2023年巖石力學習題庫及詳細答案

練習題一、名詞解釋：1、各向異性：巖石的所有或部分物理、力學性質隨方向不同而表現(xiàn)出差異的性質。２、軟化系數(shù):飽水巖樣抗壓強度與自然風干巖樣抗壓強度的比值。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:取樣線上單位長度上的節(jié)理數(shù)。５、本構方程：描述巖石應力與應變及其與應力速率、應變速率之間關系的方程（物理方程）。６、平面應力問題：某一方向應力為０。(受力體在幾何上為等厚薄板，如薄板梁、砂輪等）1.平面應變問題：受力體呈等截面柱體,受力后僅兩個方向有應變，此類問題在彈性力學中稱為平面應變問題。2．給定載荷：巷道圍巖相對孤立，支架僅承受孤立圍巖的載荷。3.長時強度:作用時間為無限大時的強度（最低值）。4.擴容現(xiàn)象:巖石破壞前，因微裂隙產(chǎn)生及內部小塊體相對滑移,導致體積擴大的現(xiàn)象5．支承壓力:回采空間周邊煤巖體內應力增高區(qū)的切向應力。1．平面應力問題:受力體呈等厚薄板狀,所受應力為平面應力，在彈性力學中稱為平面應力問題。2．給定變形：圍巖與母體巖層存在力學聯(lián)系，支架承受圍巖變形而產(chǎn)生的壓力，這種工作方式稱為給定變形。3．準巖體強度：考慮裂隙發(fā)育限度,通過修正后的巖石強度稱為準巖體強度。4.剪脹現(xiàn)象:巖石受力破壞后,內部斷裂巖塊之間互相錯動增長內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,加卸載曲線圍成的環(huán)狀圖形，其面積大小表達因內摩擦等因素消耗的能量。１、巖石的視密度：單位體積巖石(涉及空隙）的質量。2、擴容現(xiàn)象:巖石破壞前,因微裂隙產(chǎn)生及內部小塊體相對滑移，導致體積擴大的現(xiàn)象。3、巖體切割度Ｘe:巖體被裂隙割裂分離的限度:4、彈性后效:停止加、卸載,應變需經(jīng)一段時間達成應有值的現(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。６、軟巖（地質定義）：單軸抗壓強度小于25MPa的松散、破碎、軟弱及風化膨脹類巖石。1.砂土液化:飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下,受到強烈振動而喪失抗剪強度,使砂粒處在懸浮狀態(tài),致使地基失效的作用或現(xiàn)象。２.混合溶蝕效應:不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕能力有所增強的效應。３．卓越周期：地震波在地層中傳播時,通過各種不同性質的界面時,由于多次反射、折射，將出現(xiàn)不同周期的地震波,而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用，某種巖土體總是對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為該巖土體的卓越周期。4.工程地質問題:工程建筑物與工程地質條件之間所存在的矛盾或問題。５.工程地質條件:與工程建筑有關的地質要素的綜合，涉及:地形地貌、巖土類型及其工程性質、地質結構、水文地質、物理地質現(xiàn)象和天然建筑材料六個方面。6．滑坡：斜坡巖土體在重力等因素作用下，依附滑動面（帶）產(chǎn)生的向坡外以水平運動為主的運動或現(xiàn)象。7.振動液化:飽水砂、粉砂土在振動力的作用下,抗剪強度喪失的現(xiàn)象。８.卓越周期：巖土體對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。卓越周期的實質是波的共振。９.混合溶蝕效應:不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕性有所增強,這種增強的溶蝕效應叫做混合溶蝕效應。1０.基本烈度:指在此后一定期間（一般按12023考慮)和一定地區(qū)范圍內一般場地條件下也許碰到的最大烈度。它是由地震部門根據(jù)歷史地震資料及地區(qū)地震地質條件等的綜合分析給定的,對一個地區(qū)地震危險性作出的概略估計,作為工程抗震的一般依據(jù)。11.活斷層：是指目前正在活動著的斷層,或是近期曾有過活動而不久的將來也許會重新活動的斷層。１2.水庫誘發(fā)地震:是指由于人類修建水庫工程,水庫蓄水所引起的地震活動,稱為水庫誘發(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,忽然脫離母體并以垂直運動為主,翻滾跳躍而下，這種現(xiàn)象或運動稱為崩塌。二、填空題:1、礦物、結構、構造是影響巖石力學性質和物理性質的三個重要因素。2、已知巖石的孔隙率為5%，則其孔隙比為0.0５3。3、巖石在不同的應力作用下，其極限強度的大小滿足抗剪強度>抗拉強度。4、巖石形成各向異性的因素是巖石物質成分、結構具有方向性，節(jié)理、結構面、層面具有方向性。5、巖石蠕變的類型分為穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種。6、馬克斯維爾（M）體描述具有瞬時彈性變形、等速蠕變和松弛性質的不穩(wěn)定蠕變,其結構組成為M=H—Ｎ(或元件圖）。７、巖石抗凍系數(shù)為巖樣在正負25℃之間反復凍融,其抗壓強度減少值與未凍融前抗壓強度的比例。8、塑性區(qū)圍巖具有彈塑性位移,位移僅與應力偏量有關,與靜水壓力無關。9、目前維護井下巷道圍巖穩(wěn)定,重要從兩個方面入手:增強圍巖強度、減少圍巖應力。1０、從支護原理上分析，普通支護為被動支護,錨噴支護為積極支護。11、錨桿支護設計時一般先擬定錨固力，然后擬定拉斷力，再擬定錨桿桿徑。1.開爾文（Ｋ）體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變,其結構組成為K＝H|Ｎ(或元件圖)。２.莫爾認為無論巖石處在何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞。3．依據(jù)回采空間是否移動,分為移動支承壓力、固定支承壓力。4.一般講，巖體強度介于巖石強度與結構面（弱面）強度之間。5.ＩSRM建議:加載速率為0．5—１.0ＭＰa/s;破壞時間一般為5—１0分鐘。６.巖石破壞后所具有的殘余強度是指破裂巖塊之間因互相錯動摩擦產(chǎn)生的摩擦阻力。７.一般以高于(低于)原巖應力５%為界,劃分集中應力影響范圍。１．描述不穩(wěn)定蠕變的馬克斯維爾（M)體結構組成為M＝H—N（或元件圖）。2．礦物、結構、構造是影響巖石力學性質和物理性質的三個重要因素。3.巖體由巖塊、結構面組成。4.格里菲斯認為不管巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質上都是拉伸應力引起巖石破壞。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性和假塑性之說,其中假塑性變形是指巖石內部存在的節(jié)理裂隙被壓閉合在宏觀表現(xiàn)上的變形。7.當側壓系數(shù)為１／3時，圓形巷道周邊恰恰不產(chǎn)生拉應力。1、已知巖石的孔隙比為０.053,則其孔隙率為５%。2、巖石在不同的應力作用下,其極限強度的大小滿足三向抗壓強度>單軸抗壓強度。3、結構面密集限度由裂隙度K與切割度Xe表征。4、巖石的破壞類型分為斷裂破壞(劈裂)、流動破壞(剪切)兩種。5、典型蠕變曲線分為初始蠕變、定常蠕變、加速蠕變三階段。6、開爾文(K）體描述有彈性后效的穩(wěn)定蠕變,其結構組成為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)、原始應力區(qū)。８、彈性區(qū)圍巖具有彈性或粘彈性位移,位移與巖石彈性性質有關。９、大量實驗表白，塑性變形與靜水應力無關,只與應力偏量有關，與剪應力有關。10、錨桿施工時要注意兩點足夠、可靠的錨固力；穩(wěn)定、完整的巖幫。三、簡答題:１、什么是全應力應變曲線？為什么普通材料實驗機得不出全應力應變曲線?答：在單軸壓縮下,記錄巖石試件被壓破壞前后變形過程的應力應變曲線。普通材料實驗機整體剛度相對較小，對試件施加載荷產(chǎn)生的反作用力將使實驗機構件產(chǎn)生較大變形（彈性能儲存），當巖石試件被壓壞時，試件抗壓能力急劇下降,致使實驗機彈性變形迅速恢復(彈性能釋放）摧毀巖石試件,而得不到巖石破壞后的應力應變曲線。剛性實驗機在施加載荷時,自身變形極小，儲存的彈性能局限性以摧毀巖石試件，因此可以得到巖石破壞后的應力應變曲線。２、簡述巖石在三軸壓縮下的變形特性。答：E、μ與單軸壓縮基本相同；隨圍壓增長——三向抗壓強度增長；峰值變形增長；彈性極限增長；巖石由彈脆性向彈塑性、應變硬化轉變。3、按結構面成因,結構面通常分為幾種類型?答：按成因分類有三種類型：①原生結構面——成巖階段形成的結構面;②構造結構面——在構造運動作用下形成的結構面;③次生結構面——由于風化、人為因素影響形成的結構面。4、在巷道圍巖控制中，可采用哪些措施以改善圍巖應力條件?答:選擇合理的巷道斷面參數(shù)（形狀、尺寸)，避免拉應力區(qū)產(chǎn)生（無拉力軸比）；巷道軸線方向與最大主應力方向一致；將巷道布置在減壓區(qū)(沿空、跨采、卸壓)。5、地應力測量方法分哪兩類？兩類的重要區(qū)別在哪里？每類涉及哪些重要測量技術?答：分為直接測量法和間接測量法。直接測量法是用測量儀器直接測量和記錄各種應力量。間接測量法,不直接測量應力量,而是借助某些傳感元件或某些介質，測量和記錄巖體中某些與應力有關的物理量的變化，通過其與應力之間存在的相應關系求解應力。直接測量法涉及：扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應力計法和聲發(fā)射法等。間接測量法涉及：套孔應力解除法、局部應力解除法、松弛應變測量法、孔壁崩落測量法、地球物理探測法。１.巖石的塑性和流變性有什么不同?答：塑性指巖石在高應力(超過屈服極限）作用時，產(chǎn)生不可恢復變形的性質。流變性指巖石在任何應力作用下，隨時間增長而產(chǎn)生的不可恢復的變形。相同點：均為不可恢復變形;不同點:變形產(chǎn)生的因素、機理不同。２.試敘述構造應力對原巖應力場的影響及其特點。答:影響：加大了水平應力和應力不均衡分布。構造應力特點:1)分布不均,在構造區(qū)域附近最大；２）水平應力為主,淺部尤為明顯;３）具有明顯的方向性;4)堅硬巖層中明顯,軟巖中不明顯;５）3．簡述圍壓對巖石力學性質的影響。圍壓可改變巖石的力學性狀。圍壓增大體使塑性增大、峰值強度增高、破壞前變形加大。實驗時加載速率大，導致彈性摸量大、強度指標高。４．影響巷道圍巖穩(wěn)定的重要因素有哪些？圍巖強度、應力集中限度、原始應力大小、巷道支架的支撐力5．采用錨桿支護時如何選擇錨桿的桿徑?錨桿桿徑擬定:一般先擬定錨固力,然后由拉斷力≥錨固力擬定拉斷力，再擬定桿徑。１．巖石受載時會產(chǎn)生哪些類型的變形?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（滯彈性)，即應變的產(chǎn)生和恢復滯后于應力變化。2.程巖體比尼奧斯基分類法依據(jù)哪些指標對巖體進行分類?依據(jù)巖塊強度、ＲＱD、節(jié)理間距、節(jié)理條件、地下水條件五個指標進行分類。3.巖體與巖石相比，其變形性質有何特點？巖體變形與巖石相比Ｅ低,峰值強度低，殘余強度低,μ高；達成峰值后,巖體呈柔性破壞，并保存一定殘余強度;各向異性顯著,不同結構面分布呈現(xiàn)不同變形性質。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,生成采動裂隙，導致頂板破碎不易管理；高應力引起巷道圍巖變形嚴重，維護量大不安全;高應力易引發(fā)沖擊地壓。5．采用錨桿支護時,如何選擇錨桿的類型？堅硬、厚層狀巖體多選用端頭錨固型；松軟破碎、裂隙發(fā)育巖體多選用全長錨固；為增長錨桿作用效果，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更加合理?答：對于位移明顯巷道，采用恒阻—可伸縮支護形式;對于變形量較大的軟巖，采用二次支護;支架與圍巖要整體接觸，使應力均勻傳遞；加強支護與圍巖間的整體性,共同承受載荷作用。２、峰前區(qū)應力應變曲線有幾種類型,各表達巖石何種性質？答：峰前區(qū)應力應變曲線形態(tài)可分為直線型、下凹型、上凹型、S型、平緩型，分別表達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。3、巖體結構基本類型有哪些?完整結構;塊裂結構;板裂結構;碎裂結構;斷續(xù)結構;散體結構4、結構面的剪切變形、法向變形與結構面的哪些因素有關？剪切變形與巖石強度(C）、結構面粗糙性（JRC)有關;法向變形與結構面抗壓強度（ＪＣS)、結構面粗糙性（JRC）、結構面張開度(δ)有關。5、簡述水壓致裂法重要測量環(huán)節(jié)及合用條件。答:(1）打孔到測量應力的部位,將加壓段用封隔器密封；（2）向隔離段注入高壓水,測得巖體初始開裂壓力Pi；（3)把高壓水釋放后重新加壓，測得壓力Pr和穩(wěn)定關閉壓力Ps，反復2—3次；(4）將封隔器完全卸壓后連同加壓管等所有設備從鉆孔中取出；(5)測量水壓裂隙和鉆孔實驗段的天然節(jié)理、裂隙的位置、方向和大小，做好記錄。合用于：完整、脆性巖石。4.簡述斜坡中應力分布特點:（1)斜坡周邊主應力跡線發(fā)生明顯偏轉:愈接近臨空面,最大主應力σ1愈接近平行于臨空面,σ3與之正交,向坡內逐漸恢復到原始狀態(tài)。（2）坡腳附近形成最大剪應力增高帶,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,坡面的徑向應力和坡頂面的切向力可轉化為拉應力，形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。(4）與主應力跡線偏轉相聯(lián)系，坡體內最大剪應力跡線由本來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。(5）坡面處由于側向壓力趨于零,事實上處在兩向受力狀態(tài),而向坡內逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。５．工程地質常用的研究方法重要有自然歷史分析法、數(shù)學力學分析法、模型模擬實驗法、工程地質類比法等。6.試述巖土體穩(wěn)定性分析剛體極限平衡法的思緒（1)也許破壞巖土體的幾何邊界條件分析(2）受力條件分析（３）擬定計算參數(shù)（4)計算穩(wěn)定性系數(shù)（5)擬定安全系數(shù)進行穩(wěn)定性評價7.巖石力學、土力學與工程地質學有何關系巖石力學和土力學與工程地質學有著十分密切的關系,工程地質學中的大量計算問題,事實上就是巖石力學和土力學中所研究課題,因此在廣義的工程地質學概念中,甚至將巖石力學、土力學也包含進去,土力學和巖石力學是從力學的觀點研究土體和巖體。它們屬力學范疇的分支。９.水對巖土體穩(wěn)定性有何影響(１)減少巖土體強度性能(2)靜水壓力(3）動水壓力(4)孔隙水壓力抵消有效應力(5)地表水的沖刷、侵蝕作用(6)地下水引起的地質病害、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試說明普氏、太沙基地壓計算理論,并給予評價。答:普氏認為: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拱軸轉移到兩側圍巖上,當兩側圍巖穩(wěn)定期,巷道支架僅承受平衡拱內巖石的重力作用。兩幫巖體受拱傳遞壓力作用,產(chǎn)生較大變形，當達成其強度時,兩幫巖體將滑移,失去支撐作用,致使拱寬、拱高加大，頂壓與側壓增大。太沙基認為:跨度為2ａ范圍內的上部巖石將由于自重而下沉，兩側摩擦力阻止其下沉，支架所承受的壓力為下滑力與摩擦力之差。評價：兩種計算方法均為估算法。普氏地壓公式與深度無關，不能解釋應力隨深度增大的現(xiàn)象；合用于松散巖體,對整體性、強度高的巖體,計算結果與實際有出入；應用簡便（估算）、存在局限性。太沙基公式從另一角度提出地壓計算公式,也反映了免壓拱效應，經(jīng)變換后與普式公式同形。合用于埋深不大、圍巖松散破碎條件。2分析庫侖、莫爾、格里菲斯強度理論的基本觀點并給予評價。答:庫侖認為：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:內聚力、內摩擦力。莫爾認為：無論巖石處在何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞；破壞時,剪切面上所需的剪應力不僅與巖石性質有關，并且與作用在剪切面上的正應力有關。格里菲斯認為:不管巖石受力狀態(tài)如何,最終在本質上都是拉伸應力引起巖石破壞。評價:庫侖強度理論是莫爾強度理論的直線形式。莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度特性，解釋了三向等拉時破壞，三向等壓時不破壞現(xiàn)象,但忽視了中間應力的作用。格式理論推導巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍，反映了巖石的真實情況,較好證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞,但對裂隙被壓閉合抗剪強度增高解釋不夠。莫爾理論合用于塑性巖石，及脆性巖石的剪切破壞;不合用于拉斷破壞。格式理論合用于脆性巖石及材料破壞。3試分析莫爾與格里菲斯強度理論的基本觀點并給予評價，說明各自合用條件。莫爾認為:無論巖石處在何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞;破壞時，剪切面上所需的剪應力不僅與巖石性質有關,并且與作用在剪切面上的正應力有關。格里菲斯認為：不管巖石受力狀態(tài)如何,最終在本質上都是拉伸應力引起巖石破壞。評價:莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度特性，解釋了三向等拉時破壞,三向等壓時不破壞現(xiàn)象,但忽視了中間應力的作用。格式理論推導巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍,反映了巖石的真實情況,較好證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對裂隙被壓閉合抗剪強度增高解釋不夠。莫爾理論合用于塑性巖石,及脆性巖石的剪切破壞;不合用于拉斷破壞。格式理論合用于脆性巖石及材料破壞。判斷題：１.結構面組數(shù)越多,巖體強度越接近于結構面強度。（∨）2.巖石三向抗壓強度不是一個固定值,將隨圍壓變化而改變。（∨）３．流變模型元件并聯(lián)組合時,各元件滿足應力相等,應變相加關系。（×)4．在未受開采影響的原巖體內存在著原巖應力，其方向與水平方向垂直。(×)5.巖石抗壓強度值的離散系數(shù)越大,說明巖石抗壓強度平均值的可信度越高。（×)6．根據(jù)服務年限規(guī)定,礦井運送大巷應按照等應力軸比設計其斷面尺寸。(×)7.巖石蠕變與巖石類別有關,與應力大小有關。(∨）8.有粘聚力的固結巖體體，由地表開始側壓力與深度成線性增長。(×）9.橢圓斷面巷道,其長軸方向與最大主應力方向一致時,周邊受力條件最差。(×）１０.在力學解決上，弱面不僅能承受壓縮及剪切作用,還能承受拉伸作用。(×）1．結構面組數(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,各元件滿足應變相等，應力相加關系。(×)3.軟弱巖層受力后變形較大，表白構造應力在軟弱巖層中表現(xiàn)顯著。(×)4．巖石限制性剪切強度不是固定值,與剪切面上作用的正壓力有關。(∨)５.軟巖破壞為漸進過程，一方面對破壞部位支護，可使軟巖控制取得好的效果。(∨)6.隨開采深度增長,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．塑性變形與靜水應力無關，只與應力偏量有關，與剪應力有關。（∨）9.對無粘聚力的松散體，由地表開始側壓力即與深度成線性增長。（∨）10巷道返修是一種較好的巷道支護對策。（×）1.水庫蓄水前，河間地塊存在地下分水嶺，蓄水后將不會產(chǎn)生庫水向鄰谷的滲漏?！?.斜坡變形的結果將導致斜坡的破壞?！粒常趲r土體穩(wěn)定性評價中,由于邊界條件、荷載條件、巖土體強度等難以精確擬定，通常在設計上考慮上述因素及建筑物重要性而綜合擬定一經(jīng)驗值,此即穩(wěn)定性系數(shù)?！?.地震烈度是衡量地震自身大小的尺度,由地震所釋放出來的能量大小來擬定?！?．用標準貫入實驗鑒定砂土液化時，若某一土層的實際貫入擊數(shù)小于臨界貫入擊數(shù)，則該土層液化?！?．巖石的物理力學性質1.巖體：位于一定地質環(huán)境中,在各種宏觀地質界面（斷層、節(jié)理、破碎帶等）分割下形成的有一定結構的地質體。由結構面與結構體組成的地質體。2.巖石:是通過地質作用而天然形成的一種或多種礦物的集合體。具有一定結構構造的礦物（含結晶和非結晶的）集合體。3．巖（體）石力學：是力學的一個分支學科,是研究巖（體）石在各種力場作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實際應用的一門基礎學科。4．結構面:指在地質歷史發(fā)展過程中，巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度,厚度相對較小的宏觀地質界面或帶。5.巖石質量指標(RＱD)：指大于１０cm的巖芯累計長度與鉆孔進尺長度之比的百分數(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重量的比值。７.軟化性：軟化性是指巖石浸水飽和后強度減少的性質。８.軟化系數(shù):指巖石試件的飽和抗壓強度與干燥狀態(tài)下的抗壓強度的比值。9.膨脹性:是指巖石浸水后體積增大的性質。10.單軸抗壓強度:是指巖石試件在單軸壓力下達成破壞的極限值。,１1．抗拉強度:是指巖石試件在單向拉伸條件下試件達成破壞的極限值。１2.抗剪強度:是指巖石抵抗剪切破壞的能力。1３.形狀效應:在巖石實驗中，由于巖石試件形狀的不同，得到的巖石強度指標也就有所差異。這種由于形狀的不同而影響其強度的現(xiàn)象稱為“形狀效應”。1４.尺寸效應:巖石試件的尺寸愈大,則強度愈低，反之愈高,這一現(xiàn)象稱為“尺寸效應”。１5．延性度：指巖石在達成破壞前的全應變或永久應變。16.流變性：指在外界條件不變時，巖石應變或應力隨時間而變化的性質。17.蠕變：指在應力不變的情況下，巖石的變形隨時間不斷增長的現(xiàn)象。18.應力松弛：是指當應變不變時,巖石的應力隨時間增長而不斷減小的現(xiàn)象。1９.彈性后效:是指在加荷或卸荷條件下,彈性應變滯后于應力的現(xiàn)象。2０.峰值強度:若巖石應力—應變曲線上出現(xiàn)峰值,峰值最高點的應力稱為峰值強度。21.長期強度:指長期荷載(應變速率小于10-6／s）作用下巖石的強度。２2.擴容：在巖石的單軸壓縮實驗中,當壓力達成一定限度以后，巖石中的破裂或微裂紋繼續(xù)發(fā)生和擴展,巖石的體積應變增量由壓縮轉為膨脹的力學過程,稱之為擴容。23．應變硬化：在屈服點以后（在塑性變形區(qū))，巖石(材料)的應力—應變曲線呈上升曲線，如要使之繼續(xù)變形，需要相應地增長應力,這種現(xiàn)象稱之為應變硬化。２4.疲勞破壞：在循環(huán)荷載作用下，巖石會在比峰值應力低的應力水平下破壞的現(xiàn)象。25.疲勞強度:是使巖石(材料)發(fā)生疲勞破壞時循環(huán)荷載的應力水平的大小(非定值）。２６.速率效應:是指在巖石實驗中由于加載速率的不同而引起的巖石強度的變化現(xiàn)象。２7.延性流動:是指當應力增大到一定限度后,應力增大很小或保持不變時，應變連續(xù)不斷增長而不出現(xiàn)破裂，也即是有屈服而無破裂的延性流動。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,且破壞后應力降很大。2９．延性破壞：是指巖石在破壞前發(fā)生了較大的永久塑性變形,并且破壞后應力降很小。30.強度準則:表征巖石破壞時的應力狀態(tài)和巖石強度參數(shù)之間的關系,一般可以表達為極限應力狀態(tài)下的主應力間的關系方程：σ1＝f(σ2，σ３）或τ＝f（σ)。３1.塑性變形：在外力撤去后不可以恢復的變形。2.巖體的力學性質及分類２.巖體的力學性質及分類ｌ.結構面:①指在地質歷史發(fā)展過程中巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的宏觀地質界面或帶。②又稱弱面或地質界面，是指存在于巖體內部的各種地質界面，涉及物質分異面和不連續(xù)面，如假整合、不整合、褶皺、斷層、層面、節(jié)理和片理等。2．原生結構面：在成巖階段形成的結構面，根據(jù)巖石成因的不同，可分為沉積結構面、巖漿(火成)結構面和變質結構面三類。３.構造結構面:指在構造運動作用下形成的各種結構面,如劈理、節(jié)理、斷層面等。4.次生結構面：指在地表條件下,由于外力(如風力、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、風化裂隙、風化夾層及泥化夾層等。5．結構面頻率:即裂隙度，是指巖體中單位長度直線所穿過的結構面數(shù)目。6．結構體:結構面依其自身的產(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,被各種結構面切割而成的巖石塊體稱為結構體。7.結構效應：是指巖體中結構面的方向、性質、密度和組合方式對巖體變形的影響。8.剪脹角(aｎｇleｏfdｉlａt(yī)ａnｃy):巖體結構面在剪切變形過程中所發(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)理、裂隙切割呈碎裂結構的巖體。10.結構面產(chǎn)狀的強度效應:指結構面與作用力之間的方位關系對巖體強度所產(chǎn)生的影響。１1．結構面密度的強度效應:指結構面發(fā)育限度(數(shù)量）對巖體強度所產(chǎn)生的影響。12.巖體完整性指標: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,巖體基本質量由巖石堅硬限度和巖體完整限度決定。１４．自穩(wěn)能力：在不支護條件下，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的節(jié)理(結構面）數(shù)目。16.巖石質量指標(RQD):長度在1０cｍ（含10cｍ）以上的巖芯累計長度占鉆孔總長的比例，稱為巖石質量指標RQＤ(RockＱualityＤesignａt(yī)ion)。3.巖體中天然應力及其量測１.地應力：自然狀態(tài)下在原巖體中存在的由于巖石自重和構造應力形成的分布應力稱為地應力，也稱巖體天然應力。2.原巖應力：在工程中指天然存在于巖體之中(內部)而與任何人為因素無關的應力,也稱天然應力。３.殘余應力：指沒有外力作用時在巖體內部由于某種因素在整個巖體內的不均勻的變形而引起的應力。4.初始地應力:巖體中存在的未受到工程擾動的原始應力狀態(tài)下的應力。５.自重應力：由于巖體自重而產(chǎn)生的天然應力叫自重應力。6.構造應力：由于地質構造活動在巖體中引起的應力場,這種應力與一定范圍地質構造有關,其重要特點是水平應力大于覆巖垂直應力分量。這一作用可以連續(xù)到地層深處。７.應力重分布:巖體受到工程活動擾動,引起巖體中初始應力的轉移變化形成的新的應力場狀態(tài)。8.二次應力：相對于初始應力而言，巖體上或巖體內部受到人類工程活動擾動，引起初始應力自然平衡狀態(tài)的改變,使一定范圍內的原始應力重分布形成的新的應力稱為二次應力,或稱次生應力。次生應力直接與工程穩(wěn)定性有關。９.垂直應力:地下巖體中上覆巖層的重量所導致的應力。10.切向應力:作用于巷道截面的切線方向的應力。1１.徑向應力:垂直于巷道周邊切線的正應力。12．巖爆：是地下洞室開挖過程中圍巖發(fā)生忽然脆性破壞的現(xiàn)象。一般在地應力較大部位,巖石被擠壓超過其彈性限度,聚集的能量會忽然釋放出來,隨著有聲音、碎石飛散、墜落等現(xiàn)象。13．構造線:指區(qū)域性擠壓應力所形成的構造形跡，也就是指與產(chǎn)生地質構造運動的壓應力方向相垂直的平面和地面的交線。１4.現(xiàn)代構造應力:就是現(xiàn)今正在形成某種構造體系和構造形跡的應力。5.地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析1.圍巖:指由于人工開挖使巖體的應力狀態(tài)發(fā)生了變化,而這部分被改變了應力狀態(tài)的巖體稱為圍巖。地下工程開挖過程中,在發(fā)生應力重分布的那一部分工程巖體稱為圍巖。2.圍巖壓力：地下洞室圍巖在重分布應力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或松動破壞，進而引起施加于支護襯砌上的壓力。作用在支護物上的圍巖的變形擠壓力或塌坍巖體的重力稱為圍巖壓力。3.靜水應力狀態(tài)：在巖石力學中,地下深部巖體在自重作用下,巖體中的水平應力和垂直應力相等的應力狀態(tài)。4．形變圍巖壓力：指圍巖在二次應力作用下局部進入塑性，緩慢的塑性變形作用在支護上形成的壓力，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.松動圍巖壓力：指因圍巖應力重分布引起的或施工開挖引起的松動巖體作用在隧道或坑道井巷等地下工程支護結構上的作用壓力。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動導致的。6．沖擊圍巖壓力：(1）是地下洞室開挖過程中,在超過圍巖彈性限度的壓力作用下,圍巖產(chǎn)生內破壞,發(fā)生忽然脆性破壞并涌向開挖(采掘）空間的一種動力現(xiàn)象。

（2）強度較高且完整的彈脆性巖體過渡受力后忽然發(fā)生巖石彈射變形所引起的圍巖壓力。７．膨脹圍巖壓力:在碰到水分的條件下圍巖經(jīng)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,并在支護結構上形成形變壓力的現(xiàn)象。８.應力集中:受力物體或構件在其形狀或尺寸忽然改變之處引起應力在局部范圍內顯著增大的現(xiàn)象。9.應力集中系數(shù)：指巖體中二次應力與原始應力的比值，也可用井巷開挖后圍巖中應力與開挖前應力的比值來表達。１0.側壓系數(shù)：巖體中一點的水平應力與垂直應力的比值。11.圍巖(彈性）抗力系數(shù)：當隧洞受到來自隧洞內部的壓力P時，在內壓力作用下,洞壁圍巖必然向外產(chǎn)生一定的位移△α,則定義圍巖的彈性抗力系數(shù)為K=P/△α。此時K的物理意義為促使隧洞洞壁圍巖產(chǎn)生單位徑向位移所需的內水壓力值。12.單位抗力系數(shù):隧洞圍巖的彈性抗力系數(shù)不僅與隧洞的地質條件有關,并且與隧洞的半徑有關，為了統(tǒng)一,在工程上規(guī)定洞徑為20０cｍ時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、三軸抗壓強度5、抗壓強度6、抗拉強度7、抗剪強度8、莫爾強度理論９、強度判據(jù)1０、穩(wěn)定性系數(shù)11、蠕變1２、殘余強度13、天然應力14、剪切剛度１5、強度理論16、剪切剛度1７、八面體強度理論

1８、極限強度1９、蠕變２0、孔隙比21、法向剛度２2、圍巖應力2３、軟化系數(shù)24、變形模量25、幾何邊界條件2６、長期強度２7、主應力29、主平面30、結構面3１、滑坡3２、塑性33、圍巖抗力系數(shù)3４、變形模量35、彈性模量36、動彈性模量37、天然應力３8、強度曲線39、內摩擦角40、切線模量４１、巖體力學４2、單軸抗壓強度43、重分布應力44、圍巖壓力4５、圍巖抗力46、強度４7、彈性極限48、強度極限49、脆性破壞50、滲透系數(shù)5１、軟化系數(shù)52、割線模量5３、爬坡角54、巖石吸水率5５、三軸強度56、尺寸效應57、應力集中系數(shù)５8、初始模量５9、抗凍系數(shù)60、巖爆6１、泊松比6２、強度包絡線6３、普氏系數(shù)６４、自然平衡拱65、RＱD６６、格里菲斯強度理論67、單軸抗壓強度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.表征巖石抗剪性能的基本指數(shù)是（)和()。２．假如將巖石作為彈性體看待，表征其變形性質的基本指標是(）和()。3.巖石在單軸壓力作用下，隨加荷、卸荷次數(shù)的增長,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邊()倍半徑范圍內的巖體。5.邊坡巖體中,滑移體的邊界條件涉及()、（）和（)三種類型。6.垂直于巖石層面加壓時，其抗壓強度（），彈性模量(）；順層面加壓時的抗壓強度（)，彈性模量（）。7.莫爾強度理論認為：巖石的破壞僅與（)應力和（)應力有關,而與(）應力無關。8.巖石在復雜應力狀態(tài)下發(fā)生剪切破壞時，破壞面的法線與最大主應力之間的夾角總是等于（）的;而破壞面又總是與中間主應力(）。9.不管何種天然應力條件下,邊坡形成后,在邊坡表面巖體中的最大主應力的作用方向與邊坡面（）,最小主應力作用方向與邊坡面(）。１０．重要的巖體工程分類有（）、（)、(）、（）等。11.水對邊坡巖體的影響表現(xiàn)在(）、（)和（)。12．天然應力場的重要成分有(）、（)和(）。13.地質結構面對巖體力學性質的影響表現(xiàn)在（）和（)。14.結構面在法向應力作用下，產(chǎn)生()變形，其變形性質用指標()表征。1５．巖石抗拉強度的實驗室方法有（）和（）。１6.地質結構面按力學條件可分為(）和()。１7．巖體結構類型可分為()、()、)、（)和(）。18．巖體的強度處在(）強度與(）強度之間。19．結構面的線連續(xù)性系數(shù)是在（)至(）變化的。２0.水對巖石力學性質的影響表現(xiàn)在()、()和()。21．格里菲斯強度理論認為材料破壞的因素是()。２2.八面體強度理論認為材料破壞的因素是(）。２3.有一對共軛剪性結構面,其中一組走向為N3０E，而另一組為N３0W,則巖體中最大主應力方向為()。假如服從庫侖-納維爾判據(jù),則巖體的內摩擦角為（）。２４.軟弱夾層的基本特點有（）、（）、）、（）和(）。25．巖體中逆斷層形成時，最大主應力方向為(）,最小主應力方向為()。26．原生結構面據(jù)其成因中劃分為()、（）、（)。27．表征巖塊變形特性的指標有（）和（）。28．根據(jù)庫侖強度理論,最大主應力與破裂面的夾角為（)。29．據(jù)巖體力學的觀點看，巖體的破壞類型有()和（)。30．巖體中的結構面據(jù)其地質成因分為(）、(）和(）。31.巖體中一點的水平天然應力與鉛直天然應力之比稱為()。32.巖體中正斷層形成時的應力狀態(tài)是：最在主應力方向為（),最小主應力方向為()。33.均質各向同性的連續(xù)巖體中的圓形洞室洞壁上一點的剪應力為()。34．洞室圍巖壓力的基本類型有（)、()、（)和（)。35.邊坡形成后，邊坡表面巖體中的最大主應力作用方向與邊坡面（)，最小主應力作用方向與邊坡面（）。3６．巖體是由（)和（）兩個最基本的要素組成的。37．根據(jù)邊坡巖體面形態(tài)、數(shù)目、組合特性把巖體邊坡的破壞類型劃分為()、（）、（)和（）。38.大部分巖體屬于（）。(A)均質連續(xù)材料(B）非均質材料(C）非連續(xù)材料（D）非均質、非連接、各向異性材料３９巖石的彈性模量一般指（

)。（A）彈性變形曲線的斜率

(B）割線模量(C）切線模量

(D)割線模量、切線模量及平均模量中的任一種40由于巖石的抗壓強度遠大于它的抗拉強度,所以巖石屬于（）。（A)脆性材料(B）延性材料(C)堅硬材料(D）脆性材料，但圍壓較大時，會呈現(xiàn)延性特性41巖石的抗壓強度隨著圍巖的增大（

)。(A）而增大（B）而減?。–)保持不變（D）會發(fā)生突變42劈裂實驗得出的巖石強度表達巖石的（

）。(A）抗壓強度（B)抗拉強度(C)單軸抗拉強度（D)剪切強度4３格里菲斯準則認為巖石的破壞是由于(

）。(A)拉應力引起的拉裂破壞(Ｂ)壓應力引起的剪切破壞(C）壓應力引起的拉裂破壞（Ｄ）剪應力引起的剪切破壞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(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)的單軸抗壓強度比為０．7８，則該巖石（）。（Ａ)軟化性強，工程地質性質不良（Ｂ)軟化性強,工程地質性質較好（C)軟化性弱,工程地質性質較好（D)軟化性弱，工程地質性質不良４6在巖石抗壓強度實驗中，若加荷速率增大，則巖石的抗壓強度(

)。(Ａ)增大（B）減小(C)不變(Ｄ)無法判斷４7按照庫侖—莫爾強度理論,若巖石強度曲線是一條直線，則巖石破壞時破裂面與最大主應力作用方向的夾角為（)。(A)45°（B）(Ｃ）(D）60°48按照格理菲斯強度理論，脆性巖體破壞重要因素是（

)。（A)受拉破壞(B）受壓破壞（C）彎曲破壞(D)剪切破壞４９在缺少實驗資料時，一般取巖石抗拉強度為抗壓強度的(

）(A）1/２~１/5（Ｂ)1/１0~1/12(C）2～5倍（Ｄ）10~５0倍5０巖體的強度小于巖石的強度重要是由于（

）。(A)巖體中具有大量的不連續(xù)面(Ｂ）巖體中具有水（C)巖體為非均質材料(D）巖石的彈性模量比巖體的大51影響巖體質量的重要因素為(

）。(A)巖石類型、埋深

（B)巖石類型、含水量、溫度（C）巖體的完整性和巖石的強度

(Ｄ）巖體的完整性、巖石強度、裂隙密度、埋深52沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結構面？(

）（A)原生結構面（B）構造結構面（C)次生結構面5３巖體結構體是指由不同產(chǎn)狀的結構面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完整堅硬的單無塊體,其結構類型的劃分取決于(）（Ａ）結構面的性質（B)結構體型式（C)巖石建造的組合(D）三者都應考慮54初始地應力重要涉及(）。（A）自重應力（B）構造應力(C）自重應力和構造應力（D）殘余應力三、辨別正誤1.石英砂巖的強度隨石英顆粒的含量增長而增大。()2.相鄰兩條結構面的垂直距離就是結構面的密度。(）３.一般情況下，巖體的強度可以用巖塊的強度來代替。（)4．從巖體自身性質來分析,可以用連續(xù)介質理論來解決巖體力學問題。(）５.巖石的泊松比是指單向壓縮條件下，側向應變與側向應力之比。(）6．結構面的密度不隨方向而變化。（)7.邊坡巖體坡面一點的最大主應力是垂直于坡面，而最小主應力則平等于坡面,且都不為零。（）8．單位體積內巖石的質量定義為巖石的顆粒密度。（)9．天然鉛直應力是隨深度增長而增大的。（）10．一般情況下,巖塊的三軸壓縮強度比抗壓強度大。(）1１.巖塊在單軸受壓條件下，能承受的最大主應力叫巖塊的強度。()12.在普通實驗機上測出的應力－應變關系,就是巖石的應力－應變全過程曲線。（）13.巖塊的彈性模量可以用作用于它上面的應力與位移之比來表達。(）1４．坡度影響邊坡應力軌跡形式。()15.巖體作為力學介質研究時，其與鋼、混凝土等人工力學介質的主線區(qū)別在于巖體中有天然應力、多裂隙交切及是三相介質。（）１6．巖體中地下水的水壓力效應,使巖體中結構面抗剪強度增大。()１7.也許滑動面上可供運用力與抗滑力之比值定義為穩(wěn)定性系數(shù)。(）18.研究的巖體事實上是已經(jīng)受過破裂和變形的地質體。(）19.天然中鉛直應力一般隨深度增長而增大。（)２0.在普通實驗機上測出的應力與應變的關系，就是巖石應力－應變全過程曲線。（）２1．飽水巖樣的單軸抗壓強度與干抗壓強度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。（)2２．巖體的強度就是巖塊的強度。（)2３．從巖體自身性質分析,可用連續(xù)介質力學理論解決巖體力學問題。（)２4．在荷載作用下，結構面抵抗破壞的最大能力叫做剪切強度。(）25.一般情況下巖塊的抗壓強度隨加荷速度的增大而增大。（)２6.三向受壓條件下，巖石破壞前的應變比單向受壓要大。()27．飽水巖體的單軸抗壓強度與干抗壓強度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。(）28.在荷載作用下,結構面抵抗破壞的最在能力叫剪切強度。（）2９．一般來說，巖塊的單軸抗壓強度隨加荷速度的增在而減小。（）３0.地下洞室洞壁支護的目的是不讓洞壁圍巖向洞內產(chǎn)生位移。（）四、問答題1、對巖石進行單軸抗壓實驗，假如發(fā)生剪切破壞,破壞面是否一定是試樣中的最大剪應力面？為什么?假如發(fā)生拉斷破壞,此時的抗壓強度是否即為抗拉強度？為什么?2、什么叫巖石？什么叫巖體?兩者重要區(qū)別在哪里?又有何關系?３、什么是巖體的彈性模量？什么是巖體的變形模量？試用圖加以說明。4、巖體的靜力彈性模量與動力彈性模量哪個大?為什么？６、巖石的動力強度與靜力強度那個大？為什么?7、巖體中應力波波形通常以哪些參數(shù)來標記？試用圖說明。8、應力波對物體的效應，與剛體動力學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測定巖體的某些動力學參數(shù)?擬定哪些參數(shù)?9、巷道道護形式的選擇與地壓活動類型有無關系？試舉例說明之。1０、巖石在單軸壓縮下的應力-應變曲線有哪幾種類型?并用圖加以說明。11、巖石與巖體的重要區(qū)別在哪里？以及其強度之間的關系是如何的?1２、試分別從地質和工程兩個方面，簡要敘述影響圍巖壓力的一些重要因素是什么？13、試用莫爾應力圓畫出:(1)單向拉伸;(２)單向壓縮;(３）純剪切；(４）雙向壓縮;（5)雙向拉伸。14、常用的巖石強度指標有哪幾種？15、試述巖石力學的研究對象,研究范圍和研究動態(tài)。16、采用應力解除法如何測定巖體中的應力？并用示意圖表達。17、用圖來表達巖體變形與時間的關系曲線，并指出幾個不同的階段。１８、格里菲斯強度理論的基本要點是什么?并寫出該強度理論的破壞準則。1９、在巖體中傳播的彈性波有哪兩大類型?其特性是什么?并寫出半無限均質體波速與其彈性常數(shù)（彈性模量、泊松比)的關系式。20、加載速率對巖石動力強度的影響如何？并舉例說明之。21、巖石在單軸壓縮下典型的應力——應變曲線有哪幾種類型,并用圖線加以說明。２2、什么是變形模量?頁巖和石灰?guī)r的變形模量大體多少？23、什么叫滑坡？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)定有哪些重要因素？試舉例說明。２5、用應力解除法來測量巖體的原巖應力,其工序有哪些?用圖示加以說明。26、什么叫真三軸實驗機?什么叫假三軸實驗機？2７、什么叫巖塊的變性模量？以“S”型應力-應變曲線為例表達出巖塊的幾種變性模量(圖加簡要文字說明）。2８、塑性狀態(tài)下圓形巷道圍巖應力分布如何？29、試簡樸敘述巖體力學的發(fā)展歷史？你對巖體力學的發(fā)展遠景如何見解？30、均質連續(xù)、各向同性的彈性巖體中開挖水平圓形洞室時,圍巖中的重分布應力有何特點。31、邊坡巖體最容易從哪些部位一方面破壞?為什么？32、試述邊坡穩(wěn)定性研究的基本原則和方法。3３、什么叫蠕變？用圖表達蠕變的應力（σ)與時間(t）關系曲線。3４、巖塊的抗壓強度與抗拉強度哪個大?為什么？35、如何獲得巖體結構面的強度指標?請用解析法或圖解法說明。五、計算題1、已知σｘ＝５0MPａ，σy=１0MPa,τｘy=0，θ=３０°。（１)求與Ｘ軸夾角40°的ＥＦ斜面上的法向應力σn及剪應力τｎ。（2)作出相應的莫爾應力圓,并寫出莫爾應力圓的方程。2、將一個巖石試件置于壓力機上施加壓力,直到1MPa時發(fā)生破壞。已知破壞面與最大主應力所在的平面成60°,并假定抗剪強度隨正應力呈線性變化。試求：(1)在正應力為零的那個面上的抗剪強度等于多少?（２)破壞面上的正應力和剪應力。3、擬在地表以下１500m處開挖一水平圓形洞室,已知巖體的單軸抗壓強度σc＝10０MPa,巖體天然密度ρ＝2.7５g／cｍ3，巖體中天然應力比值系數(shù)λ＝１，試評價該地下洞室開挖后的穩(wěn)定性。4、設已知某地塊處在簡樸的壓縮情況，及在走向NＷ45°的截面上的正應力＝－120MＰa,剪應力τn＝40MＰａ，求最大壓應力的大小及其方向。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°，試求最大主應力的方向。6、某巖石的室內剪切實驗成果如下,當正應力分別為6MPa和10MPa時，剪切強度分別為１９.2MPa和２2MPa,假設該巖石強度服從莫爾斜直線理論，試求：(1)該巖石的剪切強度參數(shù)；(2)當側限壓力σ3=1０MPa時該巖石的三軸壓縮強度。7、在地表以下２0０m深度處的巖體中開挖一洞徑2R0＝2ｍ的水平圓形遂洞,假定巖體的天然應力為靜水壓力狀態(tài),巖體的天然密度ρ=2．7ｇ/ｃm３，試求：(1)洞壁、2倍洞半徑、2倍洞半徑處的重分布應力；(２）根據(jù)以上計算結果說明圍巖中重分布應力的分布特性;（３）若圍巖的抗剪強度Cm=0．4,φm＝30°,試評價該洞室的穩(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(R１）８、某圓形水平洞室開挖于地表以下1500m深處，已知巖體為均質連續(xù)各向同性的彈性體。單軸抗壓強度σc=1０0ＭPa，巖體的密度為２．5g/cm3,巖體的天然應力比值系數(shù)λ＝1。試評價該洞室開挖后的穩(wěn)定性。9、若σ1為最大主應力，σ３為最小主應力,C為粘聚力,φ為巖石的內摩擦角，導出以極限主應力表達的巖石強度方程。１0、在均質、連續(xù)、各向同性的巖體中，測得地面以下1０0ｍ深度處的天然應力為σV＝２６MＰa,σＨ=１7.3MPa,擬定在該深度處開挖一水平圓形隧道,半徑Ｒ0=３m,試求：（1)沿θ＝0°和θ＝9０°方向上重分布應力(σr、σθ)隨r變化的曲線;(2)設巖體的Cm＝0．04MＰa,φm=30°，用圖解法求洞頂與側壁方向破壞圈厚度。１1、已知巖塊C=10ＭPａ，φ=6０°，用庫侖—莫爾準則計算當圍壓為０和5ＭPａ時試件破壞時的軸壓。12、有一個花崗巖巖柱,該花崗巖抗剪強度指標:凝聚力C=20ＭＰa,φ=3０°。巖柱的橫截面積A=5000cm2,柱頂承受荷載ｐ=30MＮ,自重忽略不計。（1)試問：是否會發(fā)生剪切破壞?(２）若巖柱中有一軟弱結構面，其法線與軸線成75°角，試問:是否會沿此面發(fā)生破壞?１3、某礦石灰?guī)r實驗成果如下：其單向抗壓強度σc=10MＰa;當側壓力σ1=σ2＝30ＭPa,其破壞時σ1=210MPa;當側壓力σ2＝σ3＝6０ＭPａ時，其破壞時σ1=３2０MPa。試問,當側壓力σ2=σ3＝50MＰa時,其破壞時的最大主應力σ1應等于多少?1４、某巖石室內抗剪實驗成果為當正應力分別為6MPａ和10ＭPａ時，剪切強度為19.2ＭPa和22MＰａ。設巖石強度服從直線型莫爾強度判據(jù)：①求該巖石的抗剪強度參數(shù)（C、φ值)；②當側限壓力σ3為5ＭPa時,求該巖石的三軸壓縮強度（σ1m)。1５、閃長巖的單向抗拉強度σt=２4MPa；單向抗壓強度σｃ=14２MPa。當抗剪強度τ=42MPa時，試求破壞面的方向及正應力，最大主應力和最小主應力各等于多少?16、某礦石英砂的實驗成果,其單向抗拉強度σｔ=1６MPa,單向抗壓強度σｃ＝1２０MPａ,試求該巖石的抗剪強度的Ｃ、φ值。１７、安山巖的單軸抗壓強度σc＝１00MＰa。當該巖石進行三軸實驗時,當側壓力σ２=σ3=2０MPa,巖石的三向抗壓強度σ１=260MPa。計算內摩擦角φ和凝聚力c;18、在石灰?guī)r層中開一圓形洞室,半徑a=１．５m,埋置深度H＝800m，石灰?guī)r的單軸抗壓強度σc=40MPa,內摩擦角φ＝32°,巖石容重ρ=2．８ｇ/cｍ３,為了便于比較,分別用芬納公式，修正芬納公式和卡斯特納公式計算塑性區(qū)的半徑R，以及塑性圈的厚度。19、某部門擬在地表下1500m處深度開挖一斷面為圓形的洞室,已知巖體的極限抗壓強度σc＝10０MＰａ,巖體的天然容重ρ=2.75g/cm3,巖體的天然應力比值系數(shù)λ＝1，試評價開后地下洞室的穩(wěn)定性。20、在某結晶巖體中開挖一直徑為６m的水平圓形洞室,洞的埋深為20２3m,巖體的平均密度ρ=2.７g/cｍ3,假設巖體中的天然應力比值系數(shù)k=1，試求：(１）θ＝0°方向洞壁一點A和距洞壁３m處B點的重分布應力值;(2)若已知圍巖的剪切包絡線為斜直線,且C=５ＭPa,φ=30°,試判斷A、Ｂ兩點是否會破壞?２1、已知巖石的單軸抗拉強度σt=15MPa。試用格里菲斯強度曲線來判斷裂隙在側壓力σ3＝２0MPa時,裂隙進一步破壞的最在主應力σ1等于多少？它是屬于何種強度條件下的破壞？2２、已知巖石試件的凝聚力C=9.5MＰａ,其內摩擦角φ＝３8°,試用庫侖準則和格里菲斯理論求其單向抗壓強度。23、已知某采場圍巖的力學指標:σc=100MPa,σｔ=-20MPa,凝聚力Ｃ=4５MPa，內摩擦角φ=48°,若該采場頂板某點主應力σ1=2０0MPａ,σ３=10MPa。試求：（１)由莫爾庫侖強度理論判斷，該點是否會破壞？（2）由格里菲斯強度理論判斷,該點是否破壞?(3）若會破壞，它們破壞面與最大主應力的夾角是多少?24、圓形隧道的半徑a=１.5ｍ,埋藏深度H＝100ｍ，巖石容重γ=2.７g/cm3,泊松比μ=０.2。(1)試繪出θ=0、π/2處隧道圍巖的徑向和切向應力分布圖，與隧道周邊的距離等于多少時才是原巖應力。（2）試繪應力集中系數(shù)圖，分析最大應力集中在什么位置。（3)分析應力分布特點是什么？(4)假若側壓系數(shù)λ=0時應力分布圖又如何？２5、已知大理巖單向抗壓強度σc=8０ＭPa，內摩擦角=25°,試計算側壓為40MＰa時，其三軸抗壓強度為多少?26、已知白云質灰?guī)r通過彈性波測量,其縱波速度Vp=5500m/ｓ,橫波速度Ｖs=３300m/s。巖體的容重γ=2.7１ｇ／cｍ3，泊桑比μ=0.23。試求巖體的動彈性參數(shù)。27、圓形洞室半徑a=２.5m,埋藏深度H＝1２0m,巖石容重γ=2.1g/cm3，泊松比μ＝0．2,側壓系數(shù)λ＝0.5,巖體的彈性模量E＝2×１04MPa。試求硐頂和硐壁的應力以及位移。28、在堅硬的巖體中開挖一個近似橢圓形洞室,硐跨2a＝8m,硐高2b=１2ｍ，硐體埋藏深度H＝2００ｍ,巖體容重ρ＝2．5ｇ/cm3,泊松比μ=0．35，巖石單軸抗壓強度σｃ=96ＭPa,求洞室是否穩(wěn)定。２9、某礦表土深度為15０m，表土的平均容重γ＝１.8０g/ｃm3,粘聚力Ｃ＝0,內摩擦角φ＝２0°,巖體的平均容重γ=2.6g/cm3,巖體的泊松比μ=０．25。試求離地表深度１50m處表土內的自重應力以及3０0ｍ深度處的原巖自重應力,并作出應力圓。3０.已知巖樣的容重=24.５kN/m3,比重,天然含水量（同土力學概念),試計算該巖樣的孔隙率n，干容重及飽和容重。31.有一長2.０ｍ、截面積0.5ｍ2的大理巖柱體，求在環(huán)境溫度驟然下降40℃條件下,巖柱散失的熱量及因溫差引起的變形大??？(已知大理巖石比熱,線膨脹系數(shù))。３2.在由中粒花崗巖構成的工程巖體中,有三組原生節(jié)理互成直角相交，各組節(jié)理的間距分別為20ｃｍ、3０ｃｍ和40cｍ，試計算裂隙頻率和結構體的大小，并判斷該巖體屬于哪種結構類型。3３.據(jù)現(xiàn)場觀測，中?；◢弾r體中節(jié)理均呈微張開(寬度小于１ｍm)，節(jié)理面有輕度風化,但保持潮濕狀態(tài),又實測點荷載指數(shù)為７.5,如按最有利的條件開鑿直徑5ｍ的隧洞,試估算無支護條件下的洞壁最長穩(wěn)定期間。3４.將一個巖石試件進行單軸實驗,當壓應力達成120MPａ時即發(fā)生破壞,破壞面與大主應力平面的夾角(即破壞所在面與水平面的仰角)為60°,假定抗剪強度隨正應力呈線性變化(即遵循莫爾庫倫破壞準則),試計算:１)內摩擦角。2)在正應力等于零的那個平面上的抗剪強度。3)在上述實驗中與最大主應力平面成30°夾角的那個平面上的抗剪強度。4)破壞面上的正應力和剪應力。5)預計一下單軸拉伸實驗中的抗拉強度。6)巖石在垂直荷載等于零的直接剪切實驗中發(fā)生破壞,試畫出這時的莫爾圓。７)假若巖石的抗拉強度等于其抗壓強度的1０%,你如何改變莫爾包絡線去代替那種直線型的破壞包絡線。8)假若將一個直徑為8cm的圓柱形試件進行扭轉實驗,試預計一下要用多大的扭矩才干使它破壞？35.將直徑為3ｃm的巖心切成厚度為0.7cm的薄巖片，然后進行劈裂實驗，當荷載達成１0000N時，巖片即發(fā)生開裂破壞，試計算試件的抗拉強度。３6．巖石試件的單軸抗壓強度為130MPa，泊松比。1)巖石試件在三軸實驗中破壞,破壞時的最小主應力為１30MPa，中間主應力為２60MPa，試根據(jù)八面體剪應力理論的破壞準則推算這時的最大主應力;2)根據(jù)最大正應變理論的破壞準則，回答1)提出的問題。習題３-4上題中,設，，ｋＰa,垂直應力kPa。在這巖體內開挖一個洞室，必須對邊墻施加150kPａ的水平壓力才干使邊墻穩(wěn)定,試推算節(jié)理面上的孔隙水壓力。37．用直徑為５cm、高度為1０cm的圓柱形粘土巖試樣進行單軸壓縮實驗，已測得的軸向力和變形量如表4-7所示,試計算相應于彈性變形的E和。軸向力(Ｎ）軸向壓縮量（mm)側向膨脹量(ｍm)軸向力(N）軸向壓縮量(ｍm)側向膨脹量(mm)000０0.08００．０16６０0０．0３02500０．1401０000．05050000.22０１5000．07０6０000.2602０230.0９0700０0.３００25０００.１100．0１875000.3300.0５600.0400.0０9０0.１200.02５25000.11075000．3303000０.１30９０000.40０４000０.1７0100０00.4400.075５0０00．2200.0370０．１60０.0３538.在用地震波法動力測試中,已經(jīng)測得縱波波速,橫波波速,設巖體的密度,試計算Ｅ和。39.在圓形實驗洞的洞壁上的測點1處進行應力測量(用應力解除法），應變花按等邊三角形布置，見題5-１圖中黑粗線，其中有一應變元件布置成與z軸平行量測（見題5-1圖)。今測得三個方向的應變?yōu)椋海?，已知巖石的彈性模量E=４×10４MPa，泊松比=0．25。1)試求測點1處的大小主應變、以及它們的方位。2）試求大、小主應力、。３）試求該點處的縱向應力（即沿z方向的法向應力)。4)今在與點１同一橫斷面上的測點2處測得切向應力=10.８MPa，試求巖體的初始應力和。40.某地擬開挖大跨度的圓形隧洞，需事先擬定開挖后洞壁的應力值。為此在附近相同高程的實驗洞內作了巖體應力測量工作,測得天然應力為:ＭPa,=2ＭＰａ，試求開挖后洞壁A、B、C三點的應力。41.在上題中，將洞室改為寬高比Ｂ/h=０.5的橢圓洞室,試計算相應點Ａ、B的應力;另一方面改為B/ｈ=2的橢圓洞室,計算相應點A、Ｂ的應力,試討論三種情況中哪一種最有利，哪一種最不利。42.今在的均質石灰?guī)r體地表下100m深度處開挖一個圓形洞室,已知巖體的物理力學性指標為：kN／m３，C=0.3MPａ，=3６°試問洞壁是否穩(wěn)定?４３.設有一排寬度為１5m、高度h=7．５m的圓角矩形洞室。它們的間距(中心到中心）為25m。這排洞室在均質、各向同性的砂巖中的300m深度處。巖體的物理力學性指標為:=2５.6kＮ／m3,抗壓強度=１00ＭPａ,抗拉強度=１0MPａ,泊松比=0．5,，試求洞群的安全系數(shù)。44.在地下50m深度處開挖一地下洞室，其斷面尺寸為5m×5ｍ。巖石性質指標為：凝聚力c=200kPa，內摩擦角，容重=２５ｋN/m3,側壓力系數(shù)。已知側壁巖石不穩(wěn),試用太沙基公式計算洞頂垂直山巖壓力及側墻的總的側向山巖壓力。４5.某圓形隧洞直徑8m,圍巖裂隙很發(fā)育,且裂隙中有泥質填充。隧洞埋深為1２0m，圍巖的力學指標為：c=400kPa,=4０°，考慮到隧洞襯砌周邊的回填不夠密，凝聚力和內摩擦角均有相應的減少。1）試求塑性松動圈子的厚度(取c0=0．２5ｃ);2)試求松動壓力。46．設有一直墻拱頂?shù)叵露词遥瑖鷰r中有一組結構面,其傾角=4６°。結構面的強度指標為=0,＝４０°。結構面上的孔隙水壓力=20０kＰa。已知洞室側壁垂直應力為=1MPa,洞頂?shù)乃綉Γ?00kＰa，問側壁和洞頂是否穩(wěn)定，若不穩(wěn)定，則進行支護,洞壁支護和洞頂支護上的壓力各為多少？47.在巖石中開挖一圓形洞室，其半徑，用噴混凝土層支護。混凝土抗壓強度為24ＭPa，已知=0．4MPａ，求噴層厚度。48．有壓隧洞的最大內水壓力=2.8MPa，隧洞（內)半徑為２．3m，用厚度為0．４m的混凝土襯砌。已知混凝土的彈性模量=1．8×１04MＰａ，泊松比。巖石的彈性模量=１.1×104MPa,泊松比＝0.36７。試求：1)離中心2．5m處的襯砌內的應力;2)離中心3.5m處的圍巖附加應力。4９.有壓隧洞的最大內水壓力＝2．5ＭPａ，隧洞直徑為4m，用厚度為0.4m的混凝土襯砌,已知混凝土的彈性模量=1.5×１04MPa,泊松比=0．3,巖石彈性抗力系數(shù)（注意:即半徑為1m時的k）=５0００ＭＰa／ｍ，試求離隧洞中心5ｍ處的附加應力。50.設巖基上條形基礎受傾斜荷載，其傾斜角,基礎的埋置深度為３m，基礎寬度b=８m。巖基巖體的物理力學性指標是：=25ｋN/m3，c=3MPa,=3１°，試求巖基的極限承載力，并繪出其相應的滑動面。5１.某混凝土壩重９0０00kN（以單位寬度即1ｍ計）,建在巖基上。巖基為粉砂巖，干容重=25kN/ｍ3,孔隙率n=１0%。壩基內有一傾向上游的軟弱結構面ＢＣ,該面與水平面成15°角。結構面的強度指標為:凝聚力=２０0kＰa,內摩擦角＝20°。建壩后由于某因素在壩踵巖體內產(chǎn)生一條鉛直張裂隙，與軟弱結構面BC相交,張裂隙的深度為２5m,設BC內的水壓力按線性規(guī)律減少。問庫內水位上升高度H達成何值時，壩體和地基開始沿BC面滑動?52.有一巖坡如題9－1圖所示,坡高H=10０ｍ,坡頂垂直張裂隙深40m，坡角，結構面傾角。巖體的性質指標為:=25kN/m3，=0，=25°。試問當裂隙內的水深達何值時,巖坡處在極限平衡狀態(tài)?53.已知均質巖坡的,c=３０0ｋPa，=25kN/m3,問當巖坡高度為200ｍ時，坡角應當采用多少度?54．上題中假如已知坡角為50度,問極限的坡高是多少？55.設巖坡的坡高50m,坡角，坡內有一結構面穿過，其傾角,在邊坡坡頂面線10ｍ處有一條張裂隙,其深度為Ｚ＝1８m。巖石性質指標為=２6kN/ｍ3，=60ｋPa，,求水深對邊坡安全系數(shù)的影響。復習提綱第一章1.何謂巖體力學？它的研究任務和對象是什么？2．巖體力學采用的研究方法有哪些？第二章3.何謂巖塊？巖體？試比較巖塊、巖體與土的異同點。４.巖石的礦物組成是如何影響巖塊的力學性質的？５．何謂巖塊結構?它是如何影響巖塊的力學性質的?６．巖體力學研究巖塊有何實際意義？7．何謂結構面?從地質成因上和力學成因上結構面可劃分為哪幾類?各有什么特點?８.剪性結構面有何特性？為什么巖體中以剪性結構面數(shù)量最多?9.何謂巖體結構?各類巖體結構的重要區(qū)別是什么?1０.結構面特性涉及哪些方面？各自用什么指標來表達?定義如何?它們如何影響巖體的性質？11.何謂巖體分類？重要有哪幾種分類方法?分類指標是什么？１2.RMＲ值和Ｑ值根據(jù)哪些指標擬定?如何求?。康谌拢?.何謂巖石的吸水性、軟化性、抗凍性、滲透性?各自用什么指標表達?如何定義？第四章14.巖塊在單向壓力條件下的變形過程有什么特性?15.常用于巖塊變形與強度性質的指標有哪些？定義如何？各自的測定方法式什么？影響各種力學指標的因素有哪些？三大類巖的各種指標如何?1６.何謂三軸壓縮強度、強度包絡線？圍壓對巖塊變形、破壞及強度的影響如何？17.試推導出幾種巖塊強度（強度參數(shù)）間的關系式。18.何謂蠕變、蠕變模型？研究它有何實際意義？常見的幾種模型的本構關系如何?19.何謂強度判據(jù)?常見的幾種判據(jù)的表達式與應用條件如何?如何判別巖石中一點是否破壞？第五章２０.分別總結結構面的法向變形與剪切變形的重要特性?21.結構面的法向剛度與剪切剛度的定義如何？各自如何擬定?２2．總結四種類型結構面的剪切強度特性(表達式及強度曲線特性)第六章23.原位巖體的力學實驗與巖塊力學實驗在本質上有什么區(qū)別?2４.巖體的變形性質與巖塊相比有什么區(qū)別？25.常見擬定巖體變形參數(shù)的原位實驗有哪幾種？平板荷載實驗和聲波法實驗的基本原理是什么?26.巖體的動彈性模量與靜彈性模量相比如何？為什么？27．在垂直層面的法向應力作用下,層狀巖體的變形參數(shù)如何擬定？2８.原位巖體剪切實驗的原理是什么?通過它可以求得哪些參數(shù)？2９.工程巖體常見的破壞形式有哪幾種?相應的強度叫什么強度？各自有何區(qū)別?第七章30.何謂天然應力、重分布應力及天然應力比值系數(shù)？研究天然應力的意義何在?31.巖體中鉛直天然應力與自重應力及天然主應力是否為同一概念？關系如何?32．巖體中的天然應力有哪些基本特性?影響因素有哪些？３3．常見的實測天然應力的方法有哪些？各自的基本原理如何?第八章３4.何謂地下洞室?地下洞室的巖體力學問題有哪些？35．以水平圓形無壓洞室為例,說明彈性圍巖應力的分布規(guī)律。３6.何謂圍巖？其范圍一般為多大?37.何謂塑性松動圈?具有塑性圈后圍巖中的重分布應力如何變化？38.試總結各類結構圍巖的變形破壞特點。所謂漸進式破壞的含義？３９．如何擬定地下洞室圍巖的破壞范圍？試舉例說明。４0.何謂圍巖壓力？按其成因可分為哪幾類？各自用什么方法擬定？41.試述形變圍巖應力擬定的基本原理與方法。４２.運用平衡拱理論與太沙基理論計算圍巖壓力的原理。４3．試述用塊體極限平衡方法擬定松動圍巖壓力的方法與環(huán)節(jié)。４4．何謂圍巖抗力及圍巖抗力系數(shù)？常用什么方法擬定抗力系數(shù)？第九章４5.邊坡巖體中的重分布應力有哪些重要特性？與哪些因素有關?4６.邊坡巖體變形破壞有哪些基本類型?各自特點如何?47.運用剛體極限平衡理論計算邊坡穩(wěn)定性的環(huán)節(jié)有哪些？48．何謂幾何邊界條件、受力條件、穩(wěn)定性系數(shù)、安全系數(shù)?49．單平面滑動的穩(wěn)定性系數(shù)如何擬定？推導其計算公式?50.同向雙平面滑動與異向雙平面滑動的穩(wěn)定性分析的基本思緒是什么?模擬試卷一一、名詞解釋(每詞2分，共20分)

1、結構面2、蠕變３、飽和吸水率4、強度判據(jù)5、圍巖6、剪切剛度7、天然應力8、RQD值９、圍巖抗力系數(shù)10、巖石軟化性二、填空(每空1分，共３0分）

１、結構面發(fā)育的密集限度通常用()和（）表達,結構面形態(tài)通?？紤]結構面?zhèn)缺诘?)和(）兩個方面。2、表征巖石抗剪強度的基本指標是（）和（)。3、垂直層面加壓時，巖體的抗壓強度比平行層面加壓時（）,而變形模量則比平行層面加壓時（）。4、有一對共軛剪節(jié)理，其中一組走向為N30０E,另一組走向為N3０0W，問形成該剪節(jié)理的最大主應力σ1的方向為()；假定巖石強度服從莫爾直線型強度理論,則該巖體的內摩擦角Φ為(）。5、測定巖石抗拉強度的方法有（)和(）。6、ＲMR分類依據(jù)的分類指標為（）、()、（)、()和()。7、從力學的觀點出發(fā)，巖石的脆性破壞有（)和()兩種。８、天然應力為靜水壓力狀態(tài)時，洞壁上一點的剪應力為（)，徑向應力為（)，重分布應力中的()為最大主應力，（)為最小主應力。9、巖體天然應力的測量方法重要有（）、（）和（）。10、按邊坡巖體中滑動面形態(tài)、數(shù)目及組合關系，把邊坡巖體破壞類型劃分為（）、（)、()和()四種。三、問答(共３０分）

1、試述地下洞室彈性圍巖重分布應力的基本特點。（10分)

2、試述粗糙起伏無充填結構面的剪切強度特性（規(guī)定圖加簡要文字說明）。(１0分)

３、試述巖體中水平天然應力的基本特點。（１0分）

四、計算（共3０分)1、某巖塊的剪切強度參數(shù)為:C=50ＭPa,Φ＝６００，設巖石強度服從莫爾直線型強度理論。如用該巖石試件做三軸實驗，當圍壓σ3和軸壓σ1分別加到5０MPa和７00MPa后，保持軸壓不變,逐漸卸除圍壓σ3,問圍壓卸到多少時，巖石試件破壞?（15分)2、在某巖體中開挖一直徑為６ｍ的水平圓形洞室,埋深為4０0m,已知洞室圍巖的剪切強度參數(shù)為:C=9ＭPa,Φ=400,巖體的平均密度ρ=2．７g/ｃｍ3，設巖體天然應力比值系數(shù)λ=1，試評價該洞室開挖后的穩(wěn)定性。（1５分)模擬試卷二一、名詞解釋(每詞２分，共20分）

1、巖體2、單軸抗壓強度3、吸水率4、強度判據(jù)5、圍巖６、剪切剛度７、重分布應力８、RＱD值９、圍巖抗力系數(shù)10、變形模量二、填空（每空1分,共３0分）１．按邊坡巖體中滑動面形態(tài)、數(shù)目及組合關系，把邊坡巖體破壞類型劃分為（）、()、(）和(）四種。

2．結構面發(fā)育的密集限度通常用()和(）表達，結構面的形態(tài)通?？紤]結構面?zhèn)缺诘模ǎ┖?)兩個方面。3.表征巖石變形性質的基本指標是()和(）。4.垂直層面加壓時,巖體的抗壓強度比平行層面加壓時(）,而變形模量則比平行層面加壓時(）。5．有一對共軛剪節(jié)理，其中一組走向為Ｎ3０0E,另一組走向為N300W,問形成該剪節(jié)理的最大主應力的方向為(），假定巖石強度服從莫爾直線型強度理論，則該巖體的內摩擦角為()。6．測定巖石抗拉強度的方法有(）和（）。7.ＲMR分類依據(jù)的分類指標為()、()、(）、()和(）。8.從力學的觀點出發(fā),巖石的脆性破壞有(）和(）兩種。９．天然應力為靜水壓力狀態(tài)時,洞壁上一點的剪應力為（），徑向應力為（),重分布應力中的（)為最大主應力，(）為最小主應力。１0.結構面按地質成因可分為（)、(）和()。三、問答（共32分)

1、試述巖石邊坡應力分布特性。(8分）2、試述粗糙起伏規(guī)則鋸齒狀無充填結構面的剪切強度特性（圖示、列出公式、并用文字加以簡樸說明)。(８分)3、試述巖體中水平天然應力的基本特點。(８分)4、列出巖石破壞判據(jù)（不少于3種)的名稱及其合用條件。（8分）

四、計算（共18分）１、某巖體，天然應力比值系數(shù)λ＝1，按自重應力考慮,在其中開挖一直徑為6ｍ的水平圓形洞室，埋深為4０0ｍ，已知洞室圍巖剪切強度參數(shù)為:C＝9MPa,Φ=４00，巖體的平均密度ρ=2.7ｇ/ｃｍ3。（1０分)（1）計算400m深處的鉛直應力和水平天然應力的大小;(2)計算洞壁上的重分布應力大?。唬?)評價該洞室開挖后圍巖的穩(wěn)定性。2.某巖塊,進行全過程變形實驗，測得實驗數(shù)據(jù)如下，規(guī)定：（８分）(1）在坐標紙中畫出應力－應變曲線;（2)標出各變形階段;(3）計算各種變形模量的大小。應力（MPa)應變(×10-2）應力(ＭPa)應變（×10-2)應力（MＰa）應變(×１0-2)51.24０2.954５６.61０1.８4５3．440６.71５2.15503.93５6.９202.３55５．0307.0252.55６.2５.7２５7.43０2.５3556.1２0８.2３5２.8506.５1８9.2練習與思考第一章１、巖體力學涉及哪三種分類，各有何側重?2、巖體力學的研究對象是什么?你能舉出幾個巖體變形破壞的事例?３、巖體力學的研究方法有哪些，有什么區(qū)別?4、你對巖體力學的形成與發(fā)展有哪些了解？第二章1、在勘探巷道巖壁上進行結構面測線詳測如圖所示,量得兩組結構面沿測線的間距分別為0.45ｍ和０.8m，且A組結構面的傾角為55°，B組傾角為２0°。１)計算每組結構面的真間距及兩組結構面沿測線的混合間距及線密度(Ｋd）;

2)估算巖體沿詳測線方向的ＲQD值。2、何謂巖石