682#岩体力学.docx

682#岩体力学.docx

《682#岩体力学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《682#岩体力学.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

682#岩体力学

一、填空题

1.岩石按成因可分为三大类：

岩浆岩，沉积岩，变质岩。

2.测量岩石抗拉强度目前常用的四种方法是：

破裂法，直接测定，间接实验法测定，不规则试件测定法。

3.某钻孔的长度为250cm，其中岩芯采取总长度为200cm，而大于10cm的岩芯总长度为157cm，则岩芯取样率为200/250=80%，RQD为157/250=63%。

4.岩体的初始应力测量分直接测量和间接测量，其中直接测量法包括：

扁千斤顶法，

水压致裂法，刚性包体应力计法，声发射法；间接测量法包括：

全应力接触法，局部应力接触法，切槽接触法，平行钻孔法，。

5.洞室开挖后所产生的围岩压力是由岩体与支护结构共同承担。

二、选择题

1.大部分岩体属于。

（D）

（A）均质连续材料（B）非均质材料

（C）非连续性材料（D）非均质、非连续、各项异性材料

2.在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。

（B）

（A）h/d较大，磨擦力很小（B）h/d较小，磨擦力很大

（C）h/d的值和磨擦力的值都较大（D）h/d的值和磨擦力的值都较小

3.由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（D）。

（A）脆性材料（B）延性材料

（C）坚硬材料（D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征

4.剪胀（或扩容）发生的原因是由于（D）

（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的

（C）岩石的强度大小引起的（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的

5.劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（B）。

（A）抗压强度（B）抗拉强度

（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度

6.格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（A）。

（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏

（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏

7.岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A）。

（A）岩体中含有大量的不连续面（B）岩体中含有水

（C）岩体为非均质材料（D）岩石的弹性模量比岩体的大

8.岩体的尺寸效应是指（C）。

（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系

（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象

（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象

（D）岩体的强度比岩石的小

9.在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（C）。

（A）15~30MPa（B）<5MPa（C）5~15MPa（D）<2MPa

10.初始地应力主要包括（C）。

（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力

三、名词解释

1.裂隙度

裂隙度是岩体内某一组裂隙的总面积与与整个岩体的截面 积或体积的比值

2.岩体的初始应力

岩体的初始应力是指岩体在天然状态下所存在的内应力。

岩体的初始应力主要是由岩体的自重和地址构造运动所引起的。

3.岩体的初始应力状态

岩体的初始应力，是指岩体在天然状态下所存在的内在应力，在地质学中，通常又称它为地应力。

4.围岩

围岩是在岩石地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体

5.围岩的二次应力状态

由于工程开挖,使得围岩应力进行重新分布,产生新的围岩应力场成为围岩二次应力场

四、简答题

1.简单解释岩体的力学特征。

2.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

3.简述格里菲斯强度理论的基本思想

4.简述高地应力区常见的五种现象。

五、问答题

1.水压致裂法的方法原理及其优缺点？

2.水压致裂法的测量步骤？

四、简答题

1.简单解释岩体的力学特征。

答案：

岩体的力学特征包括：

不连续性、各项异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子的特性。

2.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

答案：

1.岩石典型流变曲线包括瞬态蠕变阶段、稳定蠕变阶段、非稳态蠕变阶段。

2.瞬态蠕变阶段：

岩石产生瞬时的弹性应变，这一应变与时间无关，该阶段卸载时会出现弹性后效现象。

稳定蠕变阶段：

应变与时间的关系近似呈直线变化，应变速率为一常数。

非稳态蠕变阶段：

岩石的应变速率剧烈增加，整个曲线呈上凹型。

3.简述格里菲斯强度理论的基本思想

答案：

格里菲斯强度理论的基本思想可归纳为一下三点：

1.在脆性材料的内部存在着许多扁平的裂纹。

2.根据理论分析，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。

3.格里菲斯认为：

当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需要的能量时，裂纹开始扩展。

4、简述高地应力区常见的五种现象。

1、岩芯饼化现象2、岩爆3、探洞和地下隧洞的洞壁产生剥离，岩体锤击为嘶哑声并有较大变形。

4、岩质基坑底部隆起、剥离及回弹错动现象。

5、野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高。

五、问答题

1.水压致裂法的方法原理及其优缺点？

答案：

方法原理：

水压致裂法是通过液压泵向钻孔内拟定测量深度处加压将孔壁压裂，测定压裂过程中的各特征点压力及开裂方位，然后根据测得的压裂过程中泵压表头读数，计算测点附近岩体中地应力大小和方向。

优缺点：

优点：

1.设备简单；2.操作方便；3.测值直观；4.测值代表性大；5.适应性强。

缺点：

地主应力方向难以确定。

2、压致裂法的测量步骤？

答案：

①打钻孔，封隔器封堵测段（液、气）；

②向测段内注射高压水，孔壁开裂，测，至3倍直径关闭，测；

③重新向测段注射高压水，重新开裂，测，恒定后测；

④重复上述②③项2—3次，获取多组数据，以求准确；

⑤封隔器卸压取出；

⑥测量水压裂隙位置、方向、大小（印模器）；

⑦室内分析处理。

一、填空题

1.表征岩石的抗风化性的三个指标为：

软化系数，岩石耐崩解指数，岩石的膨胀性。

2.岩石在单轴压缩应力作用下的两种主要破坏形态是：

圆锥形破坏，柱状劈裂破坏。

3.岩石的三种剪切强度是：

岩石的单轴抗拉强度，岩石的抗拉强度，岩石的抗剪强度。

4.反映不同种类的变形特性的应力－应变曲线常见的四种类型是：

直线型曲线，下凹型曲线，上凹型曲线，S型曲线。

5.围岩压力的四种类型是：

松动围岩压力，变形围岩压力，膨胀围岩压力，冲击与撞击围岩压力。

6岩石介质三种基本的力学模型是：

弹性介质模型，粘弹性介质模型，塑性介质模型。

7.莫尔强度理论假设岩石的强度值与中间主应力σ2的大小无关。

二、选择题

1、岩石与岩体的关系是（B）。

（A）岩石就是岩体（B）岩体是由岩石和结构面组成的

（C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分

2.岩石的抗压强度随着围岩的增大（A）。

（A）而增大（B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变

3.岩石的吸水率是指（B）。

（A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比

（B）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比

（C）岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比

（D）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比

4.在岩石抗压强度试验中，若加荷速率增大，则岩石的抗压强度（A）。

（A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判断

应力分布范围基本一致

6.测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（B）

（A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验

7.在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于。

（B）

（A）岩石强度（B）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度

8.岩体的尺寸效应是指（C）。

（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系

（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象

（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象

（D）岩体的强度比岩石的小

9.在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（C）。

（A）15~30MPa（B）<5MPa（C）5~15MPa（D）<2MPa

10.初始地应力主要包括（C）。

（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力

三、名词解释

1.切割度

切割度是岩体被裂隙割裂分离的程度。

2.孔隙比

孔隙比是材料中孔隙体积与材料中颗粒体积之比。

3.孔隙率

孔隙率是指散粒状材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比例。

岩体的初始应力状态

4.岩石的自由膨胀率

岩石自由膨胀率是岩石试件在浸水后产生的径向和轴向变形分别与试件直径和高度之比。

以百分数表示。

5.围岩的二次应力状态

由于工程开挖,使得围岩应力进行重新分布,产生新的围岩应力场成为围岩二次应力场

四、简答题

1.简述影响岩石三向压缩强度的三个影响因素（除尺寸、加载速率等因素外的），并简述各个影响因素的影响效果？

2.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

3.简述格里菲斯强度理论的基本思想

4.简述弹性抗力系数对有内压力的隧洞衬砌的意义？

五、问答题

1.叙述影响围岩压力的因素？

2.叙述圆形洞室的二次应力和位移的变化特性

3.假设岩体为各项同性体，利用广义虎克定律推导侧压力系数

与泊松比

的关系表达式？

写出计算多层不同重力密度的岩体的自重初始应力表达式?

答题

1.简述影响岩石三向压缩强度的三个影响因素（除尺寸、加载速率等因素外的），并简述各个影响因素的影响效果？

答案：

三个影响因素是：

侧向压力、加荷途径、孔隙压力。

侧向压力的增大，其最大主应力也将随之增大。

加荷路径对岩石的三向压缩强度的影响并不大。

孔隙水压力降低了岩石的极限应力。

2.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

1.岩石典型流变曲线包括瞬态蠕变阶段、稳定蠕变阶段、非稳态蠕变阶段。

2.瞬态蠕变阶段：

岩石产生瞬时的弹性应变，这一应变与时间无关，该阶段卸载时会出现弹性后效现象。

稳定蠕变阶段：

应变与时间的关系近似呈直线变化，应变速率为一常数。

非稳态蠕变阶段：

岩石的应变速率剧烈增加，整个曲线呈上凹型。

3.简述格里菲斯强度理论的基本思想

答案：

格里菲斯强度理论的基本思想可归纳为一下三点：

6.在脆性材料的内部存在着许多扁平的裂纹。

7.根据理论分析，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展

8.格里菲斯认为：

当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需要的能量时，裂纹开始扩展。

4．叙述弹性抗力系数对有内压力的隧洞衬砌的意义？

答案：

围岩岩体具有一定的弹性，它被迫压缩以后，就会产生一定的弹性抗力

。

岩体的弹性抗力系数K越大，则它能产生的弹性抗力P也越大，这个弹性抗力P对衬砌的稳定是有利的。

岩体的这个弹性抗力实际上是分担了一部分内压力，使衬砌所受的内压力减少，从而起到保护衬砌的作用。

充分利用岩体的弹性抗力，就可以大大减小衬砌的厚度，降低工程造价，或者说充分发挥衬砌的作用，对衬砌的稳定有利

五、问答题

1.叙述影响围岩压力的因素？

一、地质方面的因素：

1.岩体的完整性或破碎程度2.各类结构面3.地下水的活动情况4.对于软弱岩层，其岩性、强度值

二、工程方面的因素

1.洞室的形状和尺寸2.支护结构的形式和刚度3.洞室的埋深或覆盖层厚度4.施工中的技术措施

2.叙述圆形洞室的二次应力和位移的变化特性

1）洞室的二次应力分布

随着距离r的变化，

随着r的增大而减小，

随着r的增大而增大。

围岩的二次应力状态与岩体的弹性常数E、

无关，且与径向夹角

无关，表示了在同一距离的圆环上应力相等；二次应力值的大小仅与洞室的半径和任意一点的距离的比值及初始应力值

的大小有关。

2）．洞室的径向位移

由于开挖的圆形洞室和荷载对称，使得洞室的切向位移为零，仅有径向位移。

洞室开挖引起的位移增量

不仅取决于岩体的弹性常数E，

，还与岩体的初始应力

以及洞室半径

和分析点距轴线的距离r有关。

3．假设岩体为各项同性体，利用广义虎克定律推导侧压力系数

与泊松比

的关系表达式？

写出计算多层不同重力密度的岩体的自重初始应力表达式?

岩体单元在各个方向都受到与其相邻岩体的约束，不可能产生横向变形，即

，

。

则有广义虎克定律，并令

，可以求出

及

：

由此得：

则侧压力系数为

。

岩体的自重初始应力为：

；

一、填空题

1.岩石按成因可分为三大类：

岩浆岩，沉积岩，变质岩。

2.测量岩石抗拉强度目前常用的四种方法是：

破裂法，直接测定，间接实验法测定，不规则试件测定法。

3.岩体的初始应力测量分直接测量和间接测量，其中直接测量法包括：

扁千斤顶法，

水压致裂法，刚性包体应力计法，声发射法；间接测量法包括：

全应力接触法，局部应力接触法，切槽接触法，平行钻孔法，。

4.某钻孔的长度为250cm，其中岩芯采取总长度为200cm，而大于10cm的岩芯总长度为157cm，则岩芯取样率为80%，RQD为62.8%。

5.洞室开挖后所产生的围岩压力是由岩体与支护结构共同承担。

二、选择题

1.大部分岩体属于。

（D）

（A）均质连续材料（B）非均质材料

（C）非连续性材料（D）非均质、非连续、各项异性材料

2.由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（D）。

（A）脆性材料（B）延性材料

（C）坚硬材料（D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征

3.在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。

（B）

（A）h/d较大，磨擦力很小（B）h/d较小，磨擦力很大

（C）h/d的值和磨擦力的值都较大（D）h/d的值和磨擦力的值都较小

4.劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（B）。

（A）抗压强度（B）抗拉强度

（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度

5.剪胀（或扩容）发生的原因是由于（D）

（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的

（C）岩石的强度大小引起的（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的

6.格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（A）。

（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏

（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏

7.

7.岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A）。

（A）岩体中含有大量的不连续面（B）岩体中含有水

（C）岩体为非均质材料（D）岩石的弹性模量比岩体的大

8.

9.在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（C）。

（A）15~30MPa（B）<5MPa（C）5~15MPa（D）<2MPa

10

9.岩体的尺寸效应是指（C）。

（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系

（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象

（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象

（D）岩体的强度比岩石的小

10.初始地应力主要包括（C）。

（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力

三、名词解释

1.裂隙度

裂隙度是岩体内某一组裂隙的总面积与与整个岩体的截面 积或体积的比值

2.岩体的初始应力

岩体的初始应力是指岩体在天然状态下所存在的内应力。

岩体的初始应力主要是由岩体的自重和地址构造运动所引起的。

3.岩体的初始应力状态

岩体的初始应力，是指岩体在天然状态下所存在的内在应力，在地质学中，通常又称它为地应力。

4.围岩

围岩是在岩石地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体

5.围岩的二次应力状态

由于工程开挖,使得围岩应力进行重新分布,产生新的围岩应力场成为围岩二次应力场

四、简答题

1.简单解释岩体的力学特征。

2.简述格里菲斯强度理论的基本思想

3.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

5.简述高地应力区常见的五种现象。

五、问答题

1.水压致裂法的方法原理及其优缺点？

2.水压致裂法的测量步骤？

四、简答题

1.简单解释岩体的力学特征。

答案：

岩体的力学特征包括：

不连续性、各项异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子的特性

2.简述格里菲斯强度理论的基本思想

答案：

格里菲斯强度理论的基本思想可归纳为一下三点：

9.在脆性材料的内部存在着许多扁平的裂纹。

10.根据理论分析，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展。

11.格里菲斯认为：

当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需要的能量时，裂纹开始扩展。

3.岩石典型流变曲线包括哪三个阶段？

并对每个阶段所具有的特点进行简要解释？

答案：

1.岩石典型流变曲线包括瞬态蠕变阶段、稳定蠕变阶段、非稳态蠕变阶段。

2.瞬态蠕变阶段：

岩石产生瞬时的弹性应变，这一应变与时间无关，该阶段卸载时会出现弹性后效现象。

稳定蠕变阶段：

应变与时间的关系近似呈直线变化，应变速率为一常数。

非稳态蠕变阶段：

岩石的应变速率剧烈增加，整个曲线呈上凹型。

4简述高地应力区常见的五种现象。

1、岩芯饼化现象2、岩爆3、探洞和地下隧洞的洞壁产生剥离，岩体锤击为嘶哑声并有较大变形。

4、岩质基坑底部隆起、剥离及回弹错动现象。

5、野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高。

五、问答题

1.水压致裂法的方法原理及其优缺点？

答案：

方法原理：

水压致裂法是通过液压泵向钻孔内拟定测量深度处加压将孔壁压裂，测定压裂过程中的各特征点压力及开裂方位，然后根据测得的压裂过程中泵压表头读数，计算测点附近岩体中地应力大小和方向。

优缺点：

优点：

1.设备简单；2.操作方便；3.测值直观；4.测值代表性大；5.适应性强。

缺点：

地主应力方向难以确定。

2.压致裂法的测量步骤？

答案：

①打钻孔，封隔器封堵测段（液、气）；

②向测段内注射高压水，孔壁开裂，测，至3倍直径关闭，测；

③重新向测段注射高压水，重新开裂，测，恒定后测；

④重复上述②③项2—3次，获取多组数据，以求准确；

⑤封隔器卸压取出；

⑥测量水压裂隙位置、方向、大小（印模器）；

⑦室内分析处理。