6.巖體力學(xué)思考題(含答案) (3)

1、 巖體力學(xué)思考題輔導(dǎo)講解15個(gè)知識(shí)點(diǎn)一.判斷題（2x10=20分）。1、影響巖石蠕變的主要因素有巖性.應(yīng)力.溫度和濕度等。（指在應(yīng)力不變的情況下，巖石的變形隨時(shí)間不斷增長的現(xiàn)象。巖石蠕變的類型分為穩(wěn)定蠕變和不穩(wěn)定蠕變兩種。影響巖石蠕載，圍壓，濕度，溫度等都對(duì)巖石蠕變有影響。一nd-匚巖石蠕變特性大量試驗(yàn)表明：巖石變形=瞬彈變形+蠕變與時(shí)間有關(guān)）1巖性一針對(duì)不同巖石，彈性變形與蠕變對(duì)比存在差異2應(yīng)力水平影響蠕變量大小，蠕變速率AB初期蠕變，蠕變?cè)囼?yàn)得到典型蠕變曲線分為三段蠕變速率g遞減卸載（0）=瞬彈PQ+粘彈QR（全部恢復(fù)）BC恒速蠕變，恒定（單位時(shí)間增加&相同）=瞬彈+粘彈UV+不可恢復(fù)uv

2、隨時(shí)間延續(xù)變形破壞CD加速蠕變一不斷增大變形破壞）。2、在巖石真三軸試驗(yàn)過程中，中間主應(yīng)力與最小主應(yīng)力二者相等（二）實(shí)驗(yàn)室測定巖石力學(xué)性質(zhì)時(shí)，先取巖芯，按標(biāo)準(zhǔn)5x10cm圓柱或5x5x10cm棱柱體，于高壓釜內(nèi)水平方向加圍壓，豎向加載。于是有兩種三軸壓縮試驗(yàn)：常規(guī)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)a1#a2=a3真三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)a1a2a3微結(jié)構(gòu)面及其與荷載方向的關(guān)系等多種因素的影響。（）。3、巖塊的變形模量和泊松比受巖石礦物組成結(jié)構(gòu)構(gòu)造風(fēng)化程度空隙性.含水率.（三）巖石變形一旨多種地質(zhì)力學(xué)環(huán)境因素（如河谷下切、地應(yīng)力釋放、工程開挖等）和工程荷載（如水庫蓄水、隧洞充水的水荷載）共同作用巖石形狀與大小發(fā)

3、生匚二變化。主要變形指標(biāo)是變形模和泊松比由于巖石是耳龍續(xù)陽勻，各向異性的彈塑性體，變形指標(biāo)不是常因礦物組分結(jié)構(gòu)與構(gòu)造圍壓,孔隙度含水產(chǎn)地等不同，變形模和泊松比也各有差異。4、莫爾強(qiáng)度理論實(shí)質(zhì)上是一種拉應(yīng)力強(qiáng)度理論,不適用于塑性巖石。）。（四）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。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。分析庫侖、莫爾、格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)并給予評(píng)價(jià)。答：庫侖認(rèn)為：巖石破壞為剪切破壞；巖石抵抗剪切破壞的能力由兩部分組成：內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力。庫侖強(qiáng)度理論是莫爾強(qiáng)度理論的直線形式。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

4、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)。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。評(píng)價(jià)：莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度特征，解釋了三向等拉時(shí)破壞，三向等壓時(shí)不破壞現(xiàn)象，但忽視了中間應(yīng)力的作用。格式理論推導(dǎo)巖石抗壓強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的8倍，反映了巖石的真實(shí)情況，較好證明了巖石在任何應(yīng)力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對(duì)裂隙被壓閉合抗剪強(qiáng)度增高解釋不夠。莫爾理論適用于塑性巖石，及脆性巖石的剪切破壞；不適用于拉斷破壞。格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。TOC o 1-5 h z5、巖塊的抗拉強(qiáng)度一般遠(yuǎn)大于其抗壓強(qiáng)度。（

5、）常識(shí)?；炷量估瓘?qiáng)度只是抗壓強(qiáng)度的1/101/18。6、巖塊的單軸抗拉強(qiáng)度是選擇建筑石材不可缺少的參數(shù)。（）7、在相同條件下，形截面巖塊試件的抗壓強(qiáng)度一般要高于多邊形截面試件的抗壓強(qiáng)度。（）8、在相同條件下，巖塊試件的尺寸越大，巖塊的抗壓強(qiáng)度越大。（）（五）尺寸效應(yīng)：巖石試件的尺寸愈大，則強(qiáng)度愈低，反之愈高，這一現(xiàn)象稱為“尺寸效應(yīng)”。形狀效應(yīng)：在巖石試驗(yàn)中，由于巖石試件形狀的不同得到的巖石強(qiáng)度指標(biāo)也就有所差異。這種由于形狀的不同而影響其強(qiáng)度的現(xiàn)象稱為“形狀效應(yīng)”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hd或高寬比h和橫斷面積

6、上。試件太長、高徑比太大，會(huì)由于彈性不穩(wěn)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。我國壓縮實(shí)驗(yàn)試件取5x10cm或5x5x10cm。高寬比225在巖石的室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)中，對(duì)同一巖石試樣所進(jìn)行的試驗(yàn)中，如其余的條件均相同，則下列試樣強(qiáng)度最高的是（A）A）圓柱形試件B）六角菱柱形試件C）四角菱柱形試件D）三角菱柱形試件巖石的含水量越高，其抗壓強(qiáng)度越高。（）（六）對(duì)巖石強(qiáng)度而言，含水量加大.孔隙度加大或孔隙壓力加大時(shí)，均使巖

7、石強(qiáng)度降低。含水量越高則會(huì)使巖石強(qiáng)度降低越多。10、在相同的條件下，正六邊形截面巖塊試件的抗壓強(qiáng)度高于圓形截面試件的抗壓強(qiáng)度。（）二填空題（2x10=20分）1、巖體結(jié)構(gòu)面分析主要研究巖石的切割和破碎理論以及巖體的動(dòng)力特性。2、巖體在作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為水理性質(zhì)。（七）巖石遇水后會(huì)引起某些物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)的改變，巖石的這種性質(zhì)稱為巖石的水理性。3、在外部條件不變的情況下，巖石的變形或應(yīng)力隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象為。流變性：指在外界條件不變時(shí)，巖石應(yīng)變或應(yīng)力隨時(shí)間而變化的性質(zhì)。4.巖體的動(dòng)力變形參數(shù)可通過激振器如超聲波確定。5、是由拉應(yīng)力形成的，如羽毛狀張裂面縱張及橫張破裂面，巖漿巖中的冷凝

8、節(jié)理等。（八）結(jié)構(gòu)面：指在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對(duì)較小的宏觀地質(zhì)界面或帶。又稱弱面或地質(zhì)界面，是指存在于巖體內(nèi)部的各種地質(zhì)界面，包括物質(zhì)分異面和不連續(xù)面，如假整合、不整合、褶皺、斷層、層面、節(jié)理和片理等。在較低圍壓下，巖體的破壞方式有剪切破壞和張拉破壞兩種基本類型。按結(jié)構(gòu)面力學(xué)成因，可將其分為剪性結(jié)構(gòu)面和張性結(jié)構(gòu)面兩類。張性結(jié)構(gòu)面由拉應(yīng)力形成的；剪性結(jié)構(gòu)面是剪應(yīng)力形成的，破裂面兩側(cè)巖體產(chǎn)生相對(duì)滑移，其剪切剛度量值決定于結(jié)構(gòu)面本身的起伏粗糙程度和強(qiáng)度，以及法向應(yīng)力大小，法向剛度主要取決于結(jié)構(gòu)張開狀態(tài)和巖體的風(fēng)化程度。6.由于工程活動(dòng)改變了巖體中的應(yīng)力稱為（

9、九）初始地應(yīng)力：巖體中存在的未受到工程擾動(dòng)的原始應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力。靜水應(yīng)力狀態(tài)：在巖石力學(xué)中，地下深部巖體在自重作用下，巖體中的水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力相等的應(yīng)力狀態(tài)。深層巖體天然應(yīng)力狀態(tài)近于靜水應(yīng)力狀態(tài)，即6=。2=03；表層巖體水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力即a1av=10.8MPa，則（十五）簡述由彈性理論確定巖體中自重應(yīng)力的基本方法，以及海姆假說的基本內(nèi)容。答：對(duì)于沒有經(jīng)受構(gòu)造作用、產(chǎn)狀較為平緩的巖層，它們的應(yīng)力狀態(tài)接近由彈性理論所確定的應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)于做表面xy為表面，z軸垂直向下的半無限體，在深度z處的垂直應(yīng)力bzyz（丫為巖體容重），半無限體中任意微分單元體上的正應(yīng)力bz,bx,by都是主應(yīng)力；并

10、且水平向應(yīng)力和應(yīng)變彼此相等。由彈性理論可以證明：bx=by=（y/l-A）bz=K0bz。K0=（卩/1-卩）為靜止側(cè)壓力系數(shù)，卩為泊松比。當(dāng)靜止側(cè)壓力系數(shù)K0=1時(shí)，就出現(xiàn)了側(cè)向水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力相等的所謂靜水壓力情況。海姆假說：在巖體深處的初始垂直應(yīng)力與其上覆巖體的重量成正比，而水平應(yīng)力大致與垂直應(yīng)力相等。（十六）摩爾-庫侖強(qiáng)度理論的要點(diǎn)是什么？答:根據(jù)不同大小主應(yīng)力比例求得材料的強(qiáng)度資料，在Tb曲線上繪制一系列的莫爾應(yīng)力圓，每一個(gè)應(yīng)力圓都表示一種極限破壞應(yīng)力狀態(tài)，一系列的極限應(yīng)力圓的包絡(luò)線代表材料的破壞條件或強(qiáng)度條件，包絡(luò)線上各點(diǎn)都反映材料破壞時(shí)的剪應(yīng)力耳與正應(yīng)力b的關(guān)系。其普遍形式：根據(jù)該理論，在判斷材料內(nèi)某點(diǎn)處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下是否材料內(nèi)某一點(diǎn)的破壞主要決定于它的最大和最小主應(yīng)力，即6、b3，而與中間主應(yīng)力破壞時(shí)，Tf=f（b