岩体力学习题集_答案[1](23页).doc

-岩体力学习题集_答案1-第 22 页岩体力学习题集一、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、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、填空题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（）。38.大部分岩体属于（ ）。（A）均质连续材料 （B）非均质材料 （C）非连续材料 （D）非均质、非连接、各向异性材料39岩石的弹性模量一般指（     ）。（A）弹性变形曲线的斜率    （B）割线模量（C）切线模量              （D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种40由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（ ）。（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41岩石的抗压强度随着围岩的增大（     ）。（A）而增大 （B）而减小 （C）保持不变 （D）会发生突变42劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（    ）。（A）抗压强度 （B）抗拉强度 （C）单轴抗拉强度 （D）剪切强度43格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（    ）。（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44岩石的吸水率是指（ ）。（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45已知某岩石饱水状态与干燥状态的单轴抗压强度比为0.78，则该岩石（ ）。（A）软化性强，工程地质性质不良 （B）软化性强，工程地质性质较好（C）软化性弱，工程地质性质较好 （D）软化性弱，工程地质性质不良46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）增大 （B）减小 （C）不变 （D）无法判断47按照库仑莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（ ）。（A）45° （B） （C） （D）60°48按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（    ）。（A）受拉破坏 （B）受压破坏 （C）弯曲破坏 （D）剪切破坏49在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（   ）（A）1/21/5 （B）1/101/12 （C）25倍 （D）1050倍50岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（    ）。（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51影响岩体质量的主要因素为（     ）。（A）岩石类型、埋深                 （B）岩石类型、含水量、温度（C）岩体的完整性和岩石的强度    （D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深52沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（     ）（A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面53岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于（ ）（A）结构面的性质 （B）结构体型式（C）岩石建造的组合 （D）三者都应考虑54初始地应力主要包括（ ）。（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、辨别正误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、问答题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？15、试述岩石力学的研究对象，研究范围和研究动态。16、采用应力解除法如何测定岩体中的应力？并用示意图表示。17、用图来表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出几个不同的阶段。18、格里菲斯强度理论的基本要点是什么？并写出该强度理论的破坏准则。19、在岩体中传播的弹性波有哪两大类型？其特征是什么？并写出半无限均质体波速与其弹性常数（弹性模量、泊松比）的关系式。20、加载速率对岩石动力强度的影响怎样？并举例说明之。21、岩石在单轴压缩下典型的应力应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。22、什么是变形模量？页岩和石灰岩的变形模量大致多少？23、什么叫滑坡？组成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它与滑坡有什么区别？24、影响边坡稳定有哪些主要因素？试举例说明。25、用应力解除法来测量岩体的原岩应力，其工序有哪些？用图示加以说明。26、什么叫真三轴试验机？什么叫假三轴试验机？27、什么叫岩块的变性模量？以“S”型应力应变曲线为例表示出岩块的几种变性模量（图加简要文字说明）。28、塑性状态下圆形巷道围岩应力分布如何？29、试简单叙述岩体力学的发展历史？你对岩体力学的发展远景如何看法？30、均质连续、各向同性的弹性岩体中开挖水平圆形洞室时，围岩中的重分布应力有何特点。31、边坡岩体最容易从哪些部位首先破坏？为什么？32、试述边坡稳定性研究的基本原则和方法。33、什么叫蠕变？用图表示蠕变的应力（）与时间（t）关系曲线。34、岩块的抗压强度与抗拉强度哪个大？为什么？35、如何获得岩体结构面的强度指标？请用解析法或图解法说明。五、计算题1、已知 x 50MPa，y 10MPa，xy 0，30°。（1）求与X轴夹角40°的EF斜面上的法向应力 n 及剪应力 n 。（2）作出相应的莫尔应力圆，并写出莫尔应力圆的方程。2、将一个岩石试件置于压力机上施加压力，直到1MPa时发生破坏。已知破坏面与最大主应力所在的平面成60°，并假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试求：（1）在正应力为零的那个面上的抗剪强度等于多少？（2）破坏面上的正应力和剪应力。3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室，已知岩体的单轴抗压强度 c=100MPa，岩体天然密度=/cm3，岩体中天然应力比值系数=1，试评价该地下洞室开挖后的稳定性。 4、设已知某地块处于简单的压缩情况，及在走向NW45°的截面上的正应力120MPa，剪应力 n 40MPa，求最大压应力的大小及其方向。5、在某矿发现石灰岩中两组铅直的剪切面，其走向分别为NE10°和NE65°，试求最大主应力的方向。6、某岩石的室内剪切试验成果如下，当正应力分别为6MPa和10MPa时，剪切强度分别为和22MPa，假设该岩石强度服从莫尔斜直线理论，试求：(1)该岩石的剪切强度参数；(2)当侧限压力3=10MPa时该岩石的三轴压缩强度。7、在地表以下200m深度处的岩体中开挖一洞径2R0=2m的水平圆形遂洞，假定岩体的天然应力为静水压力状态，岩体的天然密度=/cm3，试求：(1)洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处的重分布应力；(2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征；(3) 若围岩的抗剪强度Cm，m=30°，试评价该洞室的稳定性；(4)洞室若不稳定，试求其塑性变形区的最大半径（R1）8、某圆形水平洞室开挖于地表以下1500m深处，已知岩体为均质连续各向同性的弹性体。单轴抗压强度c=100MPa，岩体的密度为/cm3，岩体的天然应力比值系数1。试评价该洞室开挖后的稳定性。9、若1为最大主应力，3为最小主应力，C为粘聚力，为岩石的内摩擦角，导出以极限主应力表达的岩石强度方程。10、在均质、连续、各向同性的岩体中，测得地面以下100m深度处的天然应力为V=26MPa，H，拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道，半径R0=3m，试求：(1)沿=0°和=90°方向上重分布应力（r、）随r变化的曲线；(2)设岩体的Cm，m=30°，用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度 。11、已知岩块C=10MPa，=60°，用库仑莫尔准则计算当围压为0和5MPa时试件破坏时的轴压。12、有一个花岗岩岩柱，该花岗岩抗剪强度指标：凝聚力C=20MPa，30°。岩柱的横截面积A=5000cm2，柱顶承受荷载p30MN，自重忽略不计。(1)试问：是否会发生剪切破坏？(2)若岩柱中有一软弱结构面，其法线与轴线成75°角，试问：是否会沿此面发生破坏？13、某矿石灰岩试验成果如下：其单向抗压强度c=10MPa；当侧压力1230MPa，其破坏时1=210MPa；当侧压力2360MPa时，其破坏时1320MPa。试问，当侧压力2350MPa时，其破坏时的最大主应力1应等于多少？14、 某岩石室内抗剪试验成果为当正应力分别为6MPa和10MPa时，剪切强度为和22MPa。设岩石强度服从直线型莫尔强度判据：求该岩石的抗剪强度参数（C、值）；当侧限压力3为5MPa时，求该岩石的三轴压缩强度（1m）。15、闪长岩的单向抗拉强度t=24MPa；单向抗压强度c=142MPa。当抗剪强度=42MPa时，试求破坏面的方向及正应力，最大主应力和最小主应力各等于多少？16、某矿石英砂的试验成果，其单向抗拉强度t=16MPa,单向抗压强度c=120MPa，试求该岩石的抗剪强度的C、值。17、安山岩的单轴抗压强度c=100MPa。当该岩石进行三轴试验时，当侧压力2320MPa，岩石的三向抗压强度1260MPa。计算内摩擦角和凝聚力c；18、在石灰岩层中开一圆形洞室，半径a=，埋置深度H800m，石灰岩的单轴抗压强度c=40MPa，内摩擦角32°，岩石容重/cm3，为了便于比较，分别用芬纳公式，修正芬纳公式和卡斯特纳公式计算塑性区的半径R，以及塑性圈的厚度。19、某部门拟在地表下1500m处深度开挖一断面为圆形的洞室，已知岩体的极限抗压强度c=100MPa，岩体的天然容重=/cm3，岩体的天然应力比值系数1，试评价开后地下洞室的稳定性。20、在某结晶岩体中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，洞的埋深为2000m，岩体的平均密度/cm3，假设岩体中的天然应力比值系数k=1，试求：(1)0°方向洞壁一点A和距洞壁3m处B点的重分布应力值；(2)若已知围岩的剪切包络线为斜直线，且C5MPa，30°，试判断A、B两点是否会破坏？21、已知岩石的单轴抗拉强度t=15MPa。试用格里菲斯强度曲线来判断裂隙在侧压力320MPa时，裂隙进一步破坏的最在主应力1等于多少？它是属于何种强度条件下的破坏？22、已知岩石试件的凝聚力C，其内摩擦角38°，试用库仑准则和格里菲斯理论求其单向抗压强度。23、已知某采场围岩的力学指标：c=100MPa，t=-20MPa，凝聚力C45MPa，内摩擦角48°，若该采场顶板某点主应力1200MPa，310MPa。试求：（1）由莫尔库仑强度理论判断，该点是否会破坏？（2）由格里菲斯强度理论判断，该点是否破坏？（3）若会破坏，它们破坏面与最大主应力的夹角是多少？24、圆形隧道的半径a=，埋藏深度H100m，岩石容重/cm3，泊松比。（1）试绘出=0、/2处隧道围岩的径向和切向应力分布图，与隧道周边的距离等于多少时才是原岩应力。（2）试绘应力集中系数图，分析最大应力集中在什么位置。（3）分析应力分布特点是什么？（4）假若侧压系数0时应力分布图又如何？25、已知大理岩单向抗压强度c=80MPa，内摩擦角 25°，试计算侧压为40MPa时，其三轴抗压强度为多少？26、已知白云质灰岩通过弹性波测量，其纵波速度Vp=5500m/s，横波速度Vs=3300m/s。岩体的容重=/cm3，泊桑比。试求岩体的动弹性参数。27、圆形洞室半径a=，埋藏深度H120m，岩石容重/cm3，泊松比，侧压系数，岩体的弹性模量E2×104MPa。试求硐顶和硐壁的应力以及位移。28、在坚硬的岩体中开挖一个近似椭圆形洞室，硐跨2a=8m，硐高2b=12m，硐体埋藏深度H200m，岩体容重=/cm3，泊松比，岩石单轴抗压强度c=96MPa，求洞室是否稳定。29、某矿表土深度为150m，表土的平均容重/cm3，粘聚力C0，内摩擦角20°，岩体的平均容重/cm3，岩体的泊松比。试求离地表深度150m处表土内的自重应力以及300m深度处的原岩自重应力，并作出应力圆。30. 已知岩样的容重=3，比重，天然含水量(同土力学概念)，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。31. 有一长、截面积2的大理岩柱体，求在环境温度骤然下降40条件下，岩柱散失的热量及因温差引起的变形大小？(已知大理岩石比热，线膨胀系数)。32.在由中粒花岗岩构成的工程岩体中，有三组原生节理互成直角相交，各组节理的间距分别为20cm、30cm和40cm，试计算裂隙频率和结构体的大小，并判断该岩体属于哪种结构类型。 33.据现场观测，中粒花岗岩体中节理均呈微张开(宽度小于1mm)，节理面有轻度风化，但保持潮湿状态，又实测点荷载指数为，如按最有利的条件开凿直径5m的隧洞，试估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。 34.将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。 3)在上述试验中与最大主应力平面成30°夹角的那个平面上的抗剪强度。 4)破坏面上的正应力和剪应力。 5)预计一下单轴拉伸试验中的抗拉强度。 6)岩石在垂直荷载等于零的直接剪切试验中发生破坏，试画出这时的莫尔圆。 7)假若岩石的抗拉强度等于其抗压强度的10%，你如何改变莫尔包络线去代替那种直线型的破坏包络线。8)假若将一个直径为8cm的圆柱形试件进行扭转试验，试预计一下要用多大的扭矩才能使它破坏？35.将直径为3cm的岩心切成厚度为的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到10000N时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。 36.岩石试件的单轴抗压强度为130MPa，泊松比。 1)岩石试件在三轴试验中破坏，破坏时的最小主应力为130MPa，中间主应力为260MPa，试根据八面体剪应力理论的破坏准则推算这时的最大主应力；2)根据最大正应变理论的破坏准则，回答1)提出的问题。 习题3-4 上题中，设，kPa，垂直应力kPa。在这岩体内开挖一个洞室，必须对边墙施加150kPa的水平压力才能使边墙稳定，试推算节理面上的孔隙水压力。 37.用直径为5cm、高度为10cm的圆柱形粘土岩试样进行单轴压缩试验，已测得的轴向力和变形量如表4-7所示，试计算相应于弹性变形的E和。轴向力(N)轴向压缩量(mm)侧向膨胀量(mm)轴向力(N)轴向压缩量(mm)侧向膨胀量(mm)000060025001000500015006000200007000250075000025007500300090004000100005000038.在用地震波法动力测试中，已经测得纵波波速，横波波速，设岩体的密度，试计算E和。 39.在圆形试验洞的洞壁上的测点1处进行应力测量(用应力解除法)，应变花按等边三角形布置，见题5-1图中黑粗线，其中有一应变元件布置成与z轴平行量测(见题5-1图)。今测得三个方向的应变为：，已知岩石的弹性模量E=4×104MPa，泊松比=。 1)试求测点1处的大小主应变、以及它们的方位。 2)试求大、小主应力、。 3)试求该点处的纵向应力(即沿z方向的法向应力)。4)今在与点1同一横断面上的测点2处测得切向应力=，试求岩体的初始应力和。40.某地拟开挖大跨度的圆形隧洞，需事先确定开挖后洞壁的应力值。为此在附近相同高程的试验洞内作了岩体应力测量工作，测得天然应力为：MPa，=2MPa，试求开挖后洞壁A、B、C三点的应力。41.在上题中，将洞室改为宽高比B/h=的椭圆洞室，试计算相应点A、B的应力；其次改为B/h=2的椭圆洞室，计算相应点A、B的应力，试讨论三种情况中哪一种最有利，哪一种最不利。42.今在的均质石灰岩体地表下100m深度处开挖一个圆形洞室，已知岩体的物理力学性指标为：kN/m3，C，=36°试问洞壁是否稳定？43.设有一排宽度为15m、高度h=的圆角矩形洞室。它们的间距(中心到中心)为25m。这排洞室在均质、各向同性的砂岩中的300m深度处。岩体的物理力学性指标为：=25.6kN/m3，抗压强度=100MPa，抗拉强度=10MPa，泊松比=，试求洞群的安全系数。 44.在地下50m深度处开挖一地下洞室，其断面尺寸为5m×5m。岩石性质指标为：凝聚力c=200kPa，内摩擦角，容重=25kN/m3，侧压力系数。已知侧壁岩石不稳，试用太沙基公式计算洞顶垂直山岩压力及侧墙的总的侧向山岩压力。 45.某圆形隧洞直径8m，围岩裂隙很发育，且裂隙中有泥质填充。隧洞埋深为120m，围岩的力学指标为：c=400kPa，=40°，考虑到隧洞衬砌周围的回填不够密，凝聚力和内摩擦角均有相应的降低。 1)试求塑性松动圈子的厚度(取c0=c)；2)试求松动压力。46.设有一直墙拱顶地下洞室，围岩中有一组结构面，其倾角=46°。结构面的强度指标为=0，=40°。结构面上的孔隙水压力=200kPa。已知洞室侧壁垂直应力为=1MPa，洞顶的水平应力=500kPa，问侧壁和洞顶是否稳定，若不稳定，则进行支护，洞壁支护和洞顶支护上的压力各为多少？47.在岩石中开挖一圆形洞室，其半径，用喷混凝土层支护。混凝土抗压强度为24MPa，已知=，求喷层厚度。 48.有压隧洞的最大内水压力=，隧洞(内)半径为，用厚度为的混凝土衬砌。已知混凝土的弹性模量=×104MPa，泊松比。岩石的弹性模量=×104MPa，泊松比=。试求： 1)离中心处的衬砌内的应力；2)离中心处的围岩附加应力。49.有压隧洞的最大内水压力=，隧洞直径为4m，用厚度为的混凝土衬砌，已知混凝土的弹性模量=×104MPa，泊松比=，岩石弹性抗力系数(注意：即半径为1m时的k)=5000MPa/m，试求离隧洞中心5m处的附加应力。50.设岩基上条形基础受倾斜荷载，其倾斜角，基础的埋置深度为3m，基础宽度b=8m。岩基岩体的物理力学性指标是：=25kN/m3，c=3MPa，=31°，试求岩基的极限承载力，并绘出其相应的滑动面。51.某混凝土坝重90000kN(以单位宽度即1m计)，建在岩基上。岩基为粉砂岩，干容重=25kN/m3，孔隙率n=10%。坝基内有一倾向上游的软弱结构面BC，该面与水平面成15°角。结构面的强度指标为：凝聚力=200kPa，内摩擦角=20°。建坝后由于某原因在坝踵岩体内产生一条铅直张裂隙，与软弱结构面BC相交，张裂隙的深度为25m，设BC内的水压力按线性规律减少。问库内水位上升高度H达到何值时，坝体和地基开始沿BC面滑动？52.有一岩坡如题9-1图所示，坡高H=100m，坡顶垂直张裂隙深40m，坡角，结构面倾角。岩体的性质指标为：=25kN/m3，=0，=25°。试问当裂隙内的水深达何值时，岩坡处于极限平衡状态？ 53.已知均质岩坡的，c=300kPa，=25kN/m3，问当岩坡高度为200m时，坡角应当采用多少度？ 54.上题中如果已知坡角为50度，问极限的坡高是多少？ 55.设岩坡的坡高50m，坡角，坡内有一结构面穿过，其倾角，在边坡坡顶面线10m处有一条张裂隙，其深度为Z=18m。岩石性质指标为=26kN/m3，=60kPa，求水深对边坡安全系数的影响。复习提纲第一章1.何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？ 2.岩体力学采用的研究方法有哪些？第二章3.何谓岩块？岩体？试比较岩块、岩体与土的异同点。 4.岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？ 5.何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？ 6.岩体力学研究岩块有何实际意义？ 7.何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪几类？各有什么特点？ 8.剪性结构面有何特征？为什么岩体中以剪性结构面数量最多？ 9.何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？ 10.结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？ 11.何谓岩体分类？主要有哪几种分类方法？分类指标是什么？值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？第三章13.何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？第四章14.岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？ 15.常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？ 16.何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？ 17.试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。 18.何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？ 19.何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是否破坏？ 第五章20.分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征？ 21.结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各自如何确定? 22.总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征） 第六章23.原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有什么区别？ 24.岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？ 25.常见确定岩体变形参数的原位试验有哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基本原理是什么？ 26.岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？ 27.在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？ 28.原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？ 29.工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区别？ 第七章30.何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？ 31.岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？ 32.岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？ 33.常见的实测天然应力的方法有哪些？各自的基本原理如何？ 第八章34.何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？ 35.以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。 36.何谓围岩？其范围一般为多大？ 37.何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？ 38.试总结各类结构围岩的变形破坏特点。所谓渐进式破坏的含义？ 39.如何确定地下洞室围岩的破坏范围？试举例说明。 40.何谓围岩压力？按其成因可分为哪几类？各自用什么方法确定？ 41.试述形变围岩应力确定的基本原理与方法。 42.利用平衡拱理论与太沙基理论计算围岩压力的原理。 43.试述用块体极限平衡方法确定松动围岩压力的方法与步骤。 44.何谓围岩抗力及围岩抗力系数？常用什么方法确定抗力系数？ 第九章45.边坡岩体中的重分布应力有哪些主要特征？与哪些因素有关？ 46.边坡岩体变形破坏有哪些基本类型？各自特点如何？ 47.利用刚体极限平衡理论计算边坡稳定性的步骤有哪些？ 48.何谓几何边界条件、受力条件、稳定性系数、安全系数？ 49.单平面滑动的稳定性系数如何确定？推导其计算公式？50.同向双平面滑动与异向双平面滑动的稳定性分析的基本思路是什么？模拟试卷一 一、名词解释（每词2分，共20分）   1、结构面 2、蠕变3、饱和吸水率4、强度判据 5、围岩6、剪切刚度7、天然应力8、 RQD值 9、围岩抗力系数10、岩石软化性二、填空（每空1分，共30分）   1、结构面发育的密集程度通常用（）和（）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个方面。 2、表征岩石抗剪强度的基本指标是（）和（）。 3、垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（），而变形模量则比平行层面加压时（）。 4、有一对共轭剪节理，其中一组走向为N300E，另一组走向为N300W，问形成该剪节理的最大主应力1的方向为（）； 假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体的内摩擦角为（）。 5、测定岩石抗拉强度的方法有（）和（）。 6、RMR分类依据的分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。 7、从力学的观点出发，岩石的脆性破坏有（）和（）两种。 8、天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点的剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中的（）为最大主应力，（）为最小主应力。 9、岩体天然应力的测量方法主要有（）、（）和（）。 10、按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。 三、问答（共30分）   1、试述地下洞室弹性围岩重分布应力的基本特点。（10分）  2、试述粗糙起伏无充填结构面的剪切强度特征（要求图加简要文字说明）。（10分）   3、试述岩体中水平天然应力的基本特点。（10分）    四、计算（共30分）1、某岩块的剪切强度参数为：C=50MPa，=600，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试验,当围压3和轴压1分别加到50MPa和700MPa后，保持轴压不变，逐渐卸除围压3，问围压卸到多少时，岩石试件破坏？（15分）2、在某岩体中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，埋深为400m，已知洞室围岩的剪切强度参数为：C=9MPa，=400，岩体的平均密度=/cm3，设岩体天然应力比值系数=1，试评价该洞室开挖后的稳定性。（15分） 模拟试卷二 一、名词解释（每词2分，共20分）   1、岩体2、单轴抗压强度3、吸水率4、强度判据5、围岩6、剪切刚度7、重分布应力8、RQD值9、围岩抗力系数10、变形模量二、填空（每空1分，共30分）1按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。   2结构面发育的密集程度通常用（）和 （）表示，结构面的形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个方面。 3表征岩石变形性质的基本指标是（）和（）。 4垂直层面加压时，岩体的抗压