巖石力學-復習要點

1、一、單項選擇題（5x4）巖石力學期中考試題-答案1、按照格理菲斯強度理論，脆性巖體破壞主要原因是（A）（A）受拉破壞 （B）受壓破壞彎曲破壞剪切破壞2應力作用面的夾角為B。（A）45（B）45o / 2（C）45o / 2（D）603、我國工程巖體分級標準中巖石的堅硬程序確定是按照（A）巖石的單軸飽和抗壓強度（B）巖石的抗拉強度巖石的變形模量（D）巖石的粘結(jié)力4、沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面（A）（A）原生結(jié)構(gòu)面（B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（C）次生結(jié)構(gòu)面5、在我國工程巖體分級標準中，巖體基本質(zhì)量指標是由哪兩個指標確定的（B）（A）RQD和節(jié)理密度（B）巖石單軸飽和抗壓強度和巖體的完整性指數(shù)

2、地下水和RQD（D）節(jié)理密度和地下二、填空題1、巖石的變形特性常用彈性模量 E 和泊松比 兩個常數(shù)來表示。2、巖石的物理性質(zhì)指標有容重、比重、孔隙率、吸水率、膨脹性、崩解性。3、巖石的容重愈大，其性質(zhì)愈好。4、巖石的水理性質(zhì)包括滲透性、膨脹性、崩解性、軟化性。5、巖石的軟化性高低一般用軟化系數(shù)表示，其定義為巖石受水飽和狀態(tài)下的抗壓強度與干燥狀態(tài)下的抗壓強度的比值。6、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀三要素走向、傾向、傾角。7、巖石質(zhì)量指標 RQD 是采用修正的巖心采取率。8、RMR 巖體分類考慮了完整巖石的強度、RQD項要素。9、巖石破壞表現(xiàn)出脆性破壞、延性破壞、弱面剪切破壞等三種形式。10、巖體的強度決定于巖塊和

3、結(jié)構(gòu)面的強度。三、問答題（4x5）1、結(jié)構(gòu)面的定義答：具有一定的延伸方向，長度、厚度相對較小的地質(zhì)界面。2、結(jié)構(gòu)面的密集程度的雙重含義答：一是結(jié)構(gòu)面的組數(shù)，即不同產(chǎn)狀和性質(zhì)、不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)面數(shù)目；另一是單位面積（體積或長度）內(nèi)結(jié)構(gòu)面的數(shù)量。3、什么是莫爾強度包絡線？如何根據(jù)試驗結(jié)果繪制莫爾強度包絡線？（不同的圍壓時的最大軸向壓力值（擦角。這一強度指標以莫爾強度包絡線strength envelop ）的形式給出。在不同圍壓條件下，得出不同的抗壓強度，因而可以做出不同的莫爾應力圓， 這些莫爾應力圓的包絡線就是莫爾強度包絡線。4、巖體結(jié)構(gòu)劃分的主要依據(jù)是什么？結(jié)構(gòu)體的類型進行分類。四、計算題2x1

4、1、某均質(zhì)巖石的強度曲線= ta+ c ,其中c=40Mpa, =3o, 試求在側(cè)壓 20Mpa，的條件下，巖石的極限抗壓強度1解答：。并求出破壞面的方位。由公式2c cos (1sin)3已知：311sin 20Mpa，c 40Mpa， 30o 240cos30o 20(1sin30o)11sin30o求出：1 198.56Mpa(2)f 45o 15o 60o 42227.6Mpa 600。 設抗剪強度隨正應力呈線性變化，試計算：在正應力等于零的那個面上的抗剪強度；在上述試驗中與最大主應力面的夾角為300 的那個面上的抗剪強度；內(nèi)摩擦角；破壞面上的正應力和剪應力。解答已知：巖石進行單軸壓縮

5、，3 0，1 27.6Mpa， 600，1由 45o ，得內(nèi)摩擦角 2600 -45o0 2 27.6Mpa，1 0時，巖石破壞由公式：12c cos (1 sin)11sin得c 7.97Mpa(1)在正應力為零的面上，即位于莫爾圓的圓點: c tg 7.97 0 7.97Mpa(2) 30o的面上: 1 1 27.6027.6 0cos2cos60o2222 20.7Mpa, 1 sin (4)破壞面為 60o2 13 27.6027.6 03 cos2cos120oc 7.9720.7tg30o2222f19.92Mpa 6.9Mpaf 27.6 0(3 20-45o30o 1 3 si

6、n 2 sin12002 11.95Mpa1、自然界中的巖石按地質(zhì)成因分類，可分為幾大類？答：根據(jù)地質(zhì)學的巖石成因分類可把巖石分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。2、劈裂法實驗時，巖石承受對稱壓縮，為什么在破壞面上出現(xiàn)拉應力？說明劈裂法試驗的基本原理。盤中心線平面內(nèi) 軸）的應力狀態(tài)為在對徑壓縮時圓盤中心點的壓應力值為拉應 3 520 倍。巖石在受壓破壞前就被抗拉應力所P 3、巖石的抗剪強度與剪切面所受正應力有什么關系？試繪圖加以說明。4、什么是巖石的擴容？5、什么是巖石的各向異性？什么是正交各向異性？什么是橫觀各向異性？寫出正交各向異性和橫觀各向異性巖石的應力-應變關系式。答：巖石的全部或部分物理、力

7、學性質(zhì)（巖石的 E, 等）隨方向不同而表現(xiàn)出差異的現(xiàn)力學性質(zhì)是不同的，具有這種性質(zhì)的物體稱為橫觀各向同性體。6、影響巖石力學性質(zhì)的主要因素有哪些，如何影響的？答：影響巖石力學性質(zhì)的主要因素有水、溫度、加載速度、風化程度及圍壓。水對巖石力學性質(zhì)的影響。1） 連結(jié)作用：束縛在礦物表面的水分子通過其吸引力作用將礦物顆粒拉近、接緊，起連接2） 潤滑作用：由可溶鹽、膠體礦物連接的巖石，當有水入侵時，可溶鹽溶解，膠體3） 水楔作用：當兩（a）使巖石體積膨脹，產(chǎn)生膨脹壓力 (b)水膠連接代替膠體連接產(chǎn)生4）5） 溶蝕潛蝕作用：巖石中滲透水在流動過程中可將巖石中可溶物質(zhì)溶解帶走，從而使巖石強度大為減低。1-3

8、9 點降低，強度也降低。ISRM（國際巖石力學學會）建議的加載速率為0.51Mpa/s。增加。a) 降低巖體結(jié)構(gòu)面的粗糙程度并產(chǎn)生新的裂隙；b) 巖石在化學風化過程中，礦物成分發(fā)生變化，巖體強度降低。7、巖體結(jié)構(gòu)劃分的主要依據(jù)是什么？結(jié)構(gòu)體的類型進行分類。8、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀三要素9、地應力是如何形成的？控制某一工程區(qū)域地應力狀態(tài)的主要因素是什么？態(tài)的主要因素是構(gòu)造應力場和重力應力場。 1）2）3）由地心引力引起的 4）5）6）地表剝蝕產(chǎn)生的應力 場。10、簡述地殼淺部地應力分布的基本規(guī)律。(1)地應力是一個相對穩(wěn)定的應力場，它是時間和空間的函數(shù)； (2)實測垂直應力基本等于上覆巖層的重量；水平應力普遍大于垂直應力；平均水平應力與垂直應力的比值隨深度的增加而減小，h,avh,max h,min2100 0.3 1500 0.5HH最大水平主應力和最小水平主應力之值一般相差較大，顯示出很強的方向性。地應力的 水等因素的影響。11、巖體應力的現(xiàn)場量測方法水壓致裂法（常用、應力解除法、應力恢復法。12、什么叫蠕變、松弛、彈性后效和流變？應變關系與時間因素有關的性質(zhì)，材料變形過程中具有時間效應的現(xiàn)象 稱為流變現(xiàn)象。13、描述巖石流變性質(zhì)的流變