同濟(jì)大學(xué)出版巖體力學(xué)習(xí)題集

1、巖體力學(xué)習(xí)題集一、名詞解釋1、巖體 2、彈性 3、脆性 4、三軸抗壓強(qiáng)度 5、抗壓強(qiáng)度 6、抗拉強(qiáng)度 7、抗剪強(qiáng)度 8、莫爾強(qiáng)度理論9、強(qiáng)度判據(jù) 10、 穩(wěn)定性系數(shù) 11、蠕變 12、殘余強(qiáng)度 13、天然應(yīng)力 14、剪切剛度 15、強(qiáng)度理論 16、剪切剛度 17、八面體強(qiáng)度理論 18、極限強(qiáng)度 19、蠕變 20、孔隙比 21、法向剛度 22、圍巖應(yīng)力 23、 軟化系數(shù) 24、變形模量 25、幾何邊界條件 26、長期強(qiáng)度 27、主應(yīng)力 29、主平面 30、結(jié)構(gòu)面 31、滑 坡 32 、塑性 33、圍巖抗力系數(shù) 34、變形模量 35、彈性模量 36、動(dòng)彈性模量 37、天然應(yīng)力 38、強(qiáng)度 曲線 3

2、9、內(nèi)摩擦角 40、切線模量 41、巖體力學(xué) 42、單軸抗壓強(qiáng)度 43、重分布應(yīng)力 44、圍巖壓力 45、 圍巖抗力 46、強(qiáng)度 47、彈性極限 48、強(qiáng)度極限 49 、脆性破壞 50、滲透系數(shù) 51、軟化系數(shù) 52、割 線模量 53、爬坡角 54、巖石吸水率 55、三軸強(qiáng)度 56、尺寸效應(yīng) 57、應(yīng)力集中系數(shù) 58、初始模量 59、 抗凍系數(shù) 60、巖爆 61、泊松比 62、強(qiáng)度包絡(luò)線 63、普氏系數(shù) 64、自然平衡拱 65、RQD6、6 格里菲 斯強(qiáng)度理論 67、單軸抗壓強(qiáng)度 68、橫波 69、縱波 70、圍巖壓力 71、飽和吸水率 72、法向剛度二、填空題1表征巖石抗剪性能的基本指數(shù)是（

3、）和（ ）。2如果將巖石作為彈性體看待，表征其變形性質(zhì)的基本指標(biāo)是（）和（ ）。3巖石在單軸壓力作用下，隨加荷、卸荷次數(shù)的增加，變形總量逐次（），變形增量逐次（ ）。4所謂洞室圍巖一般是指洞室周圍（）倍半徑范圍內(nèi)的巖體。5邊坡巖體中，滑移體的邊界條件包括（）、（ ）和（ ）三種類型。6垂直于巖石層面加壓時(shí)，其抗壓強(qiáng)度（），彈性模量（ ）；順層面加壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度（ ），彈性模量（ ）。7莫爾強(qiáng)度理論認(rèn)為：巖石的破壞僅與（）應(yīng)力和（ ）應(yīng)力有關(guān)，而與（ ）應(yīng)力無關(guān)。8巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生剪切破壞時(shí)， 破壞面的法線與最大主應(yīng)力之間的夾角總是等于 （ ）的； 而破壞面又總是與中間主應(yīng)力（ ）。9不

4、論何種天然應(yīng)力條件下， 邊坡形成后，在邊坡表面巖體中的最大主應(yīng)力的作用方向與邊坡面 （ ）， 最小主應(yīng)力作用方向與邊坡面（ ）。10主要的巖體工程分類有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。 11水對(duì)邊坡巖體的影響表現(xiàn)在（ ）、（ ）和（ ）。12天然應(yīng)力場的主要成分有（ ）、（ ）和（ ）。 13地質(zhì)結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在（）和（ ）。214結(jié)構(gòu)面在法向應(yīng)力作用下，產(chǎn)生（）變形，其變形性質(zhì)用指標(biāo)（ ）表征。15巖石抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)室方法有（）和（ ）。16地質(zhì)結(jié)構(gòu)面按力學(xué)條件可分為（）和（ ）。17巖體結(jié)構(gòu)類型可分為（）、（ ）、 ）、（ ）和（ ）。18巖體的強(qiáng)度處在（ ）強(qiáng)度與（ ）

5、強(qiáng)度之間。19結(jié)構(gòu)面的線連續(xù)性系數(shù)是在（）至（ ）變化的。20水對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在（）、（ ）和（ ）。21格里菲斯強(qiáng)度理論認(rèn)為材料破壞的原因是（）。22八面體強(qiáng)度理論認(rèn)為材料破壞的原因是（）。23. 有一對(duì)共軛剪性結(jié)構(gòu)面，其中一組走向?yàn)?N30E 而另一組為 N30W 則巖體中最大主應(yīng)力方向?yàn)椋ǎ?如果服從庫侖納維爾判據(jù)，則巖體的內(nèi)摩擦角為（ ）。24.軟弱夾層的基本特點(diǎn)有（ ）、（ ）、 ）、（ ）和（ ）。25.巖體中逆斷層形成時(shí)，最大主應(yīng)力方向?yàn)椋ǎ?，最小主?yīng)力方向?yàn)椋?）。26. 原生結(jié)構(gòu)面據(jù)其成因中劃分為（ ）、（）、（）。27. 表征巖塊變形特性的指標(biāo)有（ ）和（）。28

6、.根據(jù)庫侖強(qiáng)度理論，最大主應(yīng)力與破裂面的夾角為（）。29. 據(jù)巖體力學(xué)的觀點(diǎn)看，巖體的破壞類型有（ ）和（）。30. 巖體中的結(jié)構(gòu)面據(jù)其地質(zhì)成因分為（ ）、（）和（）。31.巖體中一點(diǎn)的水平天然應(yīng)力與鉛直天然應(yīng)力之比稱為（）。32.巖體中正斷層形成時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)是：最在主應(yīng)力方向?yàn)椋ǎ?，最小主?yīng)力方向?yàn)椋?）。33.均質(zhì)各向同性的連續(xù)巖體中的圓形洞室洞壁上一點(diǎn)的剪應(yīng)力為（）。34.洞室圍巖壓力的基本類型有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。35.邊坡形成后，邊坡表面巖體中的最大主應(yīng)力作用方向與邊坡面（） ， 最小主應(yīng)力作用方向與邊坡 面（ ）。36. 巖體是由（ ）和（ ）兩個(gè)最基本的要素組成的。3

7、37.根據(jù)邊坡巖體面形態(tài)、數(shù)目、 組合特征把巖體邊坡的破壞類型劃分為（）、（）、（ ）和（ ）38.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)、非連接、各向異性材料39 巖石的彈性模量一般指（）。（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40 由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于它的抗拉強(qiáng)度，所以巖石屬于（）。4（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41 巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大（）。（A）而增大（B）而減小（C）保持不變 （D）會(huì)發(fā)生突變42 劈裂試驗(yàn)

8、得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的（）。（A） 抗壓強(qiáng)度（B）抗拉強(qiáng)度（C）單軸抗拉強(qiáng)度 （D）剪切強(qiáng)度43 格里菲斯準(zhǔn)則認(rèn)為巖石的破壞是由于（）。（A ）拉應(yīng)力引起的拉裂破壞（B ）壓應(yīng)力引起的剪切破壞（C）壓應(yīng)力引起的拉裂破壞（D）剪應(yīng)力引起的剪切破壞44 巖石的吸水率是指（）。（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45 已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的單軸抗壓強(qiáng)度比為0.78，則該巖石（）。（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

9、）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46 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）增大 （B）減小 （C）不變（D ）無法判斷47 按照庫侖一莫爾強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度曲線是一條直線，則巖石破壞時(shí)破裂面與最大主應(yīng)力作用方向 的夾角為（ ）。（A） 45（ B） 45（ C） 45（ D） 602 248 按照格理菲斯強(qiáng)度理論，脆性巖體破壞主要原因是（）。（A ）受拉破壞（B）受壓破壞（C）彎曲破壞（D ）剪切破壞49 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（）（A） 1/21/5 （ B） 1/101/12（ C） 25 倍（D） 10

10、50 倍50 巖體的強(qiáng)度小于巖石的強(qiáng)度主要是由于（）構(gòu)類型的劃分取決于（A）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)（C）巖石建造的組合54 初始地應(yīng)力主要包括（A）自重應(yīng)力（C）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力（A） 巖體中含有大量的不連續(xù)面（C）巖體為非均質(zhì)材料51 影響巖體質(zhì)量的主要因素為（B）巖體中含有水（D）巖石的彈性模量比巖體的大。（A）巖石類型、埋深（C） 巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度（B）巖石類型、含水量、溫度（D）巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深52 沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（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53 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(duì)的完

11、整堅(jiān)硬的單無塊體， 其結(jié)）（B）結(jié)構(gòu)體型式（D）三者都應(yīng)考慮。（B）構(gòu)造應(yīng)力5三、辨別正誤1 石英砂巖的強(qiáng)度隨石英顆粒的含量增加而增大2相鄰兩條結(jié)構(gòu)面的垂直距離就是結(jié)構(gòu)面的密度。 （ ） 3一般情況下，巖體的強(qiáng)度可以用巖塊的強(qiáng)度來代替。 （ ） 4從巖體本身性質(zhì)來分析，可以用連續(xù)介質(zhì)理論來解決巖體力學(xué)問題。 （ ） 5巖石的泊松比是指單向壓縮條件下，側(cè)向應(yīng)變與側(cè)向應(yīng)力之比。 （ ） 6結(jié)構(gòu)面的密度不隨方向而變化。 （ ）7邊坡巖體坡面一點(diǎn)的最大主應(yīng)力是垂直于坡面，而最小主應(yīng)力則平等于坡面，且都不為零。（ ）8單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量定義為巖石的顆粒密度。（ ）9天然鉛直應(yīng)力是隨深度增加而增大的。（

12、 ）10 一般情況下，巖塊的三軸壓縮強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度大。 （ ） 11巖塊在單軸受壓條件下，能承受的最大主應(yīng)力叫巖塊的強(qiáng)度。 （ ） 12在普通試驗(yàn)機(jī)上測出的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，就是巖石的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線。（ ）13巖塊的彈性模量可以用作用于它上面的應(yīng)力與位移之比來表示。 （ ） 14坡度影響邊坡應(yīng)力軌跡形式。（ ） 15巖體作為力學(xué)介質(zhì)研究時(shí)，其與鋼、混凝土等人工力學(xué)介質(zhì)的根本區(qū)別在于巖體中有天然應(yīng)力、 多裂隙交切及是三相介質(zhì)。 （ ）16巖體中地下水的水壓力效應(yīng)，使巖體中結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度增大。 （ ） 17可能滑動(dòng)面上可供利用力與抗滑力之比值定義為穩(wěn)定性系數(shù)。 （ ） 18研究的巖體實(shí)際上是已經(jīng)受

13、過破裂和變形的地質(zhì)體。 （ ） 19天然中鉛直應(yīng)力一般隨深度增加而增大。 （ ） 20在普通試驗(yàn)機(jī)上測出的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，就是巖石應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線。（ ）21飽水巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。 （ ） 22巖體的強(qiáng)度就是巖塊的強(qiáng)度。 （ ） 23從巖體本身性質(zhì)分析，可用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論解決巖體力學(xué)問題。 （ ） 24在荷載作用下，結(jié)構(gòu)面抵抗破壞的最大能力叫做剪切強(qiáng)度。 （ ） 25一般情況下巖塊的抗壓強(qiáng)度隨加荷速度的增大而增大。 （ ） 26三向受壓條件下，巖石破壞前的應(yīng)變比單向受壓要大。 （ ） 27飽水巖體的單軸抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度之比定義為巖石的軟化系數(shù)。

14、（ ） 28在荷載作用下，結(jié)構(gòu)面抵抗破壞的最在能力叫剪切強(qiáng)度。 （ ） 29一般來說，巖塊的單軸抗壓強(qiáng)度隨加荷速度的增在而減小。 （ ） 30地下洞室洞壁支護(hù)的目的是不讓洞壁圍巖向洞內(nèi)產(chǎn)生位移。 （ ）四、問答題1、對(duì)巖石進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)， 如果發(fā)生剪切破壞， 破壞面是否一定是試樣中的最大剪應(yīng)力面？為什么？ 如果發(fā)生拉斷破壞，此時(shí)的抗壓強(qiáng)度是否即為抗拉強(qiáng)度？為什么？2、什么叫巖石？什么叫巖體？兩者主要區(qū)別在哪里？又有何關(guān)系？3、什么是巖體的彈性模量？什么是巖體的變形模量？試用圖加以說明。4、巖體的靜力彈性模量與動(dòng)力彈性模量哪個(gè)大？為什么？66、巖石的動(dòng)力強(qiáng)度與靜力強(qiáng)度那個(gè)大？為什么？7、巖體中

15、應(yīng)力波波形通常以哪些參數(shù)來標(biāo)記？試用圖說明。8、應(yīng)力波對(duì)物體的效應(yīng)， 與剛體動(dòng)力學(xué)與彈性理論有什么區(qū)別？為什么聲波法或地震法可以用來測定 巖體的某些動(dòng)力學(xué)參數(shù)？確定哪些參數(shù)？9、巷道道護(hù)形式的選擇與地壓活動(dòng)類型有無關(guān)系？試舉例說明之。10、巖石在單軸壓縮下的應(yīng)力應(yīng)變曲線有哪幾種類型？并用圖加以說明。11、巖石與巖體的主要區(qū)別在哪里？以及其強(qiáng)度之間的關(guān)系是怎樣的？12、試分別從地質(zhì)和工程兩個(gè)方面，簡要敘述影響圍巖壓力的一些主要因素是什么？13、試用莫爾應(yīng)力圓畫出：（1）單向拉伸；（2）單向壓縮；（3）純剪切；（4）雙向壓縮；（5）雙向拉 伸。14、常用的巖石強(qiáng)度指標(biāo)有哪幾種？15、試述巖石力學(xué)的

16、研究對(duì)象，研究范圍和研究動(dòng)態(tài)。16、采用應(yīng)力解除法如何測定巖體中的應(yīng)力？并用示意圖表示。17、用圖來表示巖體變形與時(shí)間的關(guān)系曲線，并指出幾個(gè)不同的階段。18、格里菲斯強(qiáng)度理論的基本要點(diǎn)是什么？并寫出該強(qiáng)度理論的破壞準(zhǔn)則。19、在巖體中傳播的彈性波有哪兩大類型？其特征是什么？并寫出半無限均質(zhì)體波速與其彈性常數(shù)（彈性模量、泊松比）的關(guān)系式。20、加載速率對(duì)巖石動(dòng)力強(qiáng)度的影響怎樣？并舉例說明之。21、巖石在單軸壓縮下典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線有哪幾種類型，并用圖線加以說明。22、什么是變形模量？頁巖和石灰?guī)r的變形模量大致多少？23、什么叫滑坡？組成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它與滑坡有什么區(qū)別？24、影響

17、邊坡穩(wěn)定有哪些主要因素？試舉例說明。25、用應(yīng)力解除法來測量巖體的原巖應(yīng)力，其工序有哪些？用圖示加以說明。26、什么叫真三軸試驗(yàn)機(jī)？什么叫假三軸試驗(yàn)機(jī)？27、什么叫巖塊的變性模量？以“ S”型應(yīng)力一應(yīng)變曲線為例表示出巖塊的幾種變性模量(圖加簡要文字說明)。28、塑性狀態(tài)下圓形巷道圍巖應(yīng)力分布如何？29、試簡單敘述巖體力學(xué)的發(fā)展歷史？你對(duì)巖體力學(xué)的發(fā)展遠(yuǎn)景如何看法？30、均質(zhì)連續(xù)、各向同性的彈性巖體中開挖水平圓形洞室時(shí)，圍巖中的重分布應(yīng)力有何特點(diǎn)。731、邊坡巖體最容易從哪些部位首先破壞？為什么？32、試述邊坡穩(wěn)定性研究的基本原則和方法。33、什么叫蠕變？用圖表示蠕變的應(yīng)力(c)與時(shí)間(t)關(guān)系

18、曲線。34、巖塊的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度哪個(gè)大？為什么？35、如何獲得巖體結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度指標(biāo)？請用解析法或圖解法說明。五、計(jì)算題1 已知cx= 50MPa = 10MPaTxy= 0,30。cy(1)求與 X 軸夾角 40的 EF 斜面上的法向應(yīng)力 及剪應(yīng)力Tn。cn(2) 作出相應(yīng)的莫爾應(yīng)力圓，并寫出莫爾應(yīng)力圓的方程。2、 將一個(gè)巖石試件置于壓力機(jī)上施加壓力，直到 1MPa 時(shí)發(fā)生破壞。已知破壞面與最大主應(yīng)力所在的 平面成 60，并假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化。試求：(1) 在正應(yīng)力為零的那個(gè)面上的抗剪強(qiáng)度等于多少？(2) 破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。3、 擬在地表以下 1500m 處開挖一水平圓

19、形洞室，已知巖體的單軸抗壓強(qiáng)度cc=100MPa 巖體天然密3度p=2.75g/cm，巖體中天然應(yīng)力比值系數(shù) 入=1，試評(píng)價(jià)該地下洞室開挖后的穩(wěn)定性。4、 設(shè)已知某地塊處于簡單的壓縮情況， 及在走向 NW45 的截面上的正應(yīng)力=120MPa 剪應(yīng)力Tn= 40MPa求最大壓應(yīng)力的大小及其方向。5、 在某礦發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r中兩組鉛直的剪切面， 其走向分別為 NE10 和 NE65，試求最大主應(yīng)力的方向。6、 某巖石的室內(nèi)剪切試驗(yàn)成果如下，當(dāng)正應(yīng)力分別為6MPa 和 10MPa 時(shí)，剪切強(qiáng)度分別為 19.2MPa 和22MPa 假設(shè)該巖石強(qiáng)度服從莫爾斜直線理論，試求：(1) 該巖石的剪切強(qiáng)度參數(shù)；當(dāng)側(cè)限

20、壓力c3=10Mpa 寸該巖石的三軸壓縮強(qiáng)度。7、在地表以下 200m 深度處的巖體中開挖一洞徑 2R=2m 的水平圓形遂洞，假定巖體的天然應(yīng)力為靜水3壓力狀態(tài)，巖體的天然密度p=2.7g/cm，試求：(1) 洞壁、 2 倍洞半徑、 2 倍洞半徑處的重分布應(yīng)力；(2) 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果說明圍巖中重分布應(yīng)力的分布特征；(3) 若圍巖的抗剪強(qiáng)度 Cm=0.4 , m=30。，試評(píng)價(jià)該洞室的穩(wěn)定性；8(4) 洞室若不穩(wěn)定，試求其塑性變形區(qū)的最大半徑( R1)8 某圓形水平洞室開挖于地表以下 1500m 深處，已知巖體為均質(zhì)連續(xù)各向同性的彈性體。單軸抗壓強(qiáng)度(Tc=100MPa 巖體的密度為 2.5g

21、/cm3,巖體的天然應(yīng)力比值系數(shù) 入二 1。試評(píng)價(jià)該洞室開挖后的穩(wěn)定 性。9、 若ci為最大主應(yīng)力，c3為最小主應(yīng)力，C 為粘聚力，為巖石的內(nèi)摩擦角，導(dǎo)出以極限主應(yīng)力表 達(dá)的巖石強(qiáng)度方程。10、在均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的巖體中，測得地面以下 100m 深度處的天然應(yīng)力為cv=26MPacH=17.3MPQ擬定在該深度處開挖一水平圓形隧道，半徑R0=3m 試求：(1)沿9=0和9=90方向上重分布應(yīng)力(c、ce)隨 r 變化的曲線；設(shè)巖體的 Cm=0.04MPa m=300,用圖解法求洞頂與側(cè)壁方向破壞圈厚度。11、 已知巖塊 C=10MPa =60,用庫侖一莫爾準(zhǔn)則計(jì)算當(dāng)圍壓為 0 和 5MPa

22、 寸試件破壞時(shí)的軸壓。12、有一個(gè)花崗巖巖柱，該花崗巖抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：凝聚力 C=20MPa= 30。巖柱的橫截面積 A=5000cm，柱頂承受荷載 p= 30MN 自重忽略不計(jì)。(1) 試問：是否會(huì)發(fā)生剪切破壞？(2) 若巖柱中有一軟弱結(jié)構(gòu)面，其法線與軸線成 75角，試問：是否會(huì)沿此面發(fā)生破壞？13、 某礦石灰?guī)r試驗(yàn)成果如下：其單向抗壓強(qiáng)度cc=10MPa 當(dāng)側(cè)壓力c1=c2= 30MPa 其破壞時(shí)c1=210MPa 當(dāng)側(cè)壓力c2=c3= 60MPa 時(shí)，其破壞時(shí)c1= 320MPa 試問，當(dāng)側(cè)壓力c2=c3= 50MPa 寸, 其破壞時(shí)的最大主應(yīng)力c1應(yīng)等于多少？14、 某巖石室內(nèi)抗剪試驗(yàn)成

23、果為當(dāng)正應(yīng)力分別為 6MPa 和 10MPa 時(shí)，剪切強(qiáng)度為 19.2MPa 和 22MPa 設(shè)巖石強(qiáng)度服從直線型莫爾強(qiáng)度判據(jù)：1求該巖石的抗剪強(qiáng)度參數(shù)(C 值)；2當(dāng)側(cè)限壓力c3為 5MPa 寸，求該巖石的三軸壓縮強(qiáng)度(c1m)o15、 閃長巖的單向抗拉強(qiáng)度ct=24MPa 單向抗壓強(qiáng)度cc=142MPa 當(dāng)抗剪強(qiáng)度T=42MPa 寸，試求破 壞面的方向及正應(yīng)力，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力各等于多少？16、某礦石英砂的試驗(yàn)成果，其單向抗拉強(qiáng)度(T t=16MPa 單向抗壓強(qiáng)度(T c=120MPa 試求該巖石的抗剪強(qiáng)度的 C 值。17、 安山巖的單軸抗壓強(qiáng)度Tc=100MPa 當(dāng)該巖石進(jìn)行三軸試

24、驗(yàn)時(shí)，當(dāng)側(cè)壓力T2=T3= 20MPa 巖石 的三向抗壓強(qiáng)度T1= 260MPa 計(jì)算內(nèi)摩擦角和凝聚力 c;18、 在石灰?guī)r層中開一圓形洞室，半徑 a=1.5m,埋置深度 H= 800m 石灰?guī)r的單軸抗壓強(qiáng)度Tc=40MPa 內(nèi)摩擦角 = 32 ,巖石容重 p = 2.8g/cm 為了便于比較，分別用芬納公式，修正芬納公式和卡斯特 納公式計(jì)算塑9性區(qū)的半徑 R,以及塑性圈的厚度。19、 某部門擬在地表下 1500m 處深度開挖一斷面為圓形的洞室，已知巖體的極限抗壓強(qiáng)度Tc=100MPa 巖體的天然容重p=2.75g/cm3，巖體的天然應(yīng)力比值系數(shù)X= 1,試評(píng)價(jià)開后地下洞室的穩(wěn)定性。20、 在

25、某結(jié)晶巖體中開挖一直徑為6m 的水平圓形洞室，洞的埋深為2000m 巖體的平均密度P=2.7g/cm3，假設(shè)巖體中的天然應(yīng)力比值系數(shù) k=1，試求：(1)9= 0方向洞壁一點(diǎn) A 和距洞壁 3m 處 B 點(diǎn)的重分布應(yīng)力值；若已知圍巖的剪切包絡(luò)線為斜直線，且 C= 5MPa = 30，試判斷 A、B 兩點(diǎn)是否會(huì)破壞？21、 已知巖石的單軸抗拉強(qiáng)度Tt=15MPa 試用格里菲斯強(qiáng)度曲線來判斷裂隙在側(cè)壓力T3= 20MPa寸， 裂隙進(jìn)一步破壞的最在主應(yīng)力T1等于多少？它是屬于何種強(qiáng)度條件下的破壞？22、 已知巖石試件的凝聚力 C= 9.5MPa,其內(nèi)摩擦角 = 38，試用庫侖準(zhǔn)則和格里菲斯理論求其單

26、 向抗壓強(qiáng)度。23、 已知某采場圍巖的力學(xué)指標(biāo)：Tc=100MPaTt=-20MPa 凝聚力 C= 45MPa 內(nèi)摩擦角 = 48, 若該采場頂板某點(diǎn)主應(yīng)力T1= 200MPaT3= 10MPa 試求：(1 )由莫爾庫侖強(qiáng)度理論判斷，該點(diǎn)是否會(huì)破壞？(2)由格里菲斯強(qiáng)度理論判斷，該點(diǎn)是否破壞？(3)若會(huì)破壞，它們破壞面與最大主應(yīng)力的夾角是多少？24、 圓形隧道的半徑 a=1.5m,埋藏深度 H= 100m 巖石容重Y=2.7g/cm3,泊松比卩=0.2。(1) 試?yán)L出9=0、n/2 處隧道圍巖的徑向和切向應(yīng)力分布圖，與隧道周邊的距離等于多少時(shí)才是原 巖應(yīng)力。(2) 試?yán)L應(yīng)力集中系數(shù)圖，分析最大

27、應(yīng)力集中在什么位置。( 3)分析應(yīng)力分布特點(diǎn)是什么？(4)假若側(cè)壓系數(shù)X=0 時(shí)應(yīng)力分布圖又如何？25、已知大理巖單向抗壓強(qiáng)度Tc=80MPa 內(nèi)摩擦角 =25,試計(jì)算側(cè)壓為 40MPa 時(shí)，其三軸抗壓強(qiáng) 度為多少？26、 已知白云質(zhì)灰?guī)r通過彈性波測量，其縱波速度VP=5500m/s,橫波速度 VS=3300m/s。巖體的容重丫=2.71g/cm3，泊桑比卩=0.23。試求巖體的動(dòng)彈性參數(shù)。27、 圓形洞室半徑 a=2.5m,埋藏深度 H= 120m 巖石容重丫 = 2.1g/cm3，泊松比卩=0.2，側(cè)壓系數(shù)入 =0.5，巖體的彈性模量 E= 2XlO4MPa 試求硐頂和硐壁的應(yīng)力以及位移。

28、28、 在堅(jiān)硬的巖體中開挖一個(gè)近似橢圓形洞室，硐跨 2a=8m硐高2b=12m硐體埋藏深度H=200m 巖體容重p=2.5g/cm3，泊松比卩=0.35，巖石單軸抗壓強(qiáng)度cc=96MPa 求洞室是否穩(wěn)定。29、 某礦表土深度為 150m 表土的平均容重丫二 1.80g/cm3，粘聚力 C= 0,內(nèi)摩擦角 = 20,巖體3的平均容重丫= 2.6g/cm，巖體的泊松比卩=0.25。試求離地表深度 150m 處表土內(nèi)的自重應(yīng)力以及 300m 深度處的原巖自重應(yīng)力，并作出應(yīng)力圓。1030. 已知巖樣的容重 Y=24.5kN/m3，比重=2.85，天然含水量（同土力學(xué)概念）嘰=8%，試計(jì)算該巖 樣的孔隙

29、率n,干容重d及飽和容重m。31. 有一長 2.0m、截面積 0.5m2的大理巖柱體，求在環(huán)境溫度驟然下降 40C條件下，巖柱散失的熱 量及因溫差引起的變形大??？（已知大理巖石比熱c = 0.85J/gC，線膨脹系數(shù):=1.5 101/ C）。32. 在由中?；◢弾r構(gòu)成的工程巖體中， 有三組原生節(jié)理互成直角相交， 各組節(jié)理的間距分別為 20cm 30cm和 40cm,試計(jì)算裂隙頻率和結(jié)構(gòu)體的大小，并判斷該巖體屬于哪種結(jié)構(gòu)類型。33.據(jù)現(xiàn)場觀測，中?；◢弾r體中節(jié)理均呈微張開（寬度小于 1mm）節(jié)理面有輕度風(fēng)化，但保持潮濕 狀態(tài)，又實(shí)測點(diǎn)荷載指數(shù)為 7.5，如按最有利的條件開鑿直徑 5m 的隧洞，

30、試估算無支護(hù)條件下的洞壁最 長穩(wěn)定時(shí)間。34.將一個(gè)巖石試件進(jìn)行單軸試驗(yàn)，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到120MPaP 寸即發(fā)生破壞，破壞面與大主應(yīng)力平面的夾角（即破壞所在面與水平面的仰角）為 60，假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化（即遵循莫爾庫倫破壞 準(zhǔn)則），試計(jì)算：1） 內(nèi)摩擦角。2） 在正應(yīng)力等于零的那個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度。3） 在上述試驗(yàn)中與最大主應(yīng)力平面成 30夾角的那個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度。4） 破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。5） 預(yù)計(jì)一下單軸拉伸試驗(yàn)中的抗拉強(qiáng)度。6） 巖石在垂直荷載等于零的直接剪切試驗(yàn)中發(fā)生破壞，試畫出這時(shí)的莫爾圓。7） 假若巖石的抗拉強(qiáng)度等于其抗壓強(qiáng)度的10%你如何改變莫爾包絡(luò)線去代替那種

31、直線型的破壞包絡(luò)線。8）假若將一個(gè)直徑為 8cm 的圓柱形試件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試預(yù)計(jì)一下要用多大的扭矩才能使它破壞？35.將直徑為 3cm的巖心切成厚度為 0.7cm 的薄巖片，然后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，當(dāng)荷載達(dá)到10000N 時(shí)，巖片即發(fā)生開裂破壞，試計(jì)算試件的抗拉強(qiáng)度。36.巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度為 130MPa 泊松比卜=0.25。1）巖石試件在三軸試驗(yàn)中破壞，破壞時(shí)的最小主應(yīng)力為130MPa 中間主應(yīng)力為 260MPa 試根據(jù)八面體剪應(yīng)力理論的破壞準(zhǔn)則推算這時(shí)的最大主應(yīng)力匚1;2）根據(jù)最大正應(yīng)變理論的破壞準(zhǔn)則，回答 1）提出的問題。習(xí)題 3-4 上題中，設(shè)2 -50，=35，5 =100kPa,

32、垂直應(yīng)力二y=1000kPa。在這巖體內(nèi)開挖一個(gè)洞室，必須對(duì)邊墻施加 150kPa 的水平壓力才能使邊墻穩(wěn)定，試推算節(jié)理面上的孔隙水壓力pw。37.用直徑為 5cm 高度為 10cm 的圓柱形粘土巖試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，已測得的軸向力和變形量如表 4-7 所示，試計(jì)算相應(yīng)于彈性變形的 E 和J。軸向力軸向壓縮量側(cè)向膨脹量軸向力軸向壓縮量側(cè)向膨脹量(N)量(mm)(mm)(N)(mm)(mm)1100000.0800.0166000.03025000.14010000.05050000.22015000.07060000.26020000.09070000.30025000.1100.01875

33、000.3300.05600.0400.00900.1200.02525000.11075000.33030000.13090000.40040000.170100000.4400.07550000.2200.03700.1600.03538.在用地震波法動(dòng)力測試中，已經(jīng)測得縱波波速Cp=4500m/s，橫波波速Cs=2500m/s，設(shè)巖體的密度2700kg/m3，試計(jì)算 E 和。39.在圓形試驗(yàn)洞的洞壁上的測點(diǎn) 1 處進(jìn)行應(yīng)力測量（用應(yīng)力解除法），應(yīng)變花按等邊三角形布置， 見題5-1 圖中黑粗線，其中有一應(yīng)變元件布置成與 z 軸平行量測；!（見題 5-1 圖）。今測得三個(gè)方向的應(yīng) 變?yōu)椋海唬?/p>

34、=402 10“，；2=334 10 ”，；3=298 10出，已知巖石的彈性模量 E=4X104MPa 泊松比=0.25。1） 試求測點(diǎn) 1 處的大小主應(yīng)變；max、；min以及它們的方位。2） 試求大、小主應(yīng)力二max、二min。3） 試求該點(diǎn)處的縱向應(yīng)力cz（即沿 Z 方向的法向應(yīng)力）。4）今在與點(diǎn) 1 同一橫斷面上的測點(diǎn) 2 處測得切向應(yīng)力二d,2=10.8MPa 試求巖體的初始應(yīng)力Pv和Ph。40. 某地?cái)M開挖大跨度的圓形隧洞，需事先確定開挖后洞壁的應(yīng)力值。為此在附近相同高程的試驗(yàn)洞內(nèi)作了巖體應(yīng)力測量工作，測得天然應(yīng)力為：pv=1.4MPaPh=2MPa 試求開挖后洞壁 A、B、C

35、三點(diǎn)的應(yīng)力。41. 在上題中，將洞室改為寬高比 B/h=0.5 的橢圓洞室，試計(jì)算相應(yīng)點(diǎn) A、B 的應(yīng)力；其次改為 B/h=2 的橢圓洞室，計(jì)算相應(yīng)點(diǎn) A B 的應(yīng)力，試討論三種情況中哪一種最有利，哪一種最不利。42. 今在K 的均質(zhì)石灰?guī)r體地表下 100m 深度處開挖一個(gè)圓形洞室，已知巖體的物理力學(xué)性指標(biāo) 為：吋-25kN/m3，C=0.3MPa,:=36試問洞壁是否穩(wěn)定？43. 設(shè)有一排寬度為 15m 高度 h=7.5m 的圓角矩形洞室。它們的間距（中心到中心）為 25m 這排洞室在均質(zhì)、各向同性的砂巖中的 300m 深度處。巖體的物理力學(xué)性指標(biāo)為：=25.6kN/m3，抗壓強(qiáng)度Rc=10

36、0MPa 抗拉強(qiáng)度Rt=10MPa 泊松比卩=0.5，K=1，試求洞群的安全系數(shù)。44.在地下 50m 深度處開挖一地下洞室，其斷面尺寸為 5mX5m 巖石性質(zhì)指標(biāo)為：凝聚力 c=200kPa, 內(nèi)摩擦角護(hù)=33:容重Y=25kN/m，側(cè)壓力系數(shù)K=0.7。已知側(cè)壁巖石不穩(wěn)，試用太沙基公式計(jì)算洞 頂垂直山巖壓力及側(cè)墻的總的側(cè)向山巖壓力。45.某圓形隧洞直徑 8m 圍巖裂隙很發(fā)育，且裂隙中有泥質(zhì)填充。隧洞埋深為120m 圍巖的力學(xué)指標(biāo)為：c=400kPa, =40，考慮到隧洞襯砌周圍的回填不夠密，凝聚力和內(nèi)摩擦角均有相應(yīng)的降低。1）試求塑性松動(dòng)圈子的厚度（取 c=0.25c）；2）試求松動(dòng)壓力P

37、a。1246.設(shè)有一直墻拱頂?shù)叵露词?，圍巖中有一組結(jié)構(gòu)面，其傾角 1=46。結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度指標(biāo)為Cj=0, 半j=40。結(jié)構(gòu)面上的孔隙水壓力Pw=200kPa。已知洞室側(cè)壁垂直應(yīng)力為 =1MPa 洞頂?shù)乃綉?yīng)力Cx=500kPa,問側(cè)壁和洞頂是否穩(wěn)定，若不穩(wěn)定，則進(jìn)行支護(hù)，洞壁支護(hù)和洞頂支護(hù)上的壓力各為多少？47. 在巖石中開挖一圓形洞室，其半徑r=5m，用噴混凝土層支護(hù)?；炷量箟簭?qiáng)度為24MPa 已知Pi=0.4MPa 求噴層厚度。48.有壓隧洞的最大內(nèi)水壓力 p=2.8MPa,隧洞（內(nèi)）半徑為 2.3m，用厚度為 0.4m 的混凝土襯砌。已知 混凝土的彈性模量E,=1.8X104MPa 泊

38、松比 岀=0.333。巖石的彈性模量E2=1.1X104MPa 泊松比J2=0.367。試求：1）離中心 2.5m 處的襯砌內(nèi)的應(yīng)力；2）離中心 3.5m 處的圍巖附加應(yīng)力。49. 有壓隧洞的最大內(nèi)水壓力 p=2.5MPa 隧洞直徑為 4m 用厚度為 0.4m 的混凝土襯砌，已知混凝 土的彈性模量 E =1.5X104MPa 泊松比J1=0.3，巖石彈性抗力系數(shù)k（注意：即半徑為 1m 時(shí)的 k）=5000MPa/m 試求離隧洞中心 5m 處的附加應(yīng)力。50. 設(shè)巖基上條形基礎(chǔ)受傾斜荷載，其傾斜角 5 =18，基礎(chǔ)的埋置深度為 3m,基礎(chǔ)寬度 b=8m 巖基 巖體的物理力學(xué)性指標(biāo)是：V=25k

39、N/mi，c=3MPa 申=31 ，試求巖基的極限承載力，并繪出其相應(yīng)的滑 動(dòng)面。51. 某混凝土壩重 90000kN（以單位寬度即 1m 計(jì)），建在巖基上。巖基為粉砂巖，干容重d=25kN/m，孔隙率 n=10%壩基內(nèi)有一傾向上游的軟弱結(jié)構(gòu)面 BC,該面與水平面成 15角。結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度指標(biāo)為： 凝聚力q=200kPa,內(nèi)摩擦角j=20o建壩后由于某原因在壩踵巖體內(nèi)產(chǎn)生一條鉛直張裂隙，與軟弱結(jié)構(gòu)面 BC 相交，張裂隙的深度為 25m，設(shè) BC 內(nèi)的水壓力按線性規(guī)律減少。問庫內(nèi)水位上升高度H 達(dá)到何值時(shí)，壩體和地基開始沿 BC 面滑動(dòng)？52. 有一巖坡如題 9-1 圖所示，坡高 H=100m 坡

40、頂垂直張裂隙深 40m 坡角G =35=,結(jié)構(gòu)面傾角P=20=。巖體的性質(zhì)指標(biāo)為：Y=25kN/m,Cj=0,片=25。試問當(dāng)裂隙內(nèi)的水深 J 達(dá)何值時(shí)，巖坡處 于極限平衡狀態(tài)？53.已知均質(zhì)巖坡的=30=,c=300kPa, =25kN/mi,問當(dāng)巖坡高度為 200m 時(shí)，坡角應(yīng)當(dāng)采用多少度？54.上題中如果已知坡角為 50 度，問極限的坡高是多少？55.設(shè)巖坡的坡高 50m,坡角口 =55 1 坡內(nèi)有一結(jié)構(gòu)面穿過，其傾角 B =35 在邊坡坡頂面線 10m 處有一條張裂隙，其深度為 Z=18m 巖石性質(zhì)指標(biāo)為 Y=26kN/m, o =60kPa,甲廣 30，求水深Z對(duì)邊 坡安全系數(shù)Fs的

41、影響。模擬試卷一、名詞解釋（每詞 2 分，共 20 分）1、結(jié)構(gòu)面2、蠕變3、飽和吸水率4、強(qiáng)度判據(jù)135、圍巖6、剪切剛度7、天然應(yīng)力8 RQD 值9、圍巖抗力系數(shù)10、巖石軟化性二、填空（每空 1 分，共 30 分）1、結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度通常用（）和（）表示，結(jié)構(gòu)面形態(tài)通常考慮結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺诘模ǎ┖停ǎ﹥蓚€(gè) 方面。2、表征巖石抗剪強(qiáng)度的基本指標(biāo)是（）和（） 。3、垂直層面加壓時(shí)，巖體的抗壓強(qiáng)度比平行層面加壓時(shí)（） ，而變形模量則比平行層面加壓時(shí)（） 。4、 有一對(duì)共軛剪節(jié)理，其中一組走向?yàn)?N3dE,另一組走向?yàn)?N30W 問形成該剪節(jié)理的最大主應(yīng)力（T i的方向?yàn)椋ǎ患俣◣r石強(qiáng)度服從莫爾

42、直線型強(qiáng)度理論，則該巖體的內(nèi)摩擦角為（）。5、 測定巖石抗拉強(qiáng)度的方法有（）和（） 。6、 RMR 分類依據(jù)的分類指標(biāo)為（）、（）、（）、（）和（）。7、 從力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，巖石的脆性破壞有（）和（）兩種。8、 天然應(yīng)力為靜水壓力狀態(tài)時(shí)，洞壁上一點(diǎn)的剪應(yīng)力為（） ，徑向應(yīng)力為（） ，重分布應(yīng)力中的（）為最大主應(yīng)力，（）為最小主應(yīng)力。9、 巖體天然應(yīng)力的測量方法主要有（） 、（）和（）。10、 按邊坡巖體中滑動(dòng)面形態(tài)、數(shù)目及組合關(guān)系，把邊坡巖體破壞類型劃分為（）、（）、（）和（）四種。三、問答（共 30 分）1、試述地下洞室彈性圍巖重分布應(yīng)力的基本特點(diǎn)。（ 10 分）2、試述粗糙起伏無充填結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度特征（要