巖石力學(xué)考試試題及復(fù)習(xí)資料(東拼西湊版)

1、巖石力學(xué) 1 研究巖石力學(xué)的意義？（1）巖石力學(xué)來源于生產(chǎn)實(shí)踐，與人類的生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)（2）巖石力學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有廣泛的應(yīng)用（水利建設(shè)、民用建筑、采礦工程、核能工業(yè)、石油工程：井壁穩(wěn)定性分析、水力壓裂、出砂預(yù)測(cè)、地層可鉆性預(yù)測(cè)鉆頭優(yōu)選、定向射孔、套管損壞機(jī)理、地面沉降。確定井壁失穩(wěn)機(jī)理和安全泥漿密度窗口。）（3）不重視巖石力學(xué)研究將造成工程事故2 井壁失穩(wěn)的危害？引起井下復(fù)雜或事故（惡性卡鉆、嚴(yán)重漏失井噴），嚴(yán)重影響鉆探速度，造成經(jīng)濟(jì)損失，影響測(cè)井、固井質(zhì)量，對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生損害，影響勘探成功率。3 巖石力學(xué)：巖石力學(xué)是研究巖石力學(xué)性能的理論和應(yīng)用科學(xué)，是運(yùn)用力學(xué)和物理學(xué)的原理研究巖石的力學(xué)和

2、物理性質(zhì)的一門科學(xué)。4巖石：巖石是構(gòu)成地殼的基本材料，是經(jīng)過地質(zhì)作用而天然形成的（一種或多種）礦物集合體，具有一定的強(qiáng)度。5 巖石分類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖6 巖石力學(xué)研究對(duì)象的特點(diǎn)？不連續(xù)性：巖石物理力學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)不連續(xù)變化的性質(zhì)。不均勻性：指天然巖體的物理、力學(xué)性質(zhì)隨空間位置不同而異的特性。各向異性：是指天然巖體的物理力學(xué)性質(zhì)隨空間方位不同而異的特性，具體表現(xiàn)在它的強(qiáng)度及變形特性等各方面。滲透性：有壓水可以透過巖石的孔隙、裂隙而流動(dòng)，巖石能透過水的能力稱為巖石的滲透性。7 正斷層：上盤相對(duì)下盤向下滑動(dòng)。逆斷層：斷層上盤相對(duì)下盤向上滑動(dòng)。8 節(jié)理：巖石中的裂隙或破裂面，沿著節(jié)理面兩側(cè)的巖塊基

3、本沒有發(fā)生過相對(duì)位移或沒有明顯的相對(duì)位移9 巖石力學(xué)研究方法：科學(xué)試驗(yàn)和理論分析10 巖石的組構(gòu)特征及對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響？組成巖石的礦物：硅酸鹽類礦物、粘土礦物、碳酸鹽類礦物、氧化物類礦物。組成巖石的礦物成分及其相對(duì)含量在一定程度上決定著巖石的力學(xué)性質(zhì)。含硬度大的粒狀礦物愈多，巖石強(qiáng)度高花崗巖、閃長(zhǎng)巖、玄武巖。含硬度小的片狀礦物愈多，巖石強(qiáng)度愈低粘土巖、泥巖。CaCO3含量愈高，強(qiáng)度高。泥質(zhì)含量高的，力學(xué)性質(zhì)差。強(qiáng)度上：硅質(zhì)>鐵質(zhì)>鈣質(zhì)>泥質(zhì)。粘土礦物： 蒙脫石含量高軟，易變形，易水化。伊利石含量高硬脆，不易變形，不易水化。巖石的結(jié)構(gòu)：顆粒大小 強(qiáng)度： 粗粒<細(xì)粒。顆粒形

4、狀 強(qiáng)度： 粒狀、柱狀>片狀>鱗狀排列形式 強(qiáng)度： 等粒>不等粒微結(jié)構(gòu)面：降低巖石強(qiáng)度，導(dǎo)致巖石力學(xué)性質(zhì)各向異性結(jié)晶連結(jié)膠結(jié)連結(jié)：基底型、接觸型、間隙型、溶蝕型11 張性破裂面：是由張力形成的，在破壞過程中，破壞面兩側(cè)巖體僅沿破裂面法向發(fā)生分離位移。剪性破裂面：是由剪應(yīng)力而形成的，破裂面兩側(cè)巖體沿破裂面切線方向發(fā)生有不同程度的滑錯(cuò)位移。12 巖石的物理性質(zhì)？物理性質(zhì)是指巖石由于三相組成的相對(duì)比例關(guān)系不同所表現(xiàn)的物理狀態(tài)。（1）巖石的密度（2）巖石的孔隙性顆粒密度(s)：巖石固體部分的質(zhì)量與其體積的比值。它不包含孔隙在內(nèi)，因此其大小僅取決于組成巖石的礦物密度及其含量：s= ms

5、/Vs塊體密度（或巖石密度）是指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量，按巖石的含水狀態(tài)，又有干密度（d）、飽和密度（sat）和天然密度（）之分，在未指明含水狀態(tài)時(shí)一般指巖石的天然密度?？紫抖龋簬r石中孔隙體積與巖石總體積之比 (多用百分?jǐn)?shù)表示)。一般巖石的孔隙度在0.1-0.35之間。 裂隙率：巖石中各種節(jié)理、裂隙的體積與巖石總體積之比稱裂隙率?？紫侗龋簬r石中孔隙的體積與固體顆粒體積之比稱巖石的孔隙比(多以小數(shù)表示)e 孔隙比; n孔隙度13 巖石的水理性質(zhì)？巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為水理性質(zhì)。主要有：1.吸水性2.軟化性3.抗凍性4.透水性吸水率(Wa)：巖石試件在大氣壓力和室溫條件下自由吸入水的

6、質(zhì)量(mw1)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比。巖石的飽和吸水率(Wp)：巖石試件在高壓(一般壓力為15MPa)或真空條件下吸入水的質(zhì)量(mw2)與巖樣干質(zhì)量(ms)之比。飽水系數(shù)：巖石的吸水率(Wa)與飽和吸水率(Wp)之比，稱為飽水系數(shù)。軟化性：巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)?？箖鲂裕簬r石抵抗凍融破壞的能力?？扇苄裕菏侵笌r石被水溶解的性能。膨脹性：巖石吸水后體積增大引起巖石結(jié)構(gòu)破壞的性能稱膨脹性。崩解性：巖石被水浸泡，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到完全破壞呈碎塊狀崩開散落的性能。14 應(yīng)力： 正應(yīng)力、剪應(yīng)力。一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)有9個(gè)分量。15 剪應(yīng)力互等定理巖石處于靜平衡狀態(tài)受力平衡和力矩平衡16 應(yīng)變：17 巖石變形的概

7、念：指巖石在任何物理因素作用下形狀和大小的變化。工程最常研究的是由于力的影響所產(chǎn)生的變形。18 分類：按照巖石的應(yīng)力-應(yīng)變-時(shí)間關(guān)系，可將其力學(xué)屬性劃分為彈性、塑性和粘性。19 彈性：一定應(yīng)力范圍內(nèi)，物體受外力作用產(chǎn)生變形，而去除外力后能夠立即恢復(fù)原有形狀和尺寸大小的性質(zhì)20 塑性：物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除后不能完全恢復(fù)原狀的性質(zhì)21 粘性：物體受力后變形不能在瞬時(shí)完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)22 空隙閉合應(yīng)力：?jiǎn)屋S壓縮狀態(tài)下使巖石中的空隙閉合的最下應(yīng)力23 比例彈性極限或彈性極限：應(yīng)力應(yīng)變曲線保持直線關(guān)系的極限應(yīng)力24 屈服應(yīng)力：?jiǎn)屋S壓縮狀態(tài)下巖石出現(xiàn)塑性變形的極限應(yīng)力25

8、擴(kuò)容：壓縮應(yīng)力下巖石體積出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象稱為巖石擴(kuò)容26 峰值強(qiáng)度：?jiǎn)屋S壓縮下巖石所能承受的最大應(yīng)力成為峰值強(qiáng)度27 變形的5個(gè)階段： 空隙壓密階段(OA) 彈性變形階段(AB) 微裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段(BC) 微裂隙非穩(wěn)定發(fā)展階段(CD) 破壞后階段(DE) 28 變形模量：是指單軸壓縮條件下，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直線型，這時(shí)變形模量又稱為彈性模量29側(cè)脹系數(shù)：是指單軸壓縮條件下，徑向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比。應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直線型，這時(shí)側(cè)脹系數(shù)又稱為泊松比30 圍壓對(duì)變形破壞的影響：巖石破壞前應(yīng)變峰值強(qiáng)度隨s3增大而增大隨s3增大巖石變形模量增大，軟巖增大明顯，致密的硬巖增大不明

9、顯隨s3增大，巖石的塑性不斷增大，隨s3增大到一定值時(shí)，巖石由彈脆性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄?。這時(shí)，s3的大小稱為“轉(zhuǎn)化壓力” 。隨s3的增大，巖塊從脆性劈裂破壞逐漸向塑性剪切及塑性流動(dòng)破壞方式過渡。31 巖石的流變性主要包括以下幾個(gè)方面：蠕變：在恒定應(yīng)力條件下，變形隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)的現(xiàn)象松弛：應(yīng)變一定時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間逐漸減小的現(xiàn)象流動(dòng)特征：指時(shí)間一定時(shí)，應(yīng)變速率與應(yīng)力的關(guān)系長(zhǎng)期強(qiáng)度：指長(zhǎng)期荷載（應(yīng)變速率小于10-6s）作用下巖石的強(qiáng)度32 蠕變劃分為三個(gè)階段：初始蠕變階段（減速蠕變階段）、等速蠕變階段（穩(wěn)定蠕變階段)、加速蠕變階段33 Maxwell模型蠕變方程： 松馳方程：性質(zhì)：有彈性變形、粘性流動(dòng)，有松馳

10、34 kelvin模型 蠕變方程： 卸載蠕變方程（后效）：描述的性質(zhì)： a. 無瞬時(shí)彈性變形b. 無粘性流動(dòng)（無永久變形）c. 有彈性后效d. 無松弛35 巖石破壞的形式主要有：1脆性破壞（* 拉伸破壞* 剪切破壞）2延性破壞36 脆性破壞：巖石在荷載作用下沒有顯著覺察的變形就突然破壞。37 延性破壞：巖石在破壞之前變形很大，且沒有明顯的破壞荷載，表現(xiàn)出顯著的塑性變形，流動(dòng)或擠出，這種破壞稱為延性或韌性破壞。38 巖石強(qiáng)度：巖石的強(qiáng)度是指荷載作用下巖石的抵抗破壞的能力。39 巖石試樣的破壞形式：劈裂破壞、剪切破壞、延性破壞40 巖石抗壓強(qiáng)度的影響因素：（1）巖石自身性質(zhì)的因素巖石自身的性質(zhì)（礦

11、物組成、顆粒大小及形狀、粒間連接、結(jié)構(gòu)特征、微結(jié)構(gòu)面、風(fēng)化程度）對(duì)其抗壓強(qiáng)度起決定作用（2）試驗(yàn)條件方面的因素 試樣的的幾何形狀及加工精度； 加載速率； 端面條件-端面效應(yīng)； 層理結(jié)構(gòu)-取心方式（3）環(huán)境的影響溫度和濕度的影響41 巖石的強(qiáng)度準(zhǔn)則：表征巖石破壞條件的應(yīng)力狀態(tài)與巖石強(qiáng)度參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，稱為破壞判據(jù)或稱強(qiáng)度準(zhǔn)則、強(qiáng)度判據(jù)。 42聲波時(shí)差測(cè)井、伽瑪測(cè)井43 測(cè)井資料解釋巖石力學(xué)參數(shù)-彈性參數(shù)巖石抗壓強(qiáng)度：GR測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定泥質(zhì)含量：GCUR希爾奇指數(shù)，老地層2，第三系地層3.7抗拉強(qiáng)度： 粘聚力：內(nèi)摩擦角：44由鉆井液柱壓力P引起的應(yīng)力 ：45直井井眼周圍地層應(yīng)力狀態(tài)46 直井井眼周

12、圍應(yīng)力分布的特點(diǎn)是什么？47天然應(yīng)力：人類工程活動(dòng)之前，天然狀態(tài)下，巖體內(nèi)部存在的應(yīng)力，稱為巖體天然應(yīng)力或巖體初始應(yīng)力，有時(shí)也稱為地應(yīng)力。48重布應(yīng)力：人類進(jìn)行工程建設(shè)將引起一定范圍內(nèi)巖體初始應(yīng)力的改變，工程建設(shè)擾動(dòng)后的巖體應(yīng)力稱為重布應(yīng)力或二次應(yīng)力。49進(jìn)行地應(yīng)力研究的意義：是所有地質(zhì)力學(xué)問題中重要的初始條件； 是勘探、鉆井及油藏等石油工程的重要參數(shù)； 是鉆井工程中井壁穩(wěn)定分析的重要參數(shù)； 是采油工程中出砂防砂分析的重要參數(shù)； 是油氣層增產(chǎn)改造措施制定的重要參數(shù)；50水平主應(yīng)力的求?。?在沉積巖中，地應(yīng)力的大小一般應(yīng)用下述方法獲得：構(gòu)造地質(zhì)力學(xué)方法、水力壓裂法、室內(nèi)巖心試驗(yàn)法、建立在測(cè)井資料

13、上的方法地應(yīng)力的方向一般用下述方法獲得：井壁崩落橢圓法、壓裂井井下電視法51出砂：是指在油氣開采過程中砂粒隨流體從油層中運(yùn)移出來的現(xiàn)象。52出砂的危害：減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè)、地面和井下設(shè)備磨蝕、套管損壞，油井報(bào)廢、安全及環(huán)境問題53出砂的三種類型：不穩(wěn)定出砂、連續(xù)性出砂、突發(fā)性大量出砂54 出砂來源：充填砂、骨架砂55出砂預(yù)測(cè)技術(shù)：出砂可能性的預(yù)測(cè)、出砂壓差的預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層壓力衰竭對(duì)出砂臨界壓差的影響、出砂量預(yù)測(cè)技術(shù)聲波時(shí)差法B指數(shù)法Schlumberger指數(shù)法56 出砂可能性的預(yù)測(cè)：孔隙度法、巖石剪切模量與體積壓縮系數(shù)比法、組合模量法57 水力壓裂讀圖計(jì)算58 坍塌及破裂壓力推導(dǎo)計(jì)算1.什么叫巖石？

14、什么叫巖體？它們之間的區(qū)別何在？答：巖石，是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。 巖體，是指一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體，它經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的自然歷史過程，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，在其內(nèi)部保留了各種永久變形和各種各樣的地質(zhì)構(gòu)造形跡（不整合、褶皺、斷層、層里、節(jié)理、劈理等不連續(xù)面。 巖石和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干連續(xù)面，巖體的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石強(qiáng)度。2.巖石按照成因分成哪幾類？其各自的成因及特征是什么?試舉出幾種巖石實(shí)例。答：按照成因，巖石可分成巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。巖漿巖是由巖漿冷凝而成的巖石。組成巖漿巖的各種礦物化學(xué)成分和物理

15、性質(zhì)較為穩(wěn)定，它們之間的連接是牢固的，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和均勻性（橄欖巖、流紋巖）。沉積巖是由母巖在地表經(jīng)風(fēng)化剝蝕而產(chǎn)生的物質(zhì)，通過搬運(yùn)、沉積、和固結(jié)作用而形成的巖石。沉積巖的物理力學(xué)特性與礦物和巖屑的成分，膠結(jié)物的性質(zhì)有很大關(guān)系，另外，沉積巖具有層理構(gòu)造（礫巖、頁巖、泥巖）。變質(zhì)巖是由巖漿巖、沉積巖甚至變質(zhì)巖在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)活動(dòng)性流體的影響下發(fā)生編制而形成的巖石。它的物理性質(zhì)與原巖的性質(zhì)、變質(zhì)作用的性質(zhì)和變質(zhì)程度有關(guān)（片麻巖、板巖、大理巖）。3.什么叫巖石力學(xué)？其研究?jī)?nèi)容是什么？研究方法有哪些？答：巖石力學(xué)是研究巖石及巖體在各種不同受力狀態(tài)下產(chǎn)生變形和破壞的規(guī)律，并在工程地質(zhì)定性

16、分析的基礎(chǔ)上定量地分析巖體穩(wěn)定性的一門學(xué)科。巖石力學(xué)研究的內(nèi)容：(1)基本原理，包括巖石的破壞、斷裂、蠕變及巖石內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變理論等的研究；（2）實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)，包括各種靜力和動(dòng)力方法，以確定巖塊和巖體在靜力和動(dòng)力作用下的性狀及tanti內(nèi)的初始應(yīng)力；（3）在實(shí)際應(yīng)用方面，包括地表巖石地基的穩(wěn)定和變形問題、巖石邊坡的穩(wěn)定性等問題的研究。研究方法有科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法。4.巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)主要有哪些？它們是如何定義的？答：質(zhì)量密度（單位體積的質(zhì)量）；重度（單位體積的重量）；相對(duì)密度（巖石的干重量除以巖石的實(shí)體積所得的量與1個(gè)大氣壓下4攝氏度的純水的重度的比值）；孔隙率（孔隙體

17、積與總體積百分比）；孔隙比（孔隙體積與固體的體積之比）；含水率（天然狀態(tài)下巖石中水的重量與巖石烘干重量的百分比）；吸水率（干燥巖石試樣在一個(gè)大氣壓和室溫條件下吸入水的重量與巖石干重百分比）；飽水率（巖樣在強(qiáng)制狀態(tài)（真空、煮沸、高壓）下，巖樣的最大吸水重量與巖樣烘干重量的百分比）；滲透性（在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力）；膨脹性（巖石浸水后體積增大的性質(zhì)）；崩解性（巖石與水相互作用時(shí)失去黏結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能）；軟化性（巖石與水相互作用時(shí)強(qiáng)度降低的特性）；抗凍性（巖石抵抗凍融破壞的性能稱為巖石的抗凍性）。5.巖石的容重、密度取決于何種因素？與巖石的力學(xué)性質(zhì)有何相關(guān)

18、性？答：巖石的容重、密度取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含水量。巖石的重度在一定程度上反映出巖石力學(xué)性質(zhì)的優(yōu)劣，通常巖石的重度愈大，其力學(xué)性質(zhì)愈好。6.巖石的比重取決于何種因素？答：巖石的比重取決于組成巖石的礦物的相對(duì)密度，巖石中重礦物越多其比重越大，大部分巖石比重介于2.502.80之間。7.巖石含空隙指標(biāo)與巖石力學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？答：巖石含空隙指標(biāo)值越大巖石力學(xué)性質(zhì)就越差。8.巖石的吸水率取決于何種因素？與巖石力學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？答：巖石吸水率大小取決于巖石中孔隙數(shù)量多少和細(xì)微裂隙的連通情況。吸水率愈大，巖石的力學(xué)性能就愈差。9.巖石的飽水指標(biāo)與巖石的抗凍性有何相關(guān)性？答：巖石飽水指標(biāo)反

19、映巖石中張開型裂隙和孔隙的發(fā)育情況，對(duì)巖石的抗凍性有較大影響。飽水系數(shù)(吸水率與飽水率百分比)一般在0.50.8之間。試驗(yàn)表明，飽水系數(shù)<91%時(shí)，可免遭凍脹破壞。10.巖石的軟化、膨脹和崩解的機(jī)理是什么？它們與巖石的力學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？答：巖石的軟化機(jī)理，由于水分子進(jìn)入顆粒間的間隙而消弱了顆粒間的聯(lián)結(jié)造成的；崩解機(jī)理，由于水花過程中消弱了巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)引起的；膨脹機(jī)理，經(jīng)水化作用后相鄰顆粒間產(chǎn)生的契劈效應(yīng)，當(dāng)契劈作用力大于結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力，巖石顯示膨脹性。巖石的軟化、崩解和膨脹性質(zhì)越好，巖石力學(xué)性質(zhì)就越差。11.試推導(dǎo)用巖石的干容重、比重和水的容重表示巖石的空隙率和空隙比。答：已知巖石干容

20、重；比重；水的容重 據(jù)土力學(xué)公式：空隙比e = ；空隙率12、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?，吸水性越明顯。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)。13.試推導(dǎo)巖石吸水率與巖石大開空隙率的關(guān)系。解：設(shè)巖石的大開空隙率，大開空隙體積占總空隙體積的百分比為k，巖石相對(duì)密度為，則巖石吸水率與大開空隙率的關(guān)系表示如下：14.試推導(dǎo)巖石飽水率與巖石開型空隙率的關(guān)系。解：通常認(rèn)為，在高

21、壓條件下水能進(jìn)入巖樣所有敞開的空隙中。所以，由上題可知，巖石飽和吸水率與開型空隙率的關(guān)系如下（為巖石相對(duì)密度，為大開空隙率）：15.何謂巖石強(qiáng)度，取決于哪些因素？答：巖石在荷載作用下破壞時(shí)所承受的最大荷載應(yīng)力稱為巖石的強(qiáng)度。巖石的強(qiáng)度決定于很多因素，巖石結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、水、溫度、圍壓大小、各向異性等都影響巖石的強(qiáng)度。16.表示巖石強(qiáng)度的指標(biāo)主要有哪些？格式如何定義的？答：巖石的強(qiáng)度指標(biāo)主要有抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。其中，抗壓強(qiáng)度包括單軸抗壓強(qiáng)度（巖石試件在單軸壓力作用下所能承受的最大壓力）、三軸抗壓強(qiáng)度（巖石試件在三個(gè)方向應(yīng)力作用下的強(qiáng)度）；抗剪強(qiáng)度（巖石抵抗剪切破壞的極限能力）；抗拉強(qiáng)

22、度（巖石試件在單軸拉力作用下抵抗破壞的極限能力）。17. 巖石的抗壓、抗拉、抗剪指標(biāo)試驗(yàn)方法各有哪些，有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：抗壓指標(biāo)試驗(yàn)方法有直接單軸抗壓試驗(yàn)，普通三軸試驗(yàn)和真三軸試驗(yàn)?？估笜?biāo)試驗(yàn)有直接抗拉試驗(yàn)（缺點(diǎn)：試樣制備困難，且不易與拉力機(jī)固定），霹靂法（優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，只要有普通壓力機(jī)就可以進(jìn)行試驗(yàn)）。抗剪指標(biāo)試驗(yàn)方法有直接剪切試驗(yàn)（缺點(diǎn)：強(qiáng)度曲線并不是絕對(duì)嚴(yán)格的直線），契形剪切試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)（優(yōu)點(diǎn)：結(jié)果較精確）。18.試件的大小、形狀是如何影響巖石的力學(xué)性質(zhì)的？原因是什么？答：試件的形狀、和尺寸大小對(duì)強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在高徑比或高寬比和橫斷面積上。試件太長(zhǎng)、高徑比太大，會(huì)由于彈性不穩(wěn)

23、定提前發(fā)生破壞，降低巖石的強(qiáng)度。試件太短，又會(huì)由于試件端面與承壓板之間出現(xiàn)的摩擦力會(huì)阻礙試件的橫向變形，使試件內(nèi)部產(chǎn)生約束效應(yīng)，以致增大巖石的試驗(yàn)強(qiáng)度。試件橫斷面積減小，會(huì)相應(yīng)地增大端部約束效應(yīng)，因而強(qiáng)度也會(huì)有所提高。19.影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度有哪些？答：試件的形狀、尺寸、加載速率、加壓板與試件之間產(chǎn)生的摩擦力。巖石力學(xué)考試試題  2、巖體的尺寸效應(yīng)是指（    ）。    （ 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 

24、60;  （ 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3 、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（     ）。    （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(guó)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅(jiān)硬程序確定是按照（  

25、   ）。    （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？（    ）（A）錐形

26、（B）菱形（C）楔形（D）方形1、A    2、C    3、C    4、A   5、D  6、A    7、C    8、B    9、A  10、D 6、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7、巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（    ）（A）劈理面（

27、B）解理面（C）結(jié)構(gòu)（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（    ）（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)體對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序?yàn)椋?#160;  ）（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>文形結(jié)構(gòu)體>錐形結(jié)構(gòu)體（D）聚合型結(jié)構(gòu)體>方形

28、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(duì)的完整堅(jiān)硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（    ）（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 1、A    2、C    3、C    4、A   5、D  6、A    7、C    8、B    9、

29、A  10、D 選擇題1、在我國(guó)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（    ）。（A）1530MPa    （B）<5MPa    （C）515MPa     （D）<2MPa2、我國(guó)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖體完整性確定是依據(jù)（    ）。（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)3、在我國(guó)工

30、程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，較完整巖體表示巖體的完整性指數(shù)為（    ）。（A）0.550.35    （B）0.350.15    （C）>0.55    （D）0.750.554、在我國(guó)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？（    ）。（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

31、）節(jié)理密度和地下水5、我國(guó)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)哪些因素對(duì)巖石基本質(zhì)量進(jìn)行修正的？（    ）。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），6、某巖石、實(shí)測(cè)單軸飽和抗壓強(qiáng)度RC=55MPa，完整性指數(shù)KV=0.8，野外鑒別為原層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好，錘擊清脆有輕微回彈，按工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定該巖石的基本質(zhì)

32、量等級(jí)為（    ）（A）I級(jí)（B）II級(jí)（C）III級(jí)（D）IV級(jí)問答題1、為什么要進(jìn)行工程巖體分類？1、C    2、D    3、D    4、B    5、D    6、B 選擇題1、初始地應(yīng)力主要包括（    ）。（A）自重應(yīng)力            

33、0;          （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2、初始地應(yīng)力是指（     ）。（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）支護(hù)完成后圍巖中的應(yīng)力3、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向?yàn)?（&

34、#160;    ）。    A、鉛垂方向    B、近水平方向        C、斷層的走向方向    D、傾斜方向4、下列關(guān)于巖石初始應(yīng)力的描述中，哪個(gè)是正確的？（     ）。（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      &#

35、160; （D）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致5、如果不時(shí)行測(cè)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？（    ）（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>16、測(cè)定巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍采用的方法是（     ）（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)1、C    2、A    3、B    4、B    5、B  &

36、#160; 6、B 選擇題1、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)度計(jì)算題7.1解釋巖體原始應(yīng)力二次應(yīng)力圍巖壓力。7.2某直墻型隧道處于類圍巖，浄寬5.5m，浄高7.4m，圍巖容重   r=20              

37、;     ，適用鐵路隧道計(jì)算方法確定圍巖壓力。7.3一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m,圍巖巖石容重   r=23               內(nèi)摩檫角   q=36           ,巖石抗壓強(qiáng)度R=8Mpa,隧道寬6m,高8m,使用泰沙基理論

38、和普氏理論確定圍巖壓力。7.4類圍巖中的一直墻型隧道，埋深26m,圍巖容重22，      計(jì)算內(nèi)摩擦角30度，隧道寬6m,高8m。試按淺埋隧道確定圍巖壓力。1.1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成部分1.2大部分巖體屬

39、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2.1巖石的彈性模量一般指（  B   ）。（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

40、中的任一種2.2巖石的割線模量和切線模量計(jì)算時(shí)的應(yīng)力水平為（   D   ）。（A）       B 、      （C）       （D） 2.3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（ B   ）。（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)

41、延性特征2.4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2.5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

42、開的貫通引起的2.6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2.7劈裂試驗(yàn)得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的（  B  ）。（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9、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

43、對(duì)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(zhǎng)裂隙及其相互作用10、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11、已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的抗壓強(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12、當(dāng)巖石處于三向應(yīng)力狀態(tài)且比較大的時(shí)候，一

44、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13、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14、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°15、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）10511016、按照格理菲斯強(qiáng)度理論，脆性巖體

45、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 17、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 18、某巖石試件相對(duì)密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，則該巖石的干密度d為（ D ）（A）2.45 （B）2.46 （C）2.47 （D）2.4819、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)2、巖體的尺寸效應(yīng)是指（

46、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)（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（

47、 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)體對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響程度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(duì)的完整堅(jiān)硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)

48、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3、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4、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 5、如果不時(shí)行測(cè)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）>16、測(cè)定巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍采用的方法是（

49、 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)3.1  某均質(zhì)巖體的縱波波速是，橫波波速是，巖石容重，求巖體的動(dòng)彈性模量，動(dòng)泊松比和動(dòng)剪切模量。解：彈性理論證明，在無限介質(zhì)中作三維傳播時(shí)，其彈性參數(shù)間的關(guān)系式如下：               動(dòng)泊松比   動(dòng)彈性模量            

50、0;                                                  

51、60;         動(dòng)剪切模量G，按公式                      3.2  求在自重作用下地殼中的應(yīng)力狀態(tài)：如果花崗巖，泊松比，則一公里深度以下的應(yīng)力是多少？解：因?yàn)榈貧ず穸缺鹊厍虬霃叫〉亩?。在局部地區(qū)可以把地表看作一個(gè)半平面，在水平方向?yàn)椋疃纫矡o限?，F(xiàn)考慮地面下深度Z處的一個(gè)微小單元

52、體。它受到在它上邊巖、土體重量的壓力。在單位面積上，這個(gè)重量是，其中， 是它上面物體的體積，是物理單位體積的重量，因此：           如果單元體四周是空的，它將向四周膨脹，當(dāng)由于單元體四周也都在自重作用下，相互作用的影響使單元體不能向四周擴(kuò)張。即；    解之，則得：對(duì)于花崗巖，一公里深度以下的應(yīng)力為：由此可見，深度每增加一公里，垂直壓力增加，而橫向壓力約為縱向壓力的三分之一。6.1 設(shè)某花崗巖埋深一公里，其上復(fù)蓋地層的平均容重為，花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松比

53、。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力分別為（）。（A）2600和867（B）26000和8667 （C）2600和866（D）2600和866.7 解答（1）垂直應(yīng)力計(jì)算（2）水平應(yīng)力計(jì)算其中：側(cè)壓力系數(shù)的大小與巖體的性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)巖體處于彈性狀態(tài)時(shí)，采用彈性力學(xué)公式；當(dāng)巖體比較破碎時(shí)，采用松散介質(zhì)極限平衡理論公式；當(dāng)巖體處于潛塑狀態(tài)時(shí)，采用海姆公式。因?yàn)楸绢}巖體處于彈性狀態(tài)，所以采用彈性力學(xué)公式，側(cè)壓力系數(shù)為所以： 可見，本題的正確答案為（B）1. 圣維南原理：如果把物體的一小部分邊界上的面力，變換為分布不同但靜力等效的面力（主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩也相同），那么，近處的應(yīng)力分布

54、將有顯著的改變，但遠(yuǎn)處所受的影響可以不計(jì)。2. 逆解法：先設(shè)定各種形式的、滿足相容方程的應(yīng)力函數(shù)，并求出應(yīng)力分量；然后再根據(jù)應(yīng)力邊界條件和彈性體的邊界形狀，看這些應(yīng)力分量對(duì)應(yīng)于邊界上什么樣的面力，從而得知所選取的應(yīng)力函數(shù)可以解決的問題。6. 結(jié)構(gòu)面線連續(xù)性系數(shù)：沿結(jié)構(gòu)面延伸方向上，結(jié)構(gòu)面各段長(zhǎng)度之和與測(cè)線長(zhǎng)度的比值。8. 支承壓力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力增高部分稱為支承壓力。9. 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。10. 地應(yīng)力的間接測(cè)量法：借助某些傳感元件或某些媒介，測(cè)量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有關(guān)的間接物理量的變化，如巖體中的變

55、形或應(yīng)變，巖體的密度、滲透性、吸水性、電磁、電阻、電容的變化，彈性波傳播速度的變化等，然后由測(cè)得的間接物理量的變化，通過已知的公式計(jì)算出巖體中的應(yīng)力值。2. 將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到28MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為60°，設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則，（1）試求該巖石的內(nèi)摩擦角和粘聚力C，寫出摩爾-庫侖方程式？（2）畫出此受力狀態(tài)時(shí)的摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則示意圖。解：（1）根據(jù)摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為，并由題意知，所以得巖石的內(nèi)摩擦角。再由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，由題意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，繼而求得。即得摩

56、爾-庫侖方程式為。（2）3. 在地下400m深處，掘進(jìn)一個(gè)圓形巷道，斷面半徑為5m，覆蓋巖層的容重，側(cè)壓力系數(shù)為1，試求：（1）求離巷道壁面2m處圍巖的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力大?。浚?）繪出巷道頂板中線和側(cè)壁中線處的和曲線圖。解：（1）由題意知該巷道處的垂直應(yīng)力，并由側(cè)壓力系數(shù)為1，得水平應(yīng)力。由此得該圓形巷道處于靜水壓力下，此時(shí)圍巖的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力表達(dá)式為：再由題意知，式中原始應(yīng)力，斷面半徑，離巷道壁面2m處圍巖即為距巷道中心距離，代入上式得，。1. 巖石力學(xué)：巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性質(zhì)的一門理論和應(yīng)用科學(xué)，是探討巖石對(duì)周圍物理環(huán)境中力場(chǎng)的反應(yīng)。2. 半逆解法：針對(duì)所要求解的問題，根據(jù)彈性

57、體的邊界形狀和受力情況，假設(shè)部分或全部應(yīng)力分量的函數(shù)形式，并從而推出應(yīng)力函數(shù)的形式，然后代入相容方程，求出應(yīng)力函數(shù)的具體表達(dá)式，再由應(yīng)力函數(shù)求得應(yīng)力分量，并考察這些應(yīng)力分量能否滿足全部應(yīng)力邊界條件（對(duì)于多連體，還須滿足位移單值條件）。如果所有條件都能滿足，自然得出的就是正確解答。如果某方面的條件不能滿足，就要另作假設(shè)，重新進(jìn)行求解。6. 變形模量：在應(yīng)力應(yīng)變曲線上的任何點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)相連的割線斜率，表示該點(diǎn)所代表的應(yīng)力的變形模量。7. 巖體結(jié)構(gòu)：巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體形態(tài)和組合的特征。9. 支承應(yīng)力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力增高部分稱為支承壓

58、力。10. 地應(yīng)力的直接測(cè)量法：由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量和記錄各種應(yīng)力量，如補(bǔ)償應(yīng)力、恢復(fù)應(yīng)力、平衡應(yīng)力，并由這些應(yīng)力量和原巖應(yīng)力的相互關(guān)系，通過計(jì)算獲得原巖應(yīng)力值。1. 將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到40MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面的夾角為60°設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則，試求：（1）該巖石的內(nèi)摩擦角和粘聚力C？（2）當(dāng)對(duì)其進(jìn)行三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，圍壓為10MPa時(shí)，軸向壓應(yīng)力達(dá)到多少時(shí)巖石破壞？解：（1）根據(jù)摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為，并由題意知，所以得巖石的內(nèi)摩擦角。再由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，由題意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，

59、繼而求得。（2）當(dāng)進(jìn)行三軸實(shí)驗(yàn)時(shí)，由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合，即求得，即軸向壓應(yīng)力達(dá)到70MPa時(shí)巖石破壞。2. 在地下600m處，掘進(jìn)一圓形巷道，斷面半徑為3m，覆蓋巖層的容重，側(cè)壓力系數(shù)為1，試求：（1）求離巷道壁面4m處圍巖的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力大??？（2）繪出巷道頂板中線和側(cè)壁中線處的和曲線圖。解：（1）由題意知該巷道處的垂直應(yīng)力，并由側(cè)壓力系數(shù)為1，得水平應(yīng)力。由此得該圓形巷道處于靜水壓力下，此時(shí)圍巖的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力表達(dá)式為：再由題意知，式中原始應(yīng)力，斷面半徑，離巷道壁面4m處圍巖即為距巷道中心距離，代入上式得，。（2）簡(jiǎn)答題（5×4）1、 什么是巖石的全

60、應(yīng)力應(yīng)變曲線？巖石在單周壓縮荷載作用下，應(yīng)變隨應(yīng)力變化的關(guān)系曲線，包括（1）空隙裂隙壓密階段；（2）彈性變形階段；（3）微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段；（4）非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段；（5）破壞后階段。2、 巖石的蠕變？巖石的應(yīng)力保持不變，應(yīng)變隨時(shí)間增加而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。3、 巖體的結(jié)構(gòu)面？是指地質(zhì)過程中在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度、厚度相對(duì)較小的地質(zhì)面或帶，又稱為不連續(xù)面或帶。4、RQD法？取值方法？鉆探取芯的巖芯完整程度與巖體的原始裂隙、硬度、均質(zhì)性等狀態(tài)相關(guān)，鉆探取芯的巖芯復(fù)原率（巖芯采取率）可表征掩體質(zhì)量，該表征指標(biāo)稱之為巖體質(zhì)量指標(biāo)（RQD）; RQD=Lp/L×100%(Lp:大

61、于10cm的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度；L：巖芯取芯進(jìn)尺總長(zhǎng)度。5、 地應(yīng)力？地應(yīng)力是指存在于地層中未受擾動(dòng)的天然應(yīng)力，也稱原巖應(yīng)力、巖體初始應(yīng)力或絕對(duì)應(yīng)力。6、 巖石的滲透性？巖石在一定的水力梯度（I）或壓力差作用下，水滲透或穿透巖石的能力。7、巖爆？處于高地應(yīng)力狀態(tài)下的圍巖，在地下洞室開挖過程中，由于洞室周圍應(yīng)力集中而引起巖體貯存大量的彈性應(yīng)變能得到突然釋放，致使圍巖向著臨空方向產(chǎn)生脆性爆裂以彈性迸發(fā)出聲響的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。8、巖石的松弛？是指應(yīng)變保持不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間的增加而減小的現(xiàn)象。9、 新奧法？在巖體或土體中設(shè)置的以使地下洞室的周圍巖體形成一個(gè)中空筒狀支撐環(huán)結(jié)構(gòu)為目的地設(shè)計(jì)施工方程，利用圍巖的

62、自承作用支撐隧道。二、簡(jiǎn)答題（6×6）1、巖石與巖體的區(qū)別與聯(lián)系。巖石是由礦物+巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而成德自然物體，巖體是由巖石、地質(zhì)部連續(xù)面和不連續(xù)面內(nèi)填充物組合成的天然地質(zhì)體，巖體由于結(jié)構(gòu)面的存在強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石的強(qiáng)度。2、巖石的強(qiáng)度有哪幾種類型；由那幾個(gè)實(shí)驗(yàn)確定其特征值?巖石的強(qiáng)度有：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度（單軸壓縮實(shí)驗(yàn)）、抗拉強(qiáng)度(直接拉伸試驗(yàn)法，劈裂試驗(yàn)法，點(diǎn)載荷試驗(yàn)法，抗彎法試驗(yàn))、抗剪強(qiáng)度（抗剪斷試驗(yàn)）、三軸抗壓強(qiáng)度（真三軸加載實(shí)驗(yàn)，常規(guī)三軸加載實(shí)驗(yàn)）。3、巖體的變形曲線可以分成哪幾種類型；各有什么特點(diǎn)？（1）巖體壓縮變形曲線，特點(diǎn)：巖體的破壞過程一般呈柔性特征，通常巖體

63、完整性越差，巖體越破碎，盈利下降就越小，巖體脆性越差；（2）巖體剪切變形曲線，特點(diǎn)：屈服點(diǎn)以后，巖體內(nèi)某個(gè)結(jié)構(gòu)體或面可能先被剪壞，出現(xiàn)應(yīng)力降，未達(dá)到峰值是甚至有多次應(yīng)力降，當(dāng)應(yīng)力降達(dá)到一定值時(shí)未剪壞部分瞬間破壞，并伴有大的應(yīng)力降，隨后產(chǎn)生穩(wěn)定滑移；（3）巖體法向變形曲線，特點(diǎn)：法向變形的曲線各異，按P-W曲線和變形特征大致可分為：直線型、上凹形、上凸形、復(fù)合形。（4）巖體剪切變形曲線，特點(diǎn)：沿結(jié)構(gòu)面剪切和剪斷巖體的剪切曲線明顯不同，同時(shí)，沿平直光滑結(jié)構(gòu)面和粗超結(jié)構(gòu)面的剪切曲線也各異。4、巖體邊坡穩(wěn)定性的影響因素。（1）邊坡巖體中的結(jié)構(gòu)面，巖體的破壞總是沿著相對(duì)阻力較小的面發(fā)生，由于軟弱結(jié)構(gòu)面方

64、向巖體抗剪強(qiáng)度最低，所以，軟弱結(jié)構(gòu)面就成為了影響邊坡穩(wěn)定性的控制因素；（2）邊坡形態(tài)與幾何特征的改變，開挖人工邊坡時(shí)若切露了控制邊坡穩(wěn)定的主要軟弱結(jié)構(gòu)面，會(huì)導(dǎo)致邊坡巖體的變形與破壞；（3）邊坡巖體力學(xué)特性，各種地質(zhì)作用會(huì)改變邊坡巖體力學(xué)特性，往往使邊坡巖體強(qiáng)度減小，大大降低了邊坡巖體穩(wěn)定性，使邊坡變形與破壞；（4）邊坡的作用力，區(qū)域構(gòu)造力的變化、地震、爆破、地下靜水壓力與動(dòng)水壓力及施工荷載等，都使邊坡直接受力，對(duì)邊坡巖體的穩(wěn)定性影響直接而迅速。5、巖石地基設(shè)置中要考慮的問題。（1）足夠的地基巖體承載能力，以保證在外荷載作用下上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全；（2）在外荷載的作用下的巖石地基沉降值應(yīng)滿足建(構(gòu)

65、)筑物安全與正常使用的要求；（3）應(yīng)確保外荷載作用下的較弱巖性巖石的地基不發(fā)生滑動(dòng)破壞。6、巖體的結(jié)構(gòu)類型，與之相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體的形式和結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征。巖體結(jié)構(gòu)類型級(jí)巖體結(jié)構(gòu)級(jí)巖體構(gòu)造過渡型巖體結(jié)構(gòu)：軟硬結(jié)構(gòu)面混雜、結(jié)構(gòu)面無序狀排列散體結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)體塊裂結(jié)構(gòu)-板狀結(jié)構(gòu)體板裂結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面貫通切割碎裂結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面斷續(xù)切割斷續(xù)結(jié)構(gòu)無顯結(jié)構(gòu)面切割完整結(jié)構(gòu)7、圍巖分類及考慮的因素。圍巖分類分為：把圍巖分為IV類；考慮的因素有：巖石結(jié)構(gòu)面及組合狀態(tài)、巖體特性、地下水狀態(tài)、巖體結(jié)構(gòu)、巖石強(qiáng)度指標(biāo)、巖體聲波指標(biāo)、巖心質(zhì)量指標(biāo)RQD。8、巖體強(qiáng)度確定方法：:(1)通過現(xiàn)場(chǎng)巖體力學(xué)試驗(yàn)側(cè)定,稱為“巖體的試驗(yàn)強(qiáng)度”,(2)根據(jù)巖塊的室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度推斷巖體強(qiáng)度,稱為 “準(zhǔn)巖體強(qiáng)度”,(3)通過所測(cè)定的巖塊和結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù),用圖解和計(jì)算的方法求得巖體的強(qiáng)度,稱為“巖體的計(jì)算強(qiáng)度”。9、巖石邊坡常用的加固方法。 1)開挖和壓腳: 上部開挖，下部壓腳； 2)地面排水: 排水溝網(wǎng)； 3)地下排水: 排水孔、排水洞、排水墊層等；4)坡面支護(hù): 噴混凝土、噴纖維混凝土、混凝土面板、瀝青混凝土面板、錨桿和混凝土塞等；5)深層加固: 錨索(桿)、預(yù)應(yīng)力