巖體力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、巖體力學(xué)復(fù)習(xí)題(2013)一、名詞解釋1、巖體力學(xué)是力學(xué)的分支學(xué)科，是研究巖體在各種力場作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)，是一門應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科。2、巖塊是指不含顯著結(jié)構(gòu)面的巖石塊體，是構(gòu)成巖體的最小巖石單元體。3、結(jié)構(gòu)面是指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定延伸方向和長度，厚度相對較小的地質(zhì)界面或帶。4、巖體是指在地質(zhì)歷史中形成的，由有巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)組成的，具有一定結(jié)構(gòu)并賦存在一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體5、6、巖體結(jié)構(gòu)是指巖體中的結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的排列組合特征。7、8、9、10、11、12、13、14、15、單向抗壓強(qiáng)度：巖石試件在單軸壓力下抵抗破壞的極限

2、能力或極限強(qiáng)度。16、峰值強(qiáng)度：巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線上對應(yīng)最大應(yīng)力值時(shí)的強(qiáng)度。17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、回滯環(huán)：由于彈性滯后和塑性變形，使得應(yīng)力應(yīng)變曲線上的卸荷曲線與其本次的加荷曲線不重合且不能回到原點(diǎn)，而且重新加荷曲線也和上次卸荷曲線不重合，二者構(gòu)成一個(gè)封閉的環(huán)，稱之為回滯環(huán)。27、28、張開度：結(jié)構(gòu)面兩壁間的垂直距離。29、30、31、 。32、構(gòu)造應(yīng)力：由地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而引起的地應(yīng)力。33、圍巖：在巖體內(nèi)開挖地下硐室，圍巖將在徑向、環(huán)向分別發(fā)生引張及壓縮變形，因此使得原來的徑向壓應(yīng)力降低，而環(huán)向壓應(yīng)力升高，通常，將這種應(yīng)力重分布所涉及的巖體石稱之為圍巖。34、

3、35、36、塑性松動(dòng)圈：地下開挖后，洞壁的應(yīng)力集中最大,當(dāng)它超過圍巖屈服極限時(shí)，洞壁圍巖就由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)化為塑性狀態(tài)，塑性范圍內(nèi)圍巖稱為塑性松動(dòng)圈。37、圍巖抗力：在有壓洞室中，作用有很高的內(nèi)水壓力，并通過洞壁傳遞給圍巖，這時(shí)圍巖將產(chǎn)生一個(gè)力，稱為圍巖抗力38、邊坡安全系數(shù)：邊坡工程允許的穩(wěn)定性系數(shù)值。39、邊坡穩(wěn)定性系數(shù)：邊坡滑動(dòng)面抗滑力與滑動(dòng)力的比例關(guān)系。40、幾何邊界條件：構(gòu)成可能滑動(dòng)巖體的各種邊界面及其組合關(guān)系，包括滑動(dòng)面、切割面和臨空面。二、選擇題1、巖石與巖體的關(guān)系是（ B ）。（A）巖石就是巖體 （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

4、成部分2、大部分巖體屬于（ D ）。（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)、非連接、各向異性材料3、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（ C ）。 （A）巖石類型、埋深 （B）巖石類型、含水量、溫度 （C）巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度 （D）巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深4、我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅(jiān)硬程度確定是按照（ A ）。 （A）巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度 （B）巖石的抗拉強(qiáng)度 （C）巖石的變形模量 （D）巖石的粘結(jié)力5、下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（ D ）（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形6、沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（

5、 A ）（A）原生結(jié)構(gòu)面 （B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（C）次生結(jié)構(gòu)面7、巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（ C ）（A）劈理面（B）解理面（C）結(jié)構(gòu)面（D）晶面8、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（ B ）（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9、不同形式的結(jié)構(gòu)體其巖體穩(wěn)定性的由大到小的排列次序?yàn)椋?A ）（A）聚合型結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體（B）錐形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>聚合型結(jié)構(gòu)體（C）聚合型結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體>文形

6、結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體（D）聚合型結(jié)構(gòu)體>方形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體>菱形結(jié)構(gòu)體10、巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完整堅(jiān)硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（ D ）（A）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì) （B）結(jié)構(gòu)體型式（C）巖石建造的組合（D）三者都應(yīng)考慮11、在我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，軟巖表示巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度為（ C ）。（A）1530MPa （B）<5MPa （C）515MPa （D）<2MPa12、我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖體完整性確定是依據(jù)（ D ）。（A）RQD （B）節(jié)理間距 （C）節(jié)理密度（D）巖體完整性指數(shù)或巖體體積節(jié)理數(shù)13

7、、在我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)是由哪兩個(gè)指標(biāo)村確定的？（ B ）。（A）RQD和節(jié)理密度 （B）巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度和巖體的完整性指數(shù)（C）地下水和RQD （D）節(jié)理密度和地下水14、我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)哪些因素對巖石基本質(zhì)量進(jìn)行修正的？（ D ）。地應(yīng)力大?。?地下水； 結(jié)構(gòu)面方位； 結(jié)構(gòu)面粗糙度。（A）， （B）， （C） （D），15、巖石的吸水率是指（ B ）。（A）巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比（B）巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比（C）巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比（D）巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比16、已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的

8、抗壓強(qiáng)度之比為0.72，則該巖石（ A ）。（A）軟化性強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)不良 （B）軟化性強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)較好（C）軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)較好 （D）軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)不良17、在巖石的含水率試驗(yàn)中，試件烘干時(shí)應(yīng)將溫度控制在（ D ）。（A）95105 （B）100105 （C）100110 （D）10511018、巖石的彈性模量一般指（ A ）。（A）彈性變形曲線的斜率 （B）割線模量（C）切線模量 （D）割線模量、切線模量及平均模量中的任一種19、巖石的割線模量和切線模量計(jì)算時(shí)的應(yīng)力水平為（ B ）。（A） B 、 （C） （D） 20、由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于它的抗拉強(qiáng)度，所以巖石屬

9、于（ A ）。（A）脆性材料 （B）延性材料（C）堅(jiān)硬材料 （D）脆性材料，但圍壓較大時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)延性特征21、剪脹（或擴(kuò)容）表示（ D ）。（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22、剪脹（或擴(kuò)容）發(fā)生的原因是由于（ D ）。（A）巖石內(nèi)部裂隙閉合引起的 （B）壓應(yīng)力過大引起的（C）巖石的強(qiáng)度大小引起的 （D）巖石內(nèi)部裂隙逐漸張開的貫通引起的23、巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大（A ）。（A）而增大 （B）而減小 （C）保持不變 （D）會(huì)發(fā)生突變24、劈裂試驗(yàn)得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的（ B ）。（A）抗

10、壓強(qiáng)度 （B）抗拉強(qiáng)度 （C）單軸抗拉強(qiáng)度 （D）剪切強(qiáng)度25、格里菲斯強(qiáng)度準(zhǔn)則不能作為巖石的宏觀破壞準(zhǔn)則的原因是（ D ）。（A）它不是針對巖石材料的破壞準(zhǔn)則（B）它認(rèn)為材料的破壞是由于拉應(yīng)力所致（C）它沒有考慮巖石的非均質(zhì)特征（D）它沒有考慮巖石中的大量身長裂隙及其相互作用26、當(dāng)巖石處于三向應(yīng)力狀態(tài)且比較大的時(shí)候，一般應(yīng)將巖石考慮為（ B ）。（A）彈性體 （B）塑性體 （C）彈塑性體 （D）完全彈性體27、在巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，若加荷速率增大，則巖石的抗壓強(qiáng)度（ A ）。（A）增大（B）減小 （C）不變 （D）無法判斷28、按照庫侖莫爾強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度曲線是一條直線，則巖石破壞時(shí)破

11、裂面與最大主應(yīng)力作用方向的夾角為（ C ）。（A）45°（B）45°+/2 （C）45°-/2 （D）60°29、在缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，一般取巖石抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的（ B ） （A）1/21/5 （B）1/101/50 （C）25倍 （D）1050倍30、下列研究巖石彈性、塑性和粘性等力學(xué)性制裁的理想力學(xué)模型中，哪一種被稱為凱爾文模型？（ C ）（A）彈簧模型（B）緩沖模型（C）彈簧與緩沖器并聯(lián)（D）彈簧與緩沖器串聯(lián)31、按照格理菲斯強(qiáng)度理論，脆性巖體破壞主要原因是（ A ）。（A）受拉破壞 （B）受壓破壞 （C）彎曲破壞 （D）剪切破壞32、巖體的強(qiáng)度小

12、于巖石的強(qiáng)度主要是由于（ A ）。 （ A ）巖體中含有大量的不連續(xù)面 （ B ）巖體中含有水 （ C ）巖體為非均質(zhì)材料 （ D ）巖石的彈性模量比巖體的大33、巖體的尺寸效應(yīng)是指（ C ）。 （ A ）巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系 （ B ）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象 （ C ）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象（ D ）巖體的強(qiáng)度比巖石的小34、初始地應(yīng)力主要包括（ C ）。（A）自重應(yīng)力 （B）構(gòu)造應(yīng)力 （C）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力 （D）殘余應(yīng)力35、初始地應(yīng)力是指（ A ）。（A）未受開挖影響的原始地應(yīng)力 （B）未支護(hù)時(shí)的圍巖應(yīng)力（C）開挖后巖體中的應(yīng)力 （D

13、）支護(hù)完成后圍巖中的應(yīng)力36、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向?yàn)?（ B ）。 A、鉛垂方向 B、近水平方向 C、斷層的走向方向 D、傾斜方向37、下列關(guān)于巖石初始應(yīng)力的描述中，哪個(gè)是正確的？（ B ）。（A）垂直應(yīng)力一定大于水平應(yīng)力 （B）構(gòu)造應(yīng)力以水平應(yīng)力為主（C）自重應(yīng)力以壓應(yīng)力為主 （D）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致38、如果不時(shí)行測量而想估計(jì)巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，則一般假設(shè)側(cè)壓力系數(shù)為下列哪一個(gè)值比較好？（ B ）（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>139、測定淺部鉆孔巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍采用的方法是（ B ）（A）應(yīng)力恢復(fù)（B）應(yīng)力解除法（C）彈性波法（D）模擬試驗(yàn)40

14、、在工程實(shí)踐中，洞室圍巖穩(wěn)定性主要取決于（ B ）。（A）巖石強(qiáng)度 （B）巖體強(qiáng)度 （C）結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度 （D）結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度三、問答題1、2、3、結(jié)構(gòu)面按其成因通常分為哪幾種類型？各自有何特點(diǎn)？答：成因類型：（1）原生結(jié)構(gòu)面在成巖過程（建造過程）中形成的結(jié)構(gòu)面。其特征與巖體成因緊密相關(guān)，它包括沉積結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面。（2）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面巖體在改造過程中受構(gòu)造應(yīng)力作用產(chǎn)生的破裂面或破碎帶，如劈裂、節(jié)理、層間錯(cuò)動(dòng)及斷層等。它是巖體中分布最廣的一類結(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀空間分布取決于構(gòu)造應(yīng)力場與巖性條件，他們的力學(xué)成因、規(guī)模、發(fā)育歷史及次生變化影響并制約著巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)。（3）次生結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)

15、面是指巖體在外營利（風(fēng)力、卸荷、地下水、應(yīng)力應(yīng)變、人工爆破等）作用下形成的結(jié)構(gòu)面。其特點(diǎn)是局限于巖體表層，規(guī)模小、數(shù)量多、多呈無序性，不平整和不連續(xù)狀態(tài)。它們往往是受原生結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制的，或在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。4、答：5、6、巖石的吸水性與空隙率有什么關(guān)系？答案：因?yàn)閹r石中包含空隙，才導(dǎo)致巖石吸水性的存在?？障对蕉啵栽矫黠@。巖石的吸水率是在常溫常壓下進(jìn)行的，水只能進(jìn)入大開空隙，而小開空隙和閉空隙水不能進(jìn)入，因此它與大開空隙率有關(guān)。巖石的飽和吸水率在高壓(或真空)條件下浸水，一般認(rèn)為水能進(jìn)入所有開空隙中，因此它與開空隙率有關(guān)。7、8、巖石在三軸壓縮下的變形特征。答：E、與單軸壓縮

16、基本相同； 隨圍壓增加三向抗壓強(qiáng)度增加；峰值變形增加；彈性極限增加；巖石由彈脆性向彈塑性、應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變。9、蠕變各階段特征？10、莫爾強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)？答：莫爾認(rèn)為：無論巖石處于何種應(yīng)力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞；破壞時(shí)，剪切面上所需的剪應(yīng)力不僅與巖石性質(zhì)有關(guān)，而且與作用在剪切面上的正應(yīng)力有關(guān)。11、莫爾與格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)？格里菲斯認(rèn)為：不論巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質(zhì)上都是拉伸應(yīng)力引起巖石破壞。 12、按剪切強(qiáng)度特征劃分的結(jié)構(gòu)面類型？答：平直無充填的結(jié)構(gòu)面、粗糙起伏無充填的結(jié)構(gòu)面、非貫通斷續(xù)的結(jié)構(gòu)面、具有充填物的軟弱結(jié)構(gòu)面。13、14、巖體的動(dòng)彈性模量與靜彈性模量的關(guān)系？答：不管巖體

17、還是巖塊，其動(dòng)彈性模量普遍大于靜彈性模量，一般兩者的比值Ed/Eme對于完整堅(jiān)硬的巖體為1.2到2.0；而對于風(fēng)化，裂隙發(fā)育的巖體和軟弱巖體Ed/Eme較大，一般為1.5到10.0。15、實(shí)測天然應(yīng)力的方法有哪些？各自的基本原理如何？答：應(yīng)力恢復(fù)法：用扁千斤頂使得已解除了應(yīng)力的巖石恢復(fù)到初始應(yīng)力狀態(tài)。套心法：在鉆孔中安裝變形測量元件，通過測量套心應(yīng)力解除前后，鉆孔孔徑變化或孔底應(yīng)變變化或孔壁表面應(yīng)變變化值來確定天然應(yīng)力的大小和方向。水壓致裂法：把高壓水泵入由栓塞隔開的試段中。當(dāng)鉆孔試段中的水壓升高時(shí)，鉆孔孔壁的環(huán)向壓應(yīng)力降低，并在某些點(diǎn)出現(xiàn)拉應(yīng)力。16、17、地下洞室的巖體力學(xué)問題有哪些？答：

18、圍巖應(yīng)力重分布問題重分布應(yīng)力計(jì)算圍巖變形與破壞問題位移計(jì)算、破壞區(qū)確定圍巖壓力問題圍巖壓力計(jì)算有壓洞室圍巖抗力問題圍巖抗力計(jì)算18、圍巖壓力按形成原因可分為哪幾類？答：形變圍巖壓力：由于圍巖塑性變形如塑性擠入、膨脹內(nèi)鼓、彎折內(nèi)鼓等形成的擠壓力；松動(dòng)圍巖壓力：由于圍巖拉裂塌落、塊體滑移及重力坍塌等破壞引起的壓力，這是一種有限范圍內(nèi)脫落巖體重力施加于支護(hù)襯砌上的壓力；沖擊圍巖壓力：由巖爆形成的一種特殊圍巖壓力。19、說明普氏地壓計(jì)算理論？答：普氏認(rèn)為：頂板巖石受力作用可形成平衡拱（免壓拱），使上覆巖層壓力通過拱軸轉(zhuǎn)移到兩側(cè)圍巖上，當(dāng)兩側(cè)圍巖穩(wěn)定時(shí)，巷道支架僅承受平衡拱內(nèi)巖石的重力作用。兩幫巖體受拱

19、傳遞壓力作用，產(chǎn)生較大變形，當(dāng)達(dá)到其強(qiáng)度時(shí)，兩幫巖體將滑移，失去支撐作用，致使拱寬、拱高加大，頂壓與側(cè)壓增大。20、說明太沙基地壓計(jì)算理論？答：太沙基認(rèn)為：跨度為2a 范圍內(nèi)的上部巖石將由于自重而下沉，兩側(cè)摩擦力阻止其下沉，支架所承受的壓力為下滑力與摩擦力之差。21、邊坡巖體中的重分布應(yīng)力有哪些主要特征？答：1) 無論在什么樣的天然應(yīng)力場下，坡面附近的主應(yīng)力跡線均明顯偏轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為最大主應(yīng)力于坡面平行，最小主應(yīng)力與坡面近似正交，向坡體內(nèi)逐漸恢復(fù)初始應(yīng)力狀態(tài)。2) 由于應(yīng)力的重分布，在坡面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶，不同部位其應(yīng)力狀態(tài)是不同的。在坡腳附近，平行坡面的切向應(yīng)力顯著提高，而垂直坡面的徑向應(yīng)力顯著降低，由于應(yīng)力差大，于是就