岩体力学课程习题及答案

1、岩体力学习题一、何谓岩体力学？谈谈你对岩体力学的熟悉和观点。笞：概念：岩体力学是力学的一个分支学科，是研究岩体在各类力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。熟悉：岩体力学是地质工程、岩土工程等专业的相当重要的一门专业基础课程。比如：边坡岩体稳固性分析这章对本人的研究方向有专门大的帮忙。岩体力学效劳对象的普遍性和研究对象的侵杂性，决定了岩体力学研究的内容也必然是普遍而更杂的，效劳对象涉及到国民经济的各方面，岩体力学的任务是准确地预测岩体在应力场作用下的变形和稳固性,进而从岩体力学观点动身，选择相对优良的工程场址，避免重大事故，并为合理的工程设计提供岩体力学依据。岩

2、体力学研究方式有工程地质研究法、实脸法、教学力学分析法、综合分析法等。二、何谓岩块、岩体？试比较岩块与岩体，岩体与土有何异同点？答：（1）岩块（Rockblock或Rock）指不含显着结构面的岩石块体，是组成岩体的晨小岩石单元体。（2）岩体（Rockmass）是指地质历史进程中形成的，由岩块和结构而网络组成的，具有必然的结构并赋存于必然的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。（3）异同点：岩块和岩体均为岩石物质和岩石材料，岩体中存在复杂的天然应力和地下水。而上作为岩体的历史风化产物，与岩体主若是在物理，力学性质等方面有些不同，例如土的抗压强度，紧缩性等方面与岩体有较大不同。3、何谓岩体分类

3、？RMR分类和Q分类各自用哪些指标表示？如何求得？答：岩体分类是通过岩体的一些简单和易实测的指标，把工程地质条件和岩体力学性质联系起来归类的一种方式。其目的是通过岩体的工程分类，归纳的反映各类岩体的质量好坏，预测可能显现的岩体力学问题，为工程设计确信岩体力学计算参数、支护衬砌型式、厚度及建筑物式和施工方式的选择等提供依据。岩体地质力学分类（RMR分类）由岩块强度、RQD值、W理间距、节理条件及地下水5类参数组成。分类时，依照各类参数的实测资料，按标准别离给予评分，然后将各类参数的评分值相加得岩体质量总分（RMR）,并依节理方位对岩体稳固是不是有利作适当的修正，最后，用修正后的岩体质量总分对照岩

4、体类别及相应的不支护地下开挖的自稳时刻和岩体强度指标（C、中）值。Q分类是指用岩体质量指标Q值对岩体进行分类，Q值概念如下：J八JnSRF等2为岩体的完整性；会表示结构面（节理）的形态、充填物特点及第二生转变程度；31147a表示水与其他应力存在时对岩体质量的阻碍。分类时，依照这6个参数的实测资料，SRF确信各自的数值，代入上式求得岩体质量指标Q值，以Q值为依据将岩体分为9类。4、试述围压对岩块变形、破坏及强度的阻碍答：有雨压作历时，岩石破坏前的应变随闱压增大而增加，岩石的塑性也不断增大，即随围东增大，岩石慢慢由脆性转化为延性。随着用压的增加，岩石的变形模量及泊松比都有必然的提高。随着围压的增

5、大，岩块从脆性劈裂破坏慢慢向塑性流动过渡，破坏前的应变也慢慢增大。五、结构面的法向刚度与剪切刚度的概念如何？各自如何确信？答：法向刚度K”是反映结构而法向变形性质的重要参数，其概念为：在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力。其大小以*-Al曲线上一点切线的斜率表示，即。确信方式是直接用实验方式求得结构而的?曲线后，在曲线上求得。剪切刚度K、是反映结构而剪切变形性质的重要参数，大小用结构面峰值前的7-曲线斜率表示，=-o由室内、现场剪切实验测得T求得。六、原位岩体的力学实验与岩块力学实验在本质上有何区别？岩体的变形性质与岩块相较有什么区别？答：（1）在地质环境方面，原位岩体存于必然

6、地质环境当中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有专门大阻碍，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全离开了原有的地质环境。（2）在力学特点方面，岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用进程,在内部的联结力较弱的层理、片理和节理、断层等切割下，形成了各类地质构造和软弱面,如不整合，褶皱，断层，管理，裂隙等等岩体是具有明显的不持续性。使岩体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远远低于岩石强度，岩体变形远远大于岩石本身，岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性：岩块的变形性质主若是单体岩石的受拉、受剪、受压，而岩体的变形性质除以上外，还包括岩体岩性、岩体倾角、断裂带、接触而等。7、试述岩体结构操

7、纵论的大体原理及其实际意义。答：岩体形成和进展进程伴随着各类内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉枳岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构而的存在使岩体具有必然的结构，其结构特性操纵着岩体的性质和变形破坏，因此，咱们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型动身。随着国民经济的进展和大型建设项目的实施，涉及到大量的地下工程建设项目，如采矿巷道、道路隧道、水电工程的地下洞室等。地下工程的一项要紧研究工作确实是分析闱岩应力重散布特点和变形破坏规律，这些都要受到岩体结构的操纵。8、试述岩体中水平天然应力的大体特点。答：岩体中的水平天然应力有以下大体特点：1)水平天然应力以压应力为主，显现拉应力者甚少，

8、且多具局部性质；2)大部份岩体中的水平天然应力大于铅直应力：3)岩体中的水平应力具有强烈的方向性和各向异性；在单薄的山体、谷坡周围和未受构造变更的岩体中，天然水平应力均小于铅直应力。在很薄的山体中，乃至能够显现水平压力为零的极端情形。9、试述粗糙起伏无充填结构面的剪切强度特点。有一节理面的起伏角1=20,大体摩擦角5=35。，两壁岩石的内摩擦角(p=40,C=10Mpa,做出节理面的剪切强度曲线。解：这种结构面的大体特点是：具有明显的粗糙起伏度，这是阻碍结构面抗剪强度的一个重要因素，在无填充的情形下，由于起伏度的存在，结构面的剪切破坏机理因法向应力大小不同而异。由题中所给出的条件，可考虑采纳规

9、那么锯齿形结构面模量模型。计算公式如下:Tgtan(b+i)=oz=c/tan(b+i)+tan=绘得其抗剪强度曲线如以下图所示：T/3=40b+i=55O10、岩石的抗压强度与抗拉强度哪个大，什么缘故？答:岩石的抗压强度远大于抗拉强度。阻碍岩块抗拉强度的因素与抗压强度的大体相同,也包括岩石本身性质和实验条件两个方面，但起决定作用的是岩石本身的性质方而的因素。因为抗拉对间隙最为灵敏，而岩石是缺点多、孔隙和裂隙较为发育的材料，相对而言，间隙对岩块抗压强度的阻碍小的多；另外，拉应力具有弱化强度效应，这也是抗压强度远大于抗拉强度的一个重要缘故。11、某岩块的剪切强度参数为：C=50Mpa,0=60,

10、设岩石强度服从莫尔直线型强度理论。如用该岩石试件做三轴实验，当围压。3和轴压6别离加到50Mpa和700Mpa后，维持轴压不变，慢慢卸除围压cn,问围压卸到多少时，岩石试件破坏？解：设破坏时的临界围压值为b.,那么有5=b3m吆2（45。+。）+2ag（45。+）求得分”=23.46MPa即用压卸到时，岩石试件破坏。12、假定岩石中一点的应力为：Gl=,Q3=,室内实验测得的岩石单轴抗拉强度6=，剪切强度参数C=30Mpa,tgO=,试用格里菲斯判据和库仑一纳维尔判据别离判定该岩块是不是破坏，并讨论结果。解：1：依照格里菲斯判据：因为,+3b.=61.234.2=27/WPa0,故采纳表达式包

11、二色匚=8判定是不是破坏，通过计算，以二匚=105.8MPc后89，岩/+b+cr3石破坏。2：依照库仑一纳维尔判据：b丽=?（!/二MPaXf=tg（p）,故有6,”,岩块可不能破坏。由此能够看出，同一岩块用不同的破坏判据得出的结果有不同，在判定岩石是不是破坏时，要依照岩石类型选择适合的破坏判据。13、某裂隙化安山岩，通过野外调查和室内实验，已知岩体属质量中等一类，RMR值为44,Q值为1,岩块单轴抗压强度6=75Mpa,薄膜充填节理强度为:哂=15。、CJ=O,假定岩体强度服从Hoek-Brown体会准那么，求：（1）绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线（法向应力范围为0lOMpa）；（2）绘出该岩体Cm和Om随法向应力转变的曲线（法向应力范围为0-）；查表得 A二，B=, T=，o =0-10Mpa,解：一、依照Hoek-Brown体会准那么T=A（yT）li,取。二0,1，2lOMpa,计算得的