重慶大學巖石力學往年題

1、這是我自己搜集的，答案可能不全，僅 供參考.試論述巖石的水理性巖石與水相互作用時所表現的性質稱為巖石的水理性。包括巖石的吸水性、透 水性、軟化性和抗凍性.A天然含水率天然狀態(tài)下巖石中水的質量m與巖石的 烘干質量mdr的比值，稱為巖石的天然含 水率，以百分率表示，即：a =紜 x 100%mdrB吸水性定義：巖石在一定條件下吸收水份的性 能.影響因素：孔隙的數量、大小、開閉程度 和分布情況等。表征巖石吸水性指標吸水率、飽和吸水 率、飽水系數。（1）吸水率o是巖石在常壓下吸入水的 質量與其烘干質量md的比值，即=冬氣甘X 100%a mdr式中，m為烘干巖樣浸水48小時后的 總質量。0（2）飽和吸

2、水率是巖石在強制狀態(tài)下巖 石吸入水的質量與巖樣烘干質量的比 值，即O = fa 氣甘 X 100%samdr式中，為巖石的飽和吸水率；m為 真空抽氣飽和或煮沸后之間的質量（kg）.（3）飽水系數k是指巖石吸水率與飽 和率的比值，即k =土 x 100%w saC透水性透水性：巖石能被水透過的性能達西定律：當地下水沿著巖石中的孔隙 或裂隙流動時，其水流速度與水力梯度 成正比，即K。 k 迎M dlD軟化性定義：巖石浸水后強度降低的性能軟化系數：叩=wc bc式中頃為巖石的軟化系數b為飽水巖樣的抗壓強度（MPa）b 為自然風干巖樣的抗壓強度（MPa）CE抗凍性定義：巖石抵抗凍融破壞的性能，巖石的

3、抗凍性常用抗凍系數來表示.抗凍系數：C =bc bCf X 100%f bc式中，c為巖石的抗凍系數，b為巖石 動容錢的抗壓強度（kpa）。b為巖樣凍 融后的抗壓強度（kpa）。 2。論述影響巖石力學性質的主要因素（A）水對巖石力學性質的影響地下水包括結合水和重力水.對巖石力 學性質影響的5個方面：連接作用、潤滑 作用、水楔作用、孔隙壓力作用、溶蝕 及潛蝕作用（B）溫度對巖石力學性質的影響隨著溫度的增高，巖石的延性加大，屈 服點降低，峰值強度也降低。（C）加載速度對巖石力學性質的影響 隨著加荷速度的降低，巖石的延性加大， 屈服點降低，峰值強度也降低。（D）圍壓對巖石力學性質的影響隨著圍壓的增高

4、，巖石的延性加大，屈 服點增加，峰值強度也增加。（E）風化對巖石力學性質的影響主要表現在以下3個方面：產生新的裂隙、礦物成分發(fā)生變化、結 構和構造發(fā)生變化試論述巖體中的初始地應力及分布規(guī) 律定義：地應力是存在于地層中的未受 工程擾動的天然應力，也稱巖體初始應 力、絕對應力或原巖應力。組成：自重應力、構造應力、熱應力、 地震應力、擾動應力c。地應力的成因大陸板塊邊界受壓、地幔熱對流、地心 引力、巖漿侵入、地溫梯度、地表剝蝕 等引起的地應力場.d。地應力分布的基本規(guī)律（歸納）1）地應力是一個具有相對穩(wěn)定的非穩(wěn)定 應力場，它是時間和空間的函數實測垂直應力基本等于上覆巖層的重 量水平應力普遍大于垂直應

5、力平均水平應力與垂直應力的比值隨深 度增加而減小，但不同地區(qū)變化的速度 不同最大水平主應力和最小水平主應力也 隨速度呈線性增長關系最大水平主應力和最小水平主應力之 值一般相差較大，顯示出很強的方向性地應力分布受地形、地表剝蝕、風化、 巖體結構特征、巖體力學性質、溫度和 地下水等因素的影響。4。論述巖石流變特性以及巖石蠕變變形 曲線的基本特征。a。流變性定義：巖石的流變性是指材 料的應力應變與時間因素有關的性質， 材料變形過程中具有時間效應的現象稱 為流變現象.巖石的流變包括蠕變、松弛 和彈性后效.蠕變、松弛與彈性后效蠕變：當應力不變時，變形隨時間增加 而增長的現象。松弛：當應變不變時，應力隨時

6、間增加而 減小的現象.彈性后效：加載或卸載時，彈性應變滯后 于應力的現象。c。流變方程包括本構方程、蠕變方程和 松弛方程。所有流變模型均可由三個基 本元件組成，包括彈性元件，粘性元件和 塑性元件。蠕變變形曲線的基本特征當巖石在某一較小的恒定荷載持續(xù)作用 下，其變形量雖然隨時間增加有所增加， 但蠕變變形的速率則隨時間而減少，最 后變形趨于一個穩(wěn)定的極限值，這種蠕 變稱為穩(wěn)定蠕變。當荷載交大時，蠕變不 能穩(wěn)定于某一極限值，而是無限增長直 到破壞，這種蠕變稱為不穩(wěn)定蠕變.典型的非穩(wěn)定型蠕變曲線可分為4個基 本階段：瞬時彈性變形階段(OA)： 8 =0。Ed 2 8第一蠕變階段(AB)： d- Y 0

7、,應變速率隨時間增加而減小，又稱減速蠕 變階段.d 2 8(3)第二蠕變階段(BC)： dt = 0,應(完整版)重慶大學巖石力學往年題 變速率保持不變，又稱等速蠕變階段。d 2 8(4)第三蠕變階段(CPD)(完整版)重慶大學巖石力學往年題 變速率保持不變，又稱等速蠕變階段。d 2 8(4)第三蠕變階段(CPD):A 0應d 21變速率迅速增加直到巖石破壞。又稱加 速蠕變階段.一種巖石既可發(fā)生穩(wěn)定蠕變也可發(fā)生不 穩(wěn)定蠕變，這取決于巖石應力的大小，超 過某一臨界應力時，蠕變向不穩(wěn)定蠕變 發(fā)展，與此臨界應力時，蠕變按穩(wěn)定蠕 變發(fā)展。X UI Am野有的嚀劉端攵曲健蠕變變形總量：8=8 +8 (t

8、) + 8 (t) + 8 (t)0123式中：8為瞬時彈性應變，8 (t),8 (t),8 (t)為與時間有關的一次蠕123變、二次蠕變、三次蠕變。5。試論述庫倫準則的基本內容并簡單說明對其研究的工程實際意義 a?；居^點：庫侖認為，巖石的破壞主 要是剪切破壞，巖石的強度等于巖石本 身抗剪切摩擦的粘結力和剪切面上法向 力產生的摩擦力，即平面中的剪切強度Iti iff rfth Fflf名ifrlflb.用正應力和剪應力表述的庫侖準則： 庫倫準則可用莫爾極限應力圓直觀的圖 解表示.即為：國=c + b tan 或 K| b tan 8 = c 式中，t為剪切面上的剪應力；。為剪切 面上的正應力

9、；c為粘結力；為內摩擦 角.圖中直線AL表示方程所確定的準 則，斜率為f = tan8 , c為截距，平面 上應力和T有主應力氣和O的應力 圓決定。如果應力圓上的點在AL之下，材料不發(fā)生破壞，點在AL之上，材料破 壞，點在線上，材料處于極限平衡狀態(tài).c.用主應力表述的庫侖準則：材料不發(fā)生破壞，點在AL之上，材料破 壞，點在線上，材料處于極限平衡狀態(tài).c.用主應力表述的庫侖準則：基于庫倫準則和實驗結構分析，有下圖 給出的簡單而有用游泳的準則表示， 表達式：* d /2 +1 - / -b 3 寸 /2 +1 + / = 2c(b b12 c)b = -b31,1、(b - b)坐標系中的庫侖準則

10、完整強度曲線：口 ：血,1 * 血，甄醉E中的舍相用尊鼻由從圖中可以看到巖石可能發(fā)生以下四種 破壞：當0氣W1/2。（七二-氣）時，巖 石屬單軸拉伸破斷。3*當 1/2。氣。（一氣。3 0 ）時， 巖石屬雙軸拉伸破斷。|3當氣二。C（。3=0）巖石屬單軸拉伸破斷。 當0 1）0（。30）時，巖石屬雙軸拉 伸破斷。C 3直線AP的傾角p為：2bp = arctan 釘bc由此看來，在主應力0 1,03坐標平面 的庫倫準則可以利用單軸抗壓強度和抗 拉強度來確定。其研究的工程實際意義在研究實驗中，用壓力機、直剪儀、扭 轉儀及三軸儀，現場做直剪試驗和三 軸試驗，以確定強度參數；在工程實 踐中，用于解決

11、地表挖掘的巖石工程 問題，如水庫邊坡、高壩岸坡、渠道、 運河、路塹、露天開采坑等天然和人 工邊坡的穩(wěn)定、變形及加固問題。（完整版）重慶大學巖石力學往年題 以下是個人猜測的幾個可能出現的考 點，完全沒有根據的.謹慎參考！巖石的變形特性。a。巖石變形的定義所謂巖石的變形是指巖石在外界因素的 影響下，所產生的形態(tài)變化。巖石變形的表示方法在以應力為縱軸、以應變?yōu)闄M軸的直角 坐標系中繪制的各類應力一應變關系曲 線來表述.c巖石變形的一般特征：1。巖石一般不遵從虎克定律，在加載過 程中也不出現明顯的屈服極限點，其應 力一應變曲線也非嚴格的直線；2。巖石一旦在外力作用下產生了變形， 不論該變形有多小，卸載后

12、都或多或少 地殘留有一定數量的永久變形（亦稱塑 性變形），且該永久變形的大小將隨外力 的增加而增大，該現象在結構疏散或軟 巖中更為突出；3。反復加、卸載過程中，每對加、卸載 曲線都不互相重合，其間呈現所謂“塑 性滯環(huán)”現象，這表明巖石在反復加、 卸載過程中，其應力一應變曲線具有明 顯的非單值性。但若將加、卸載值固定， 并反復進行，則相應的“塑性滯環(huán)的面 積將可能隨加、卸載循環(huán)次數的遞增而 減少，且其卸載至零時的永久變形量也 隨循環(huán)次數的遞增而降低；4。節(jié)理、裂隙較多的巖石，在受載初期 在應力一應變曲線上表現為彈塑性，而 對于結構致密堅硬的巖石，則在應力一 應變曲線上表現為彈脆性；5。描述巖石的

13、變形特性時，所采用的“線 性，、“可逆”等等術語，都是簡化近似 的概念，而像“彈性極限、“彈性模量”、“泊松比”等材料參數也都是在一定條件下的近似值或平均值。d。巖石變形的三種基本類別1）彈性變形：在受外力作用的瞬間即產生全部變形， 而去除外力（卸載）后又能立即恢復其原 有形狀和尺寸的變形.2）塑性變形：受外力作用后產生變形，在外力去除（卸 載）后變形不能完全恢復的變形。3）粘性變形： 受外力作用后變形不能在瞬時完成，且 其應變率隨應力增加而增加的變形。7。巖石的物理性質3 3 楠徹鷹帽娜娜嘴撇怫物硼眺堪蜘刪世排漩瞬醐勰一1）巖石的容重（密度）定義：單位體積的巖石的質量稱為巖 石的密度，單位體

14、積的巖石的重力稱為 巖石的重度.影響因素分類礦物成分、孔隙發(fā)育程度、含水量測量方法量積法、水中稱重法、蠟封法2）巖石的比重巖石的比重就是指巖石固體的質量與同 體積水的質量之比值.巖石固體體積，就 是指不包括孔隙體積在內的體積.巖石 的比重可在實驗室進行測定，其計算公 式為：式中：A石的比重：%干竦H石徒積為Vs時的質量回： V,巖石網佻體枳化m乎AW 水的-密重.3）巖石的孔隙性定義：即巖石中發(fā)育有裂隙和孔隙的性 質。孔隙度：即描述巖石的裂隙和孔隙發(fā)育 的程度，其衡量指標為孔隙率（n）或孔隙比 （e）。閉型空隙：巖石中不與外界相通的空隙。 開型空隙：巖石中與外界相通的空隙.4）巖石的水理性天然含水率、吸水性、透水性、軟化性、 抗凍性5）巖石的碎脹性定義：巖石破碎后的體積比原體積增大 的性能。碎脹系數：-：其中：V和VP為巖石破碎前、后的體 積.永久碎脹系數：巖石破碎后的體積將隨 時間的變化而逐漸減小，并逐漸趨于穩(wěn) 定，巖石體積不再發(fā)生變化是的碎脹系 數即永久碎脹系數。巖體的水力學性質1）巖體與土體滲流的區(qū)別土體的滲流特點：巖體的滲流特點：鮮曜嬲孤腳眺釁赭勒服娜避E0醐瞞伸懈舶麟H慰娜鼬獺雕V醐瞬劉麻姍珊瓣麗翩卜調，附，值得關注的問題:3）咨切的讖