发布时间 : 星期六 文章《岩石力学》习题汇总及答案 - 图文更新完毕开始阅读e4cc1a4dcf84b9d528ea7adf
试验时，先加垂直荷载P，再加水平力T，至达到Tmax，ζ=P/A，η=T/A。
加T时，不断观察上下匣式样的相对水平位移以及垂直位移，绘制η与水平位移δh，垂直位移δv和水平位移δh 的关系曲线。得到了ηmax，即ηf；用相同的试样，不同的ζ进行多次试验，即求出不同ζ下的抗剪断强度，绘制ηf—ζ关系曲线。
2. 岩石的破坏准则的适用条件。
最大正应力理论（郎肯理论）：只适用于单向状态及脆性岩石在某些应力状态中受拉的情况（如二向应力状态）。 最大正应变理论：脆性材料
最大剪应力理论：适用于塑形岩石，不适用于脆性岩石，且没有考虑ζ2的作用。 八面体剪切理论（冯—米赛斯破坏条件）：适用于塑性材料。
M—C：适用于塑性岩石，脆性岩石的剪切破坏，不适用于拉断破坏，膨胀，蠕变破坏。 3. 格里菲思准则的基本思想及假定，修正的准则主要考虑何种因素进行修正？
基本思想：材料内部存在着许多细微裂隙，在力的作用下，这些细微裂隙的周围，特别是缝端，可以产生应力集中现象。材料的破坏往往从缝端开始，裂缝扩展，最后导致材料的完全破坏。 假定：1、物体内部随机分布许多裂隙。 2、所有裂隙都张开，独立。 3、裂隙短命呈扁平椭圆状态
4、在任何应力状态下，裂隙尖端产生拉应力集中，导致裂隙沿着某个有利方 向进一步扩展。
5、最终在本质上都是拉应力引起的岩石破坏。 修正：考虑裂隙间的摩擦条件。 4. 结构面的方位对强度的影响：
当结构面平行于ζ1时以及结构面法线与ζ1成θj角时，在ζ3固定的条件下，ζ1可以无限增大，结构面不致破坏，而岩石的破坏是由于岩石内部的材料的破坏；
当结构面的倾角β满足θj<β<90?时，才可能沿着结构面发生破坏。 5. 扩容现象的解释：
扩容分3个阶段：①轴向应力ζ1较小时，岩石符合线弹性材料的性状，体积应变是具有正斜率的直线，这是由于ε1>|ε2 +ε3|,即体积随压力的增加而减小。②当应力大约达到强度的一半时，体积应变开始偏离线弹性材料的直线，随着应力的增高，这种偏离的程度也越来越大。③在接近破裂时，偏离的程度变得很大，使得岩石在压缩阶段的体积超过其原来的体积，产生负的压缩体积压缩体积应变，即扩容。 6. 用弹性单元和粘性单元绘制Maxwell模型和Voigt模型以及它们的广义模型。 7. 测试岩体应力的两种方法以及区别：
应力解除法，应力恢复法 8. 塑性松动圈的形成过程：
ζθ与初始应力p0成正比，而初始应力又随着深度z成比例的增大，当洞室很深是，z很大，则p0=rz也就很大，ζθ也随之增大，而ζr变化不大，在洞壁上为0，①ζθ>Rc时，洞室周围开始破裂。②应力差ζθ-ζr达到某一极限值ζ0时，洞壁岩石进入塑性平衡状态，产生塑性变形。③洞室周边破坏后，该处围岩的应力降低，加之新开裂处岩体在水和空气影响下加速风化，岩体向洞内产生塑性松胀。④塑性松胀使得原来由洞边附近岩石承受的应力转移一部分给邻近的岩体，邻近岩体也产生塑性变形。⑤应力足够大时，塑性变形的范围是向围岩深部逐渐扩展的，使得洞室周围形成一个圈，即塑性松动圈。 9. 芬纳公式与卡柯公式的区别和联系。
芬纳公式的假定：①不考虑单元体重力作用，②r=R范围内出现塑性松动区，③塑性平衡条件下，不考虑粘聚力的影响，④在弹塑性交界面上满足应力连续。
卡柯公式的假定：①在r=R范围内出现塑性区，②塑性圈区考虑了岩体的自重作用，③塑性圈与弹性岩体脱落。 10. 新奥法的基本原理：
应用岩石力学的基本理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。 11. 崩塌和滑坡的区别和联系：
①崩塌发生之后，崩塌物常堆积在山坡脚，呈锥形体，结构零乱，毫无层序，而滑坡堆积物常具有一定的外部形状，整体性较好。
②崩塌体完全脱离土体；滑坡体很少完全脱离土体。
③崩塌发生后，崩塌物的垂直位移量远大于水平位移量，重心位置降低了许多；滑坡体的水平位移量大于垂直位移量，重心位置降低不多。
④崩塌堆积物表面不见裂缝分布；而滑坡体表面，尤其是新发生的滑坡体表面，具有很多一定规律的纵横裂缝。 12. 岩坡的平面滑动：
一般条件： ①滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行（+20?范围内）。
②滑动面必须在边坡面露出，即滑动面的倾角β必小于坡面的倾角α ③滑动面的倾角β必大于该平面的摩擦角θj
④岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面，以定出滑动的侧面边界。 假定： ①滑动面及张裂缝的走向平行于坡面。 ②张裂缝垂直，其中充水深度为zw。
③水沿张裂缝底进入滑动面渗漏，张裂缝底与坡趾间的长度内水压力按线性 变化至0。
④滑动块体重量W、滑动面上水压力U、张裂缝中水压力V三个均通过滑动的重心，即没有使岩体转动的力矩，破坏只是由于滑动。 计算：
1. 岩体物理指标的概念及换算。 2. 水平洞室围岩应力计算。 3. 有裂隙围岩应力的计算。 4. 岩基抗滑稳定计算的推导。 5. 塑性松动圈的计算。
6. 名词解释
1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度
8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论 18、 极限强度19、 蠕变 20孔隙比21、法向刚度22、围岩应力 23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、 长期强度27、 围岩28、主应力29、主平面30、 结构面31、 滑坡 32、 塑性 33、 围岩抗力系数34、变形模量35、 弹性模量 36、 动弹性模量37、 天然应力 38、强度曲线39、 内摩擦角40、 切线模量41、 岩体力学42、 单轴抗压强度 43、 重分布应力44、 围岩压力45、 围岩抗力46、 强度47、 弹性极限48、 强度极限 49、 脆性破坏50、 渗透系数51、软化系数52、 割线模量53、 爬坡角54、 岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、 初始模量59、 抗冻系数60、 岩爆61、 泊松比 62、 强度包络线 63、 普氏系数 64、 自然平衡拱65、 RQD66、 格里菲斯强度理论67、 单轴抗压强度68、 横波 69、 纵波70、 围岩压力 71、 饱和吸水率 72、 法向刚度 二，填空
1． 表征岩石抗剪性能的基本指数是（ ）和（ ）。
2． 如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是（ ）和（ ）。
3． 岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的增加，变形总量逐次（ ），变形增量逐次（ ）。 4． 所谓洞室围岩一般是指洞室周围（ ）倍半径范围内的岩体。
5． 边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（ ）、（ ）和（ ）三种类型。 6． 垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（ ），弹性模量（ ）；顺层面加压时的抗压强度（ ），弹性模量（ ）。 7． 莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（ ）应力和（ ）应力有关，而与（ ）应力无关。
8． 岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于（ ）的；而破坏面又总是与中间主应力（ ）。
9． 不论何种天然应力条件下，边坡形成后，在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面（ ），最小主应力作用方向与边坡面（ ）。
10． 主要的岩体工程分类有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。 11． 水对边坡岩体的影响表现在（ ）、（ ）和（ ）。 12． 天然应力场的主要成分有（ ）、（ ）和（ ）。
13． 地质结构面对岩体力学性质的影响表现在（ ）和（ ）。
14． 结构面在法向应力作用下，产生（ ）变形，其变形性质用指标（ ）表征。 15． 岩石抗拉强度的试验室方法有（ ）和（ ）。 16． 地质结构面按力学条件可分为（ ）和（ ）。
17． 岩体结构类型可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 18． 岩体的强度处在（ ）强度与（ ）强度之间。 19． 结构面的线连续性系数是在（ ）至（ ）变化的。
20． 水对岩石力学性质的影响表现在（ ）、（ ）和（ ）。 21． 格里菲斯强度理论认为材料破坏的原因是（ ）。 22． 八面体强度理论认为材料破坏的原因是（ ）。
23． 有一对共轭剪性结构面，其中一组走向为N30E，而另一组为N30W，则岩体中最大主应力方向为（ ）。如果服从库仑－纳维尔判据，则岩体的内摩擦角为（ ）。
24． 软弱夹层的基本特点有（ ）、（ ）、 ）、（ ）和（ ）。
25． 岩体中逆断层形成时，最大主应力方向为（ ），最小主应力方向为（ ）。 26． 原生结构面据其成因中划分为（ ）、（ ）、（ ）。 27． 表征岩块变形特性的指标有（ ）和（ ）。
28． 根据库仑强度理论，最大主应力与破裂面的夹角为（ ）。 29． 据岩体力学的观点看，岩体的破坏类型有（ ）和（ ）。 30． 岩体中的结构面据其地质成因分为（ ）、（ ）和（ ）。 31． 岩体中一点的水平天然应力与铅直天然应力之比称为（ ）。
32． 岩体中正断层形成时的应力状态是：最在主应力方向为（ ），最小主应力方向为（ ）。 33． 均质各向同性的连续岩体中的圆形洞室洞壁上一点的剪应力为（ ）。 34． 洞室围岩压力的基本类型有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。
35． 边坡形成后，边坡表面岩体中的最大主应力作用方向与边坡面（ ），最小主应力作用方向与边坡面（ ）。
36． 岩体是由（ ）和（ ）两个最基本的要素组成的。
37． 根据边坡岩体面形态、数目、组合特征把岩体边坡的破坏类型划分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 三，判断
1． 石英砂岩的强度随石英颗粒的含量增加而增大。（ ） 2． 相邻两条结构面的垂直距离就是结构面的密度。（ ） 3． 一般情况下，岩体的强度可以用岩块的强度来代替。（ ）
4． 从岩体本身性质来分析，可以用连续介质理论来解决岩体力学问题。（ ） 5． 岩石的泊松比是指单向压缩条件下，侧向应变与侧向应力之比。（ ） 6． 结构面的密度不随方向而变化。（ ）
7． 边坡岩体坡面一点的最大主应力是垂直于坡面，而最小主应力则平等于坡面，且都不为零。（ ） 8． 单位体积内岩石的质量定义为岩石的颗粒密度。（ ） 9． 天然铅直应力是随深度增加而增大的。（ ）
10． 一般情况下，岩块的三轴压缩强度比抗压强度大。（ ）
11． 岩块在单轴受压条件下，能承受的最大主应力叫岩块的强度。（ ）
12． 在普通试验机上测出的应力－应变关系，就是岩石的应力－应变全过程曲线。（ ） 13． 岩块的弹性模量可以用作用于它上面的应力与位移之比来表示。（ ） 14． 坡度影响边坡应力轨迹形式。（ ）
15． 岩体作为力学介质研究时，其与钢、混凝土等人工力学介质的根本区别在于岩体中有天然应力、多裂隙交切及是三相介质。（ ）
16． 岩体中地下水的水压力效应，使岩体中结构面抗剪强度增大。（ ） 17． 可能滑动面上可供利用力与抗滑力之比值定义为稳定性系数。（ ） 18． 研究的岩体实际上是已经受过破裂和变形的地质体。（ ） 19． 天然中铅直应力一般随深度增加而增大。（ ）
20． 在普通试验机上测出的应力与应变的关系，就是岩石应力－应变全过程曲线。（ ） 21． 饱水岩样的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。（ ） 22． 岩体的强度就是岩块的强度。（ ）
23． 从岩体本身性质分析，可用连续介质力学理论解决岩体力学问题。（ ） 24． 在荷载作用下，结构面抵抗破坏的最大能力叫做剪切强度。（ ） 25． 一般情况下岩块的抗压强度随加荷速度的增大而增大。（ ） 26． 三向受压条件下，岩石破坏前的应变比单向受压要大。（ ）
27． 饱水岩体的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。（ ） 28． 在荷载作用下，结构面抵抗破坏的最在能力叫剪切强度。（ ） 29． 一般来说，岩块的单轴抗压强度随加荷速度的增在而减小。（ ） 30． 地下洞室洞壁支护的目的是不让洞壁围岩向洞内产生位移。（ ） 四，问答
1、对岩石进行单轴抗压试验，如果发生剪切破坏，破坏面是否一定是试样中的最大剪应力面？为什么？如果发生拉断破坏，此时的抗压强度是否即为抗拉强度？为什么？
2、什么叫岩石？什么叫岩体？两者主要区别在哪里？又有何关系？ 3、什么是岩体的弹性模量？什么是岩体的变形模量？试用图加以说明。 4、岩体的静力弹性模量与动力弹性模量哪个大？为什么？ 6、岩石的动力强度与静力强度那个大？为什么？
7、岩体中应力波波形通常以哪些参数来标记？试用图说明。
8、应力波对物体的效应，与刚体动力学与弹性理论有什么区别？为什么声波法或地震法可以用来测定岩体的某些动力学参数？确定哪些参数？
9、巷道道护形式的选择与地压活动类型有无关系？试举例说明之。
10、岩石在单轴压缩下的应力－应变曲线有哪几种类型？并用图加以说明。 11、岩石与岩体的主要区别在哪里？以及其强度之间的关系是怎样的？
12、试分别从地质和工程两个方面，简要叙述影响围岩压力的一些主要因素是什么？
13、试用莫尔应力圆画出：（1）单向拉伸；（2）单向压缩；（3）纯剪切；（4）双向压缩；（5）双向拉伸。 14、常用的岩石强度指标有哪几种？