在原巖體中存在的由于巖石自重和構(gòu)造應(yīng)力形成的分布應(yīng)力稱(chēng)為地應(yīng)力,也稱(chēng)巖體天然應(yīng)力。2.原巖應(yīng)力:在工程中指天然存在于巖體之中(內(nèi)部而與任何人為因素?zé)o關(guān)的應(yīng)力,也稱(chēng)天然應(yīng)力。3.殘余應(yīng)力:指沒(méi)有外力作用時(shí)在巖體內(nèi)部由于某種原因在整個(gè)巖體內(nèi)的不均勻的變形而引起的應(yīng)力。4.初始地應(yīng)力:巖體中存在的未受到工程擾動(dòng)的原始應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力。5.自重應(yīng)力:由于巖體自重而產(chǎn)生的天然應(yīng)力叫自重應(yīng)力。6.構(gòu)造應(yīng)力:由于地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)在巖體中引起的應(yīng)力場(chǎng),這種應(yīng)力與一定范圍地質(zhì)構(gòu)造有關(guān),其主要特點(diǎn)是水平應(yīng)力大于覆巖垂直應(yīng)力分量。這一作用可以持續(xù)到

34、地層深處。7.應(yīng)力重分布:巖體受到工程活動(dòng)擾動(dòng),引起巖體中初始應(yīng)力的轉(zhuǎn)移變化形成的新的應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)。8.二次應(yīng)力:相對(duì)于初始應(yīng)力而言,巖體上或巖體內(nèi)部受到人類(lèi)工程活動(dòng)擾動(dòng),引起初始應(yīng)力自然平衡狀態(tài)的改變,使一定范圍內(nèi)的原始應(yīng)力重分布形成的新的應(yīng)力稱(chēng)為二次應(yīng)力,或稱(chēng)次生應(yīng)力。次生應(yīng)力直接與工程穩(wěn)定性有關(guān)。9.垂直應(yīng)力:地下巖體中上覆巖層的重量所造成的應(yīng)力。10.切向應(yīng)力:作用于巷道截面的切線(xiàn)方向的應(yīng)力。11.徑向應(yīng)力:垂直于巷道周邊切線(xiàn)的正應(yīng)力。12.巖爆:是地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中圍巖發(fā)生突然脆性破壞的現(xiàn)象。一般在地應(yīng)力較大部位,巖石被擠壓超過(guò)其彈性限度,聚集的能量會(huì)突然釋放出來(lái),伴隨有聲音、碎石飛散

35、、墜落等現(xiàn)象。13.構(gòu)造線(xiàn):指區(qū)域性擠壓應(yīng)力所形成的構(gòu)造形跡,也就是指與產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的壓應(yīng)力方向相垂直的平面和地面的交線(xiàn)。14.現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力:就是現(xiàn)今正在形成某種構(gòu)造體系和構(gòu)造形跡的應(yīng)力。1.圍巖:指由于人工開(kāi)挖使巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化,而這部分被改變了應(yīng)力狀態(tài)的巖體稱(chēng)為圍巖。地下工程開(kāi)挖過(guò)程中,在發(fā)生應(yīng)力重分布的那一部分工程巖體稱(chēng)為圍巖。2.圍巖壓力:地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形或松動(dòng)破壞,進(jìn)而引起施加于支護(hù)襯砌上的壓力。作用在支護(hù)物上的圍巖的變形擠壓力或塌坍巖體的重力稱(chēng)為圍巖壓力。3.靜水應(yīng)力狀態(tài):在巖石力學(xué)中,地下深部巖體在自重作用下,巖體中的水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力

36、相等的應(yīng)力狀態(tài)。4.形變圍巖壓力:指圍巖在二次應(yīng)力作用下局部進(jìn)入塑性,緩慢的塑性變形作用在支護(hù)上形成的壓力,或者是有明顯流變性能的圍巖的粘彈性或者粘彈粘塑性變形形成的支護(hù)壓力。一般發(fā)生在塑性或者流變性較顯著的地層中。5.松動(dòng)圍巖壓力:指因圍巖應(yīng)力重分布引起的或施工開(kāi)挖引起的松動(dòng)巖體作用在隧道或坑道井巷等地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用壓力。一般是由于破碎的、松散的、分離成塊的或被破壞的巖體坍滑運(yùn)動(dòng)造成的。6.沖擊圍巖壓力:(1是地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中,在超過(guò)圍巖彈性限度的壓力作用下,圍巖產(chǎn)生內(nèi)破壞,發(fā)生突然脆性破壞并涌向開(kāi)挖(采掘空間的一種動(dòng)力現(xiàn)象。(2強(qiáng)度較高且完整的彈脆性巖體過(guò)渡受力后突然發(fā)生巖石彈射

37、變形所引起的圍巖壓力。7.膨脹圍巖壓力:在遇到水分的條件下圍巖常常發(fā)生不失去整體性的膨脹變形和位移,表現(xiàn)在頂板下沉、地板隆起和兩幫擠出,并在支護(hù)結(jié)構(gòu)上形成形變壓力的現(xiàn)象。8.應(yīng)力集中:受力物體或構(gòu)件在其形狀或尺寸突然改變之處引起應(yīng)力在局部范圍內(nèi)顯著增大的現(xiàn)象。9.應(yīng)力集中系數(shù):指巖體中二次應(yīng)力與原始應(yīng)力的比值,也可用井巷開(kāi)挖后圍巖中應(yīng)力與開(kāi)挖前應(yīng)力的比值來(lái)表示。10.側(cè)壓系數(shù):巖體中一點(diǎn)的水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值。11.圍巖(彈性抗力系數(shù):當(dāng)隧洞受到來(lái)自隧洞內(nèi)部的壓力P時(shí),在內(nèi)壓力作用下,洞壁圍巖必然向外產(chǎn)生一定的位移,則定義圍巖的彈性抗力系數(shù)為K=P/。此時(shí)K的物理意義為促使隧洞洞壁圍巖產(chǎn)生

38、單位徑向位移所需的內(nèi)水壓力值。12.單位抗力系數(shù):隧洞圍巖的彈性抗力系數(shù)不僅與隧洞的地質(zhì)條件有關(guān),而且與隧洞的半徑有關(guān),為了統(tǒng)一,在工程上規(guī)定洞徑為200cm時(shí)隧洞圍巖的抗力系數(shù)定義為單位抗力系數(shù)。一、名詞解釋1、巖體2、彈性3、脆性4、三軸抗壓強(qiáng)度5、抗壓強(qiáng)度6、抗拉強(qiáng)度7、抗剪強(qiáng)度8、莫爾強(qiáng)度理論9、強(qiáng)度判據(jù)10、穩(wěn)定性系數(shù)11、蠕變12、殘余強(qiáng)度13、天然應(yīng)力14、剪切剛度15、強(qiáng)度理論16、剪切剛度17、八面體強(qiáng)度理論 18、極限強(qiáng)度19、蠕變20、孔隙比21、法向剛度22、圍巖應(yīng)力23、軟化系數(shù)24、變形模量25、幾何邊界條件26、長(zhǎng)期強(qiáng)度27、主應(yīng)力29、主平面30、結(jié)構(gòu)面31、滑

39、坡32、塑性33、圍巖抗力系數(shù)34、變形模量35、彈性模量36、動(dòng)彈性模量37、天然應(yīng)力38、強(qiáng)度曲線(xiàn)39、內(nèi)摩擦角40、切線(xiàn)模量41、巖體力學(xué)42、單軸抗壓強(qiáng)度43、重分布應(yīng)力44、圍巖壓力45、圍巖抗力46、強(qiáng)度47、彈性極限48、強(qiáng)度極限 49、脆性破壞50、滲透系數(shù)51、軟化系數(shù)52、割線(xiàn)模量53、爬坡角54、巖石吸水率55、三軸強(qiáng)度56、尺寸效應(yīng)57、應(yīng)力集中系數(shù)58、初始模量59、抗凍系數(shù)60、巖爆61、泊松比62、強(qiáng)度包絡(luò)線(xiàn)63、普氏系數(shù)64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯強(qiáng)度理論67、單軸抗壓強(qiáng)度68、橫波69、縱波70、圍巖壓力71、飽和吸水率72、法向剛度二、填空題1

40、.表征巖石抗剪性能的基本指數(shù)是(和(。2.如果將巖石作為彈性體看待,表征其變形性質(zhì)的基本指標(biāo)是(和(。3.巖石在單軸壓力作用下,隨加荷、卸荷次數(shù)的增加,變形總量逐次(,變形增量逐次(。4.所謂洞室圍巖一般是指洞室周?chē)?倍半徑范圍內(nèi)的巖體。5.邊坡巖體中,滑移體的邊界條件包括(、(和(三種類(lèi)型。6.垂直于巖石層面加壓時(shí),其抗壓強(qiáng)度(,彈性模量(;順層面加壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度(,彈性模量(。7.莫爾強(qiáng)度理論認(rèn)為:巖石的破壞僅與(應(yīng)力和(應(yīng)力有關(guān),而與(應(yīng)力無(wú)關(guān)。8.巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生剪切破壞時(shí),破壞面的法線(xiàn)與最大主應(yīng)力之間的夾角總是等于(的;而破壞面又總是與中間主應(yīng)力(。9.不論何種天然應(yīng)力條件下

41、,邊坡形成后,在邊坡表面巖體中的最大主應(yīng)力的作用方向與邊坡面(,最小主應(yīng)力作用方向與邊坡面(。10.主要的巖體工程分類(lèi)有(、(、(、(等。11.水對(duì)邊坡巖體的影響表現(xiàn)在(、(和(。12.天然應(yīng)力場(chǎng)的主要成分有(、(和(。13.地質(zhì)結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在(和(。14.結(jié)構(gòu)面在法向應(yīng)力作用下,產(chǎn)生(變形,其變形性質(zhì)用指標(biāo)(表征。15.巖石抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)室方法有(和(。16.地質(zhì)結(jié)構(gòu)面按力學(xué)條件可分為(和(。17.巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為(、(、(和(。18.巖體的強(qiáng)度處在(強(qiáng)度與(強(qiáng)度之間。19.結(jié)構(gòu)面的線(xiàn)連續(xù)性系數(shù)是在(至(變化的。20.水對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在(、(和(。21.格里菲斯

42、強(qiáng)度理論認(rèn)為材料破壞的原因是(。22.八面體強(qiáng)度理論認(rèn)為材料破壞的原因是(。23.有一對(duì)共軛剪性結(jié)構(gòu)面,其中一組走向?yàn)镹30E,而另一組為N30W,則巖體中最大主應(yīng)力方向?yàn)?。如果服從庫(kù)侖-納維爾判據(jù),則巖體的內(nèi)摩擦角為(。24.軟弱夾層的基本特點(diǎn)有(、(、(和(。25.巖體中逆斷層形成時(shí),最大主應(yīng)力方向?yàn)?,最小主應(yīng)力方向?yàn)?。26.原生結(jié)構(gòu)面據(jù)其成因中劃分為(、(、(。27.表征巖塊變形特性的指標(biāo)有(和(。28.根據(jù)庫(kù)侖強(qiáng)度理論,最大主應(yīng)力與破裂面的夾角為(。29.據(jù)巖體力學(xué)的觀點(diǎn)看,巖體的破壞類(lèi)型有(和(。30.巖體中的結(jié)構(gòu)面據(jù)其地質(zhì)成因分為(、(和(。31.巖體中一點(diǎn)的水平天然應(yīng)力與鉛

43、直天然應(yīng)力之比稱(chēng)為(。32.巖體中正斷層形成時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)是:最在主應(yīng)力方向?yàn)?,最小主應(yīng)力方向?yàn)?。33.均質(zhì)各向同性的連續(xù)巖體中的圓形洞室洞壁上一點(diǎn)的剪應(yīng)力為(。34.洞室圍巖壓力的基本類(lèi)型有(、(、(和(。35.邊坡形成后,邊坡表面巖體中的最大主應(yīng)力作用方向與邊坡面(,最小主應(yīng)力作用方向與邊坡面(。36.巖體是由(和(兩個(gè)最基本的要素組成的。37.根據(jù)邊坡巖體面形態(tài)、數(shù)目、組合特征把巖體邊坡的破壞類(lèi)型劃分為(、(、(和(。38.大部分巖體屬于(。(A均質(zhì)連續(xù)材料(B非均質(zhì)材料(C非連續(xù)材料(D非均質(zhì)、非連接、各向異性材料39巖石的彈性模量一般指(。(A彈性變形曲線(xiàn)的斜率(B割線(xiàn)模量(C切線(xiàn)

44、模量(D割線(xiàn)模量、切線(xiàn)模量及平均模量中的任一種40由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于它的抗拉強(qiáng)度,所以巖石屬于(。(A脆性材料(B延性材料(C堅(jiān)硬材料(D脆性材料,但圍壓較大時(shí),會(huì)呈現(xiàn)延性特征41巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大(。(A而增大(B而減小(C保持不變(D會(huì)發(fā)生突變42劈裂試驗(yàn)得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的(。(A抗壓強(qiáng)度(B抗拉強(qiáng)度(C單軸抗拉強(qiáng)度(D剪切強(qiáng)度43格里菲斯準(zhǔn)則認(rèn)為巖石的破壞是由于(。(A拉應(yīng)力引起的拉裂破壞(B壓應(yīng)力引起的剪切破壞(C壓應(yīng)力引起的拉裂破壞(D剪應(yīng)力引起的剪切破壞44巖石的吸水率是指(。(A巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比(B巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比(

45、C巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比(D巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比45已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的單軸抗壓強(qiáng)度比為0.78,則該巖石(。(A軟化性強(qiáng),工程地質(zhì)性質(zhì)不良(B軟化性強(qiáng),工程地質(zhì)性質(zhì)較好(C軟化性弱,工程地質(zhì)性質(zhì)較好(D軟化性弱,工程地質(zhì)性質(zhì)不良46在巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中,若加荷速率增大,則巖石的抗壓強(qiáng)度( 。(A 增大 (B 減小 (C 不變 (D 無(wú)法判斷47按照庫(kù)侖莫爾強(qiáng)度理論,若巖石強(qiáng)度曲線(xiàn)是一條直線(xiàn),則巖石破壞時(shí)破裂面與最大主應(yīng)力作用方向的夾角為( 。(A 45° (B 245+ (C 245- (D 60° 48按照格理菲斯強(qiáng)度理論,脆性巖

46、體破壞主要原因是( 。(A 受拉破壞 (B 受壓破壞 (C 彎曲破壞 (D 剪切破壞49在缺乏試驗(yàn)資料時(shí),一般取巖石抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的( (A 1/21/5 (B 1/101/12 (C 25倍 (D 1050倍50巖體的強(qiáng)度小于巖石的強(qiáng)度主要是由于( 。(A 巖體中含有大量的不連續(xù)面 (B 巖體中含有水(C 巖體為非均質(zhì)材料 (D 巖石的彈性模量比巖體的大51影響巖體質(zhì)量的主要因素為( 。(A 巖石類(lèi)型、埋深 (B 巖石類(lèi)型、含水量、溫度(C 巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度 (D 巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深52沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)面?( (A 原生結(jié)構(gòu)面(B 構(gòu)造

47、結(jié)構(gòu)面(C 次生結(jié)構(gòu)面53巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來(lái),將巖體分割成相對(duì)的完整堅(jiān)硬的單無(wú)塊體,其結(jié)構(gòu)類(lèi)型的劃分取決于( (A 結(jié)構(gòu)面的性質(zhì) (B 結(jié)構(gòu)體型式(C 巖石建造的組合 (D 三者都應(yīng)考慮54初始地應(yīng)力主要包括( 。(A 自重應(yīng)力 (B 構(gòu)造應(yīng)力(C 自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力 (D 殘余應(yīng)力三、辨別正誤1.石英砂巖的強(qiáng)度隨石英顆粒的含量增加而增大。( 2.相鄰兩條結(jié)構(gòu)面的垂直距離就是結(jié)構(gòu)面的密度。( 3.一般情況下,巖體的強(qiáng)度可以用巖塊的強(qiáng)度來(lái)代替。(4.從巖體本身性質(zhì)來(lái)分析,可以用連續(xù)介質(zhì)理論來(lái)解決巖體力學(xué)問(wèn)題。(5.巖石的泊松比是指單向壓縮條件下,側(cè)向應(yīng)變與側(cè)向應(yīng)力之比。

48、(6.結(jié)構(gòu)面的密度不隨方向而變化。(7.邊坡巖體坡面一點(diǎn)的最大主應(yīng)力是垂直于坡面,而最小主應(yīng)力則平等于坡面,且都不為零。(8.單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量定義為巖石的顆粒密度。(9.天然鉛直應(yīng)力是隨深度增加而增大的。(10.一般情況下,巖塊的三軸壓縮強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度大。(11.巖塊在單軸受壓條件下,能承受的最大主應(yīng)力叫巖塊的強(qiáng)度。(12.在普通試驗(yàn)機(jī)上測(cè)出的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,就是巖石的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線(xiàn)。(13.巖塊的彈性模量可以用作用于它上面的應(yīng)力與位移之比來(lái)表示。(14.坡度影響邊坡應(yīng)力軌跡形式。(15.巖體作為力學(xué)介質(zhì)研究時(shí),其與鋼、混凝土等人工力學(xué)介質(zhì)的根本區(qū)別在于巖體中有天然應(yīng)力、多裂隙交切及

49、是三相介質(zhì)。(16.巖體中地下水的水壓力效應(yīng),使巖體中結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度增大。(17.可能滑動(dòng)面上可供利用力與抗滑力之比值定義為穩(wěn)定性系數(shù)。(18.研究的巖體實(shí)際上是已經(jīng)受過(guò)破裂和變形的地質(zhì)體。(19.天然中鉛直應(yīng)力一般隨深度增加而增大。(20.在普通試驗(yàn)機(jī)上測(cè)出的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系,就是巖石應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線(xiàn)。(21.飽水巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。(22.巖體的強(qiáng)度就是巖塊的強(qiáng)度。(23.從巖體本身性質(zhì)分析,可用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論解決巖體力學(xué)問(wèn)題。(24.在荷載作用下,結(jié)構(gòu)面抵抗破壞的最大能力叫做剪切強(qiáng)度。(25.一般情況下巖塊的抗壓強(qiáng)度隨加荷速度的增大而增大。(26

50、.三向受壓條件下,巖石破壞前的應(yīng)變比單向受壓要大。(27.飽水巖體的單軸抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。(28.在荷載作用下,結(jié)構(gòu)面抵抗破壞的最在能力叫剪切強(qiáng)度。(29.一般來(lái)說(shuō),巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度隨加荷速度的增在而減小。(30.地下洞室洞壁支護(hù)的目的是不讓洞壁圍巖向洞內(nèi)產(chǎn)生位移。(四、問(wèn)答題1、對(duì)巖石進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn),如果發(fā)生剪切破壞,破壞面是否一定是試樣中的最大剪應(yīng)力面?為什么?如果發(fā)生拉斷破壞,此時(shí)的抗壓強(qiáng)度是否即為抗拉強(qiáng)度?為什么?2、什么叫巖石?什么叫巖體?兩者主要區(qū)別在哪里?又有何關(guān)系?3、什么是巖體的彈性模量?什么是巖體的變形模量?試用圖加以說(shuō)明。4、巖體的靜力彈性

51、模量與動(dòng)力彈性模量哪個(gè)大?為什么?6、巖石的動(dòng)力強(qiáng)度與靜力強(qiáng)度那個(gè)大?為什么?7、巖體中應(yīng)力波波形通常以哪些參數(shù)來(lái)標(biāo)記?試用圖說(shuō)明。8、應(yīng)力波對(duì)物體的效應(yīng),與剛體動(dòng)力學(xué)與彈性理論有什么區(qū)別?為什么聲波法或地震法可以用來(lái)測(cè)定巖體的某些動(dòng)力學(xué)參數(shù)?確定哪些參數(shù)?9、巷道道護(hù)形式的選擇與地壓活動(dòng)類(lèi)型有無(wú)關(guān)系?試舉例說(shuō)明之。10、巖石在單軸壓縮下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)有哪幾種類(lèi)型?并用圖加以說(shuō)明。11、巖石與巖體的主要區(qū)別在哪里?以及其強(qiáng)度之間的關(guān)系是怎樣的?12、試分別從地質(zhì)和工程兩個(gè)方面,簡(jiǎn)要敘述影響圍巖壓力的一些主要因素是什么?13、試用莫爾應(yīng)力圓畫(huà)出:(1單向拉伸;(2單向壓縮;(3純剪切;(4雙向

52、壓縮;(5雙向拉伸。14、常用的巖石強(qiáng)度指標(biāo)有哪幾種?15、試述巖石力學(xué)的研究對(duì)象,研究范圍和研究動(dòng)態(tài)。16、采用應(yīng)力解除法如何測(cè)定巖體中的應(yīng)力?并用示意圖表示。17、用圖來(lái)表示巖體變形與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn),并指出幾個(gè)不同的階段。18、格里菲斯強(qiáng)度理論的基本要點(diǎn)是什么?并寫(xiě)出該強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則。19、在巖體中傳播的彈性波有哪兩大類(lèi)型?其特征是什么?并寫(xiě)出半無(wú)限均質(zhì)體波速與其彈性常數(shù)(彈性模量、泊松比的關(guān)系式。20、加載速率對(duì)巖石動(dòng)力強(qiáng)度的影響怎樣?并舉例說(shuō)明之。21、巖石在單軸壓縮下典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)有哪幾種類(lèi)型,并用圖線(xiàn)加以說(shuō)明。22、什么是變形模量?頁(yè)巖和石灰?guī)r的變形模量大致多少?23、什么

53、叫滑坡?組成滑坡的要素有哪些?什么叫崩塌?它與滑坡有什么區(qū)別?24、影響邊坡穩(wěn)定有哪些主要因素?試舉例說(shuō)明。25、用應(yīng)力解除法來(lái)測(cè)量巖體的原巖應(yīng)力,其工序有哪些?用圖示加以說(shuō)明。26、什么叫真三軸試驗(yàn)機(jī)?什么叫假三軸試驗(yàn)機(jī)?27、什么叫巖塊的變性模量?以“S”型應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)為例表示出巖塊的幾種變性模量(圖加簡(jiǎn)要文字說(shuō)明。28、塑性狀態(tài)下圓形巷道圍巖應(yīng)力分布如何?29、試簡(jiǎn)單敘述巖體力學(xué)的發(fā)展歷史?你對(duì)巖體力學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)景如何看法?30、均質(zhì)連續(xù)、各向同性的彈性巖體中開(kāi)挖水平圓形洞室時(shí),圍巖中的重分布應(yīng)力有何特點(diǎn)。31、邊坡巖體最容易從哪些部位首先破壞?為什么?32、試述邊坡穩(wěn)定性研究的基本原則

54、和方法。33、什么叫蠕變?用圖表示蠕變的應(yīng)力(與時(shí)間(t關(guān)系曲線(xiàn)。34、巖塊的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度哪個(gè)大?為什么?35、如何獲得巖體結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度指標(biāo)?請(qǐng)用解析法或圖解法說(shuō)明。五、計(jì)算題1、已知x=50MPa,=10MPa,xy=0,=30°。y(1求與X 軸夾角40°的EF 斜面上的法向應(yīng)力 n 及剪應(yīng)力 n 。(2作出相應(yīng)的莫爾應(yīng)力圓,并寫(xiě)出莫爾應(yīng)力圓的方程。2、將一個(gè)巖石試件置于壓力機(jī)上施加壓力,直到1MPa 時(shí)發(fā)生破壞。已知破壞面與最大主應(yīng)力所在的平面成60°,并假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線(xiàn)性變化。試求:(1在正應(yīng)力為零的那個(gè)面上的抗剪強(qiáng)度等于多少?(2破壞面上的

55、正應(yīng)力和剪應(yīng)力。3、擬在地表以下1500m 處開(kāi)挖一水平圓形洞室,已知巖體的單軸抗壓強(qiáng)度 c =100MPa ,巖體天然密度=2.75g/cm 3,巖體中天然應(yīng)力比值系數(shù)=1,試評(píng)價(jià)該地下洞室開(kāi)挖后的穩(wěn)定性。4、設(shè)已知某地塊處于簡(jiǎn)單的壓縮情況,及在走向NW45°的截面上的正應(yīng)力=-120MPa ,剪應(yīng)力 n =40MPa ,求最大壓應(yīng)力的大小及其方向。5、在某礦發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r中兩組鉛直的剪切面,其走向分別為NE10°和NE65°,試求最大主應(yīng)力的方向。6、某巖石的室內(nèi)剪切試驗(yàn)成果如下,當(dāng)正應(yīng)力分別為6MPa 和10MPa 時(shí),剪切強(qiáng)度分別為19.2MPa 和22MPa

56、 ,假設(shè)該巖石強(qiáng)度服從莫爾斜直線(xiàn)理論,試求:(1該巖石的剪切強(qiáng)度參數(shù);(2當(dāng)側(cè)限壓力3=10MPa 時(shí)該巖石的三軸壓縮強(qiáng)度。7、在地表以下200m 深度處的巖體中開(kāi)挖一洞徑2R 0=2m 的水平圓形遂洞,假定巖體的天然應(yīng)力為靜水壓力狀態(tài),巖體的天然密度=2.7g/cm 3,試求:(1洞壁、2倍洞半徑、2倍洞半徑處的重分布應(yīng)力;(2根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果說(shuō)明圍巖中重分布應(yīng)力的分布特征;(3 若圍巖的抗剪強(qiáng)度C m =0.4,m =30°,試評(píng)價(jià)該洞室的穩(wěn)定性;(4洞室若不穩(wěn)定,試求其塑性變形區(qū)的最大半徑(R 18、某圓形水平洞室開(kāi)挖于地表以下1500m 深處,已知巖體為均質(zhì)連續(xù)各向同性的彈性

57、體。單軸抗壓強(qiáng)度c =100MPa ,巖體的密度為2.5g/cm 3,巖體的天然應(yīng)力比值系數(shù)=1。試評(píng)價(jià)該洞室開(kāi)挖后的穩(wěn)定性。9、若1為最大主應(yīng)力,3為最小主應(yīng)力,C 為粘聚力,為巖石的內(nèi)摩擦角,導(dǎo)出以極限主應(yīng)力表達(dá)的巖石強(qiáng)度方程。10、在均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的巖體中,測(cè)得地面以下100m 深度處的天然應(yīng)力為V =26MPa ,H =17.3MPa ,擬定在該深度處開(kāi)挖一水平圓形隧道,半徑R 0=3m ,試求:(1沿=0°和=90°方向上重分布應(yīng)力(r 、隨r 變化的曲線(xiàn);(2設(shè)巖體的C m =0.04MPa ,m =30°,用圖解法求洞頂與側(cè)壁方向破壞圈厚度 。11、已知巖塊C =10MPa ,=60°,用庫(kù)侖莫爾準(zhǔn)則計(jì)算