岩体力学复习题

岩体力学复习题一、解释下列术语1、原生结构面2、原岩应力3、蠕变4、脆性破坏5、围岩压力6、松动压力和变形压力7、RQD8、RMR9、应力解除法10、普通支护11、锚喷支护12、软岩简答题2、岩石力学研究领域岩石力学的主要领域：（1）基本原理，包括岩石的破坏、断裂、蠕变以及岩石内的应力、应变理论等研究。（2）实验室试验和现场（原位）试验，包括各种静力和动力方法，测定岩块和岩体在静力和动力作用下的形状以及岩体内的初始应力。（3）实际应用方面，包括地表岩石地基、地表挖掘、地下洞室、光面破碎、岩爆等问题。1、岩石力学的定义岩石力学是研究岩石的力学形态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科。具体而言，研究岩石在荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性等问题。简答题3、岩石力学的研究方法岩石力学的主要领域：（1）工程地质研究法（2）实验法（3）数学力学分析法（4）综合分析法4、岩石的物理性质（1）岩石是由几相组成的？固相、液相和气相。（2）岩石的常用物理指标有：重度、比重、孔隙率、吸水率。一般容重、比重越大，岩石的抗压强度越高，孔隙率或吸水率越大，岩石的抗压强度越低。5、岩石结构（1）何谓结构面：结构面按成因分为几类？研究结构面的性质应从哪些特征入手。结构面是指岩体中的各种地质界面，包括物质分界面和不连续面，如层面和断层面。结构面按成因分为：原生结构面（层理、层面、软弱夹层等）、构造结构面（断层、节理裂隙）、次生结构面。研究结构面时应注意其规模、物质组成及结合状态、连续性、密集程度等。（2）RMR岩体工程分类方法：考虑各种因素综合分析后对岩体的工程性质和性能作出质量判定。它首先考虑了组成岩石材料的抗压强度，岩石的RQD值、节理间距、节理状态以及地下水状况，其次根据节理、裂隙产状变化对以上判断所得的节理进行修正。这种分类法考虑因素全面，但在实际工程中，岩体的稳定性与地应力场的具体分布密切相关，该方法没有考虑。6、岩石的蠕变性质有何异同点？蠕变：在恒定应力或恒定应力差的作用下，变形随时间增长的现象称为蠕变。7、岩体按结构类型共分成哪几大类？各有何特征？中科院地质研究所岩体分类法，按结构分五大类。（P120）8、格里菲斯强度理论的基本要点是什么？9、试论述岩石强度准则及适用条件。14、岩质边坡有哪几种破坏类型，各有何特征？15、按经验不利于岩坡稳定的条件有哪些？16、岩坡稳定性分析方法有哪些？极限平衡法的原理是什么？10、用曲线表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出有哪几个不同阶段？11、喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？喷射混凝土的厚度是否越大越好？为什么？三、计算题1、将一岩石试件进行三向抗压试验，当测压2=3=300kg/cm^2时，垂直加压到2700kg/cm^2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算：（1）内摩擦角；（2）破坏面上的正应力和切应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm^2，试用莫尔圆表示该试件内任意一点的应力状态。2、某圆形隧道的硐径为5m、埋深（隧道轴线的埋深）为610m，上覆岩层的平均密度为3g/cm^3、泊松比为0.25.如果原始地应力为自重应力，试求：（1）初始水平地应力（2）由于隧道施工而引起的硐壁周壁上的附加应力（按照=0°，10°，20°，…，90°），画出重分布应力随的变化曲线。（3）计算=0°，=90°时视为围岩的径向应力和切向应力，并画出响应的土性，确定距离隧道轴线多远时才近似与初始地应力区。3、某工程岩体主要是白云质灰岩，实验室测得岩块的单轴抗压强度为31MPa，纵波速为3815m/s。现场测得的纵波速为3216m/s。求岩体的抗压强度。准岩体抗压强度：岩体完整系数4、由某工程采集的岩样进行常规三轴压缩试验，结果为：围岩/MPa13579强度/MPa7.5116.3125.5033.1542.26已测得岩体的强度折减系数=0.61，求岩体的单轴抗压强度和围压为3.15MPa时的抗压强度和抗剪强度。135795、现场测得的岩体纵波波速为4167m/s，岩体的密度为2445kg/m3。室内测得的岩石试件纵波波速3536m/s。求这种岩体的弹性模量。某地下工程岩体的勘探后得到如下资料：单轴饱和抗压强度：岩石坚硬，但岩体较破碎,岩体的纵向波速岩石的弹性纵波波速：工作面潮湿，有的地方出现点滴出水现象；有一组结构面，其走向与巷道轴线夹角大约为25°，倾角为33°。没有发现极高应力现象。按我国工程岩体分类标准，该岩体的基本质量级别和考虑工程基本情况后的级别。6（1）计算岩体的基本质量指标检验限制条件：取取（2）查表（岩体基本质量分级表）该岩体基本质量级别为Ⅲ级。（3）计算岩体的基本质量指标的修正值初始应力状态修正系数修正系数主要结构面产状修正系数地下水影响修正系数（4）查岩体的基本质量分级表该岩体基本质量级别最终确定为Ⅳ级。砂性土质隧道，埋深h=40m，围岩重度=20kN/m^3,内摩擦角=28°，隧道宽度6m，高8m，确定围岩压力。解：令侧压力系数=1.0隧道顶部垂直压力：水平压力：7在图中，求此边坡的稳定安全系数。8已知探明某岩石边坡的滑动面AB。坡顶裂缝BC深15m，裂缝内水深Zw=10m，坡高h=15m，坡角=60°，岩石重度=25kN/m^3，滑动面粘聚力c=80kPa，坡顶倾角=28°，内摩擦角=26°，求此边坡的稳定系数。9某一滑坡下卧稳定基岩，断面如下图所示。滑块重量分别为W1=700kN，W2=2400kN，W3=1500kN，W4=1800kN。外荷载P1=900kN，P2=500kN，分别作用在第一块、第二块上，，其作用线通过相应块的重心。滑动角1=40°，2=20°，3=-5°，4=10°。滑动面上摩擦角均为15°，粘聚力为5.0KPa。滑块长度l1=15m，l2=15m，l3=9m，l4=14m。试计算滑坡推力并判断其稳定性（安全系数Fs）能否达到1.5?10WiThet'Thet'lifificEiEi+11600400.69777815150.2616675624.68562900200.34888915150.2616675186.5262811.2121500-5-0.087229150.2616675-575.851235.3601800100.1744444150.2616675-182.32753.0343该岩坡是不稳定的。WiThet'Thet'lifificEiEi+11600400.69777815150.2616675/375934888915150.2616675/3211.5262970.65871500-5-0.087229150.2616675/3-560.851409.8081800100.1744444150.2616675/3-175.66234.148安全系数=1.5，某一滑坡下卧稳定基岩，断面如下图所示。滑块重量分别为W1=700kN，W2=2400kN，W3=1500kN，W4=1800kN。外荷载P1=900kN，P2=500kN，分别作用在第一块、第二块上，，其作用线通过相应块的重心。滑动角1=40°，2=20°，3=-5°，4=10°。滑动面上摩擦角均为15°，粘聚力为5.0KPa。滑块长度l1=15m，l2=15m，l3=9m，l4=14m。试计算滑坡推力并判断其稳定性（安全系数Fs）能否