《巖體力學試題》

1、一、判斷題（每題1分，共10分）1、在巖石抗壓強度試驗中，加荷速率增大，巖石的強度也會增高。（ ）2、巖石的變形和破壞主要發(fā)生在節(jié)理面。（ ）3、如果不時行測量而想估計巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，則一般假設(shè)側(cè)壓力系數(shù)為1.0.（ ）4、穩(wěn)定蠕變就是不會導致破壞的蠕變類型。（ ）5、巖塊就是巖體，巖層就是地層。 （ ）。6、結(jié)構(gòu)面組數(shù)越多，巖體強度越接近于結(jié)構(gòu)面強度。（ ）7、巖石三向抗壓強度不是一個固定值，將隨圍壓變化而改變。（ ）8、在未受開采影響的原巖體內(nèi)存在著原巖應(yīng)力，其方向與水平方向垂直。（ ）9、圓于結(jié)構(gòu)面得抗剪切強度曲線相切，意味著巖體將發(fā)生沿結(jié)構(gòu)面得破最大應(yīng)力壞。（ ）10、進行結(jié)構(gòu)面統(tǒng)

2、計分析時，可以用吳氏子午維度圈作結(jié)構(gòu)面極點圖，也可以用施氏子午維度圈作結(jié)構(gòu)面極點圖。（ ）二、填空題（每空1分，共20分）1、RMR分類依據(jù)的分類指標為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。2、Em為（ ）；Eme為（ ）。3、巖石流變包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。4、在低側(cè)壓真三軸條件下，巖石破壞可分為（ ）、（ ）、（ ）。 5、結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度通常用（ ）和 （ ）表示，結(jié)構(gòu)面的形態(tài)通?？紤]結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘模?）和（ ）兩個方面。6、表征巖石抗剪強度的基本指標是（）和（）。三、選擇題（每題1分，共10分）1、初始地應(yīng)力主要包括（ ）。（A）自重應(yīng)力 （B）構(gòu)造應(yīng)力 （C）自重應(yīng)力

3、和構(gòu)造應(yīng)力 （D）殘余應(yīng)力2、測定巖體的初始應(yīng)力時，最普遍采用的方法是（ ）（A）應(yīng)力恢復（B）應(yīng)力解除法（C）彈性波法（D）模擬試驗3、剪脹（或擴容）表示（    ）。（A）巖石體積不斷減少的現(xiàn)象    （B）裂隙逐漸閉合的一種現(xiàn)象（C）裂隙逐漸漲開的一種現(xiàn)象    （D）巖石的體積隨壓應(yīng)力的增大逐漸增大的現(xiàn)象4、巖石與巖體的關(guān)系是（   ）。（A）巖石就是巖體            

4、  （B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的（C）巖體代表的范圍大于巖石    （D）巖石是巖體的主要組成部分5、大部分巖體屬于（ ）。 （A）均質(zhì)連續(xù)材料 （B）非均質(zhì)材料 （C）非連續(xù)材料 （D）非均質(zhì)、非連續(xù)、各向異性材料6、巖石的割線模量和切線模量計算時的應(yīng)力水平為（      ）。（A）       B 、      （C）       （D） 7、由于巖石的抗壓強

5、度遠大于它的抗拉強度，所以巖石屬于（  ）。（A）脆性材料    （B）延性材料（C）堅硬材料    （D）脆性材料，但圍壓較大時，會呈現(xiàn)延性特征8、巖石的抗壓強度隨著圍巖的增大（    ）。（A）而增大    （B）而減小    （C）保持不變    （D）會發(fā)生突變9、劈裂試驗得出的巖石強度表示巖石的（     ）。（A）抗壓強度    （B）抗拉強度&

6、#160;   （C）單軸抗拉強度    （D）剪切強度10、同一形式的結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是（ ）（A）柱狀>板狀>塊狀（B）塊狀>板狀>柱狀（C）塊狀>柱狀>板狀（D）板狀>塊狀>柱狀四、名詞解釋（每題3分，共15分）1、圍巖 2、圍巖抗力系數(shù) 3、穩(wěn)定性系數(shù) 4、卸荷回彈 5、地基承載力五、簡答題（4選3，每題5分，共15分）1、按結(jié)構(gòu)面成因，結(jié)構(gòu)面通常分為哪幾類？2、巖體力學研究內(nèi)容是什么？研究方法有哪些？3、試闡述格里菲斯強度理論的基本思路及其使用條件。4、影響巖石力學

7、性質(zhì)的因素有哪些？六、論述題（3選2，每題10分，共20分）1、你對巖體力學的形成與發(fā)展有哪些了解？2、試述巖體中水平天然應(yīng)力的基本特點。3、簡述巖石應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線五個階段。七、計算題（10分）1、將一巖石試件進行抗壓強度試驗，當側(cè)壓為23300 kg/cm2時，垂直加壓到2700kg/cm2，試件發(fā)生破壞，其破壞面與最大主平面夾角成60°，設(shè)抗剪強度隨正應(yīng)力呈線性變化。計算：（1）內(nèi)摩擦角；（2）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；（3）在正應(yīng)力為零的那個面上的抗剪強度。一、判斷題（每題1分，共10分）1、對 2、錯 3、對 4、對 5、錯 6、對 7、對 8、錯 9、對 10、對 二、

8、填空題（每空1分，共20分）1、完整巖石強度、巖石質(zhì)量指標、節(jié)理間距、節(jié)理條件、地下水條件 2、巖體變形模量、彈性變形模量 3、蠕變、松弛、彈性后效、粘性流動 4、剪切、拉剪、拉裂 5、裂隙度、切割度、起伏度、粗糙度 6、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角三、選擇題（每題1分，共10分）1、C 2、B 3、D 4、B 5、D6、D 7、B 8、A 9、B 10、B四、名詞解釋（每題3分，共15分）1、圍巖：地下洞室開挖后洞周應(yīng)力變化范圍內(nèi)的巖體。2、圍巖抗力系數(shù)：是表征圍巖抵抗襯砌向圍巖方向變形能力的指標，定義為使洞壁圍巖產(chǎn)生一個單位徑向變形所需要的內(nèi)水壓力。3、 穩(wěn)定性系數(shù)：指可能滑動面上可供利用的抗滑力與滑

9、動力的比值。4、 卸荷回彈：成坡前邊坡巖體在天然應(yīng)力作用下早已固結(jié)，在成坡過程中，由于荷重不斷減少，邊坡巖體在減荷方向（臨空面）必然產(chǎn)生伸長變形，即卸荷回彈。5、 地基承載力：地基承受荷載能力叫做地基承載力。五、簡答題（4選3，每題5分，共15分）1、按成因分類有三種類型（1分）：原生結(jié)構(gòu)面成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面；（1分） 構(gòu)造結(jié)構(gòu)面在構(gòu)造運動作用下形成的結(jié)構(gòu)面；（1分） 次生結(jié)構(gòu)面由于風化、人為因素影響形成的結(jié)構(gòu)面。（1分）（答全5分）2、研究內(nèi)容主要包括以下四點：（1）巖石的物理性質(zhì)與力學性質(zhì)研究；（2）巖體的力學性質(zhì)研究；（3）巖體中天然應(yīng)力及其量測理論與方法研究；（4）巖體力學的工程應(yīng)用

10、研究。巖體力學的研究方法主要包括地質(zhì)研究、試驗與測試、數(shù)學力學分析以及綜合研究四中研究方法。（每條1分，答全5分）3、格里菲斯強度理論認為，固體材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上并非絕對均勻與連續(xù)，其內(nèi)部包含大量的微裂與微孔洞，在即使平均應(yīng)力幅值不大的外力作用下，材料微裂紋或微孔洞邊緣上的應(yīng)力集中導致邊緣局部區(qū)域很大的拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力達到或超過其抗拉強度時，微裂紋擴展，系列的微裂紋發(fā)生，擴展、匯聚，最終導致宏觀破裂。（3分） 格里菲斯強度理論適用于脆性巖石的拉破壞情況。（2分）4、影響巖石力學性質(zhì)的因素主要包括巖石本身性質(zhì)與環(huán)境條件兩個方面的因素（1分），前者如礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造（顆粒大小、聯(lián)結(jié)及微結(jié)構(gòu)發(fā)育特征

11、等）、密度、風化程度及各向異性等，（2分）后者涉及的因素主要有水、溫度、加載速率、圍壓的大小等。（2分）六、論述題（3選2，每題10分，共20分）1、巖石力學形成于20世紀50年代末期，巖石力學形成的顯著標志是1957年法國的塔羅勃所著巖石力學的出版與1962年國際巖石力學學會成立。按其發(fā)展進程可劃分為巖體力學發(fā)展的初始階段（19世紀末20世紀初）、經(jīng)驗理論階段（20世紀初30年代）、經(jīng)典理論階段（20世紀3060年代）、現(xiàn)階段（20世紀60年代以后）四個階段。（5分）縱觀巖體力學的發(fā)展歷程，存在以下發(fā)展趨勢：第一，對巖體及其力學屬性的認識不斷深入。（1分）第二，與其他力學理論和學科結(jié)合越來越

12、緊密。（1分）第三，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，工程巖體力學不斷發(fā)展。（1分）第四，試驗與測試技術(shù)不斷發(fā)展。（1分）（下面4條答全給5分）2、（1）地應(yīng)力是相對穩(wěn)定的非穩(wěn)定應(yīng)力場，是時間與空間的函數(shù)。（2）實測垂直應(yīng)力基本等于上覆巖層的重量。（3）水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力。（4）水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值隨深度變化而變化。（5）最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力與深度變化有關(guān)。（6）水平應(yīng)力具有明顯的方向性。（7）地應(yīng)力分布規(guī)律還會受到地形地貌等因素的影響。（答出3條給4分，答全給10分）3、1) 孔/裂隙壓密階段：原有張性結(jié)構(gòu)面、微孔隙裂隙逐漸閉合，巖石壓密， 早期非線性變形，上凹形曲線，表明由于微孔隙裂隙

13、的壓實閉合，巖石性能出現(xiàn)暫時“強化”現(xiàn)象，通常為一減速的壓實閉合過程。裂隙化巖石明顯，堅硬隙巖石不明顯。（2分）2) 彈性變形階段：初期孔隙裂隙壓密后，巖石強度暫趨穩(wěn)定，巖石發(fā)生彈性變形，曲線近于直線，變形隨應(yīng)力成比例增加，很大程度上為可恢復的彈性變形。（2分）3) 微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段：應(yīng)力增大，試件內(nèi)微破裂開始發(fā)生與發(fā)展，荷載不變，微破裂發(fā)生與發(fā)展停止。變形主要表現(xiàn)為塑性變形，應(yīng)力應(yīng)變曲線成近似直線型。（2分）4) 非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段：超過屈服極限后，微破裂發(fā)展發(fā)生本質(zhì)變化，破裂造成應(yīng)力集中，使得荷載不變，破裂仍會發(fā)展，形成微破裂的匯聚與擴大，并首先在薄弱部位破壞， 應(yīng)力重新分布后再次引起次薄弱部位的破壞，直至試件完全破壞。試件由體積壓縮轉(zhuǎn)為擴容。（2分）5) 破壞后階段：峰值后階段，峰值強度后，試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，但仍保持整體狀，具有一定的承載能力。該階段裂隙發(fā)展快速，交叉且相互貫通形成宏觀斷裂面。（2分）七、計算題（10分）1、解：（1）由已知條件作莫爾應(yīng)力園和強度曲線，可知內(nèi)摩擦角30°（3分）（2）計算破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力：（13）/2（13）/2Cos2（2700300）/2（2700300）/2Cos120&