《巖石力學》期末考試答案

巖石的物理性質(zhì)：由巖石固有的物真密度：巖石固體部分的質(zhì)量與固

黏聚力Cυσ角。流變

39.結(jié)構(gòu)面抗剪強度準則的抗…則。對于充填節(jié)理其抗剪強度主要取決于充填物的性質(zhì)。一般認為服從庫侖準則即τ=C+σtanυ。②嚙合i i體體積的比值，即ρ=m/Vs s s3.天然塊體密度：巖石在自然情況下

間因素有關(guān)的性質(zhì)，主要表現(xiàn)為蠕變、松弛、彈性后效和黏性流動。

齒狀結(jié)構(gòu)面的…。包括佩頓雙線性…σ=C/(tan(υ+i)-tanυ)L&A準則t r r單位體積的質(zhì)量，即ρ=m/V

21.蠕變：當應力不變時變形隨時間增

τ=[σ(1-α)(k+tanυ)+α(C

)]/s v s 0 0干塊體密度：巖石孔隙中的液體全部被蒸發(fā)，試件中僅有固體和氣體的狀態(tài)下其單位體積的質(zhì)量，即ρ=m/Vd s飽和塊體密度：孔隙都被水充填時

加而增長的現(xiàn)象。松弛加而減小的現(xiàn)象。彈性后效：加(卸)間應變才增加(減少)到應有數(shù)值的現(xiàn)

[1-(1-α)ktanυ]。s v剪脹現(xiàn)象具有一定粗糙度的裂面剪切時所產(chǎn)生的體積膨脹現(xiàn)象，亦稱擴容現(xiàn)象。@

sat

=(m+Vs

ρ /V 象。vw)

不同而變化的現(xiàn)象。6.孔隙率：孔隙體積與巖石總體積之

24.黏性流動：蠕變一段時間后卸載，

42.巖體變形模量：反應巖體變形特征比，即n=(V/V)×100%

部分應變永久不恢復的現(xiàn)象。

=σ/ε=σ/(ε+ε)v m e p水理性：巖石在水溶液作用下所表現(xiàn)的性質(zhì)，如吸水性、滲透性、膨脹性、崩解性和軟化性等。吸水率：巖石在常溫常壓下吸收水分的質(zhì)量與巖石干質(zhì)量之比，即

剪切模量下，在彈性變形比例極限范圍內(nèi)，切應力與切應變的比值。片串聯(lián)組成，代表理想彈塑性體。

彈性模量性應變的比值，即E=σ/ε0 e巖體工程分級目的異地實驗結(jié)果、施工經(jīng)驗和研究成果，合理地對巖體工程進行設計與施工，ω=(m /m)×100%

27.馬克斯威爾體是一種彈黏性體，由

保障巖體工程的穩(wěn)定與安全，促進先a w1 a9.飽和率：巖石在高壓或真空條件下

一個彈簧和一個阻尼器串聯(lián)組成、

進技術(shù)的發(fā)展與提高及其推廣應用。吸…即ω

=(m /m)×100%

28.開爾文體是一種黏彈性體，由胡克

45.圍巖級別劃分：根據(jù)巖石堅硬性、p w2 s飽水系數(shù)之比，即η=ω/ωw a p軟化性;巖石浸水后引起其強度降.K=R/R’,K<0.75軟化巖石b b單軸抗壓強度用下達到破壞前所能承受的最大壓應力σ=P/Ac單軸抗拉強度σ=P/At t抗剪強度：…剪切…前…剪應力。三軸抗壓強度壓應力。真三軸和假三軸國際巖石力學學會將直徑50mm度指標值I(50)確定為點荷載強度大s小標準值。σ=22.82I(50) σ=(1/8~1/10)σ

體與牛頓體，即一個彈簧與一個阻尼器并聯(lián)而成。結(jié)構(gòu)面面，包括不連續(xù)面和物質(zhì)分異面，統(tǒng)~亦稱弱面。結(jié)構(gòu)體本身的產(chǎn)狀，彼此組合將巖體切割成形態(tài)不一、大小不等以及成分各異的亦稱巖塊。結(jié)構(gòu)面幾何特征包括結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀32.產(chǎn)狀：結(jié)構(gòu)面在空間的分布狀態(tài)，由走向、傾向和傾角三要素表示。33.~連續(xù)性：又稱為結(jié)構(gòu)面的延展性或貫系數(shù)表示。

巖體完整性、結(jié)構(gòu)面特征、地下水和地應力狀態(tài)等因素綜合確定。巖體初始應力：~在天然狀態(tài)下所存在的內(nèi)在應力，地質(zhì)學中又稱地應引起。在空間上的變化從小范圍體而言其變化不大。地應力現(xiàn)場測量方法：水壓致裂射法。凱澤效應史最高水平釋放后再重新加載，當應力未達到先前最大應力值時，很少有聲發(fā)射產(chǎn)生，而當應力達到和超過歷史~后，則大量產(chǎn)生聲發(fā)射的現(xiàn)象。c s t c應變曲線用下，試件的軸向應力σ與軸向應變?變化特征的全過程曲線。18.5個階段變性特征：(OA段)②彈性變形階段(AB段為彈性極限③微(BC段為(CD段(DE段E殘余強度。

~密度：反應結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度，常用線密度Kρ和間距d等指標表示。~張開度距離。~形態(tài)和起伏度來描述。粗糙度用粗糙系數(shù)JRC表示。的變形：壓縮變形和剪切變形。

凱澤點產(chǎn)生聲發(fā)射的轉(zhuǎn)折點。圍巖壓力護結(jié)構(gòu)上的荷載。圍巖應力從原始應力狀態(tài)變化到新的平衡應力狀態(tài)稱為應力重分布，應力重分布后巖體中形成的新的平衡應力場。應力集中巖應力的現(xiàn)象。等應力軸比分布時的橢圓軸比，即k=1/λ。無拉力軸比時，可以退而求其次，找出滿足不出~靜水應力λ=1狀態(tài)。變形壓力素而使圍巖在應力場變化過程中產(chǎn)生變形而對約束圍巖變形的支護結(jié)構(gòu)上的作用力。松動壓力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的那部分巖體對支護的作用力，其大小完全由該部分巖體自身重力引起。軟巖塑性變形的復雜巖石力學介質(zhì)，分地質(zhì)軟巖和工程軟巖兩大類別。地質(zhì)軟巖：單軸抗壓強度小于25MPa,，具有松散、破碎、軟弱及風化膨脹性等特征的巖體的總稱。我國5—15MPa。工程軟巖顯著塑性變形、相應工程圍巖穩(wěn)定性控制具有相當難度的工程巖體。軟巖硐室圍巖變形特征①圍巖變形有明顯的時間效應②有明顯的空間底臌更是突出的變形特征④軟弱圍巖變形對應力擾動和環(huán)境變化非常敏感⑤硐室圍巖自穩(wěn)時間短。易發(fā)生風化、遇水軟化、裂隙化等②膨脹性軟巖硐室圍巖變形速度快，最終變形量也大③支護剛度與圍巖變形特點不匹配。邊坡蠕動體應力長期作用下，邊坡巖體向臨空方向緩慢持續(xù)的變形。巖石邊坡破壞類型崩塌和滑坡兩種形式。影響巖石邊坡穩(wěn)定因素①結(jié)構(gòu)面~~彈塑性Ra成正p比，與原巖應力p成正變關(guān)系，與圍0巖黏聚力Cυ成反變關(guān)系。

普式深埋巷道中較為適用。太沙基有很多，主要有水、溫度、風化程度、加載速率、圍壓大小、各向異性等。⑴對巖石力學性質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在以下五個方面，即聯(lián)合作用、潤滑作用、水榭作用、孔隙壓力作用、溶蝕—潛蝕后兩種時自由水造成的⑵度對巖石力學性質(zhì)的影響主要分布為高溫和低溫的影響兩個方面。隨著溫度的增高，巖石的塑性增大，屈服點降低，強度也降低⑶載速率越快，測得的彈性模量越大；加載速率越慢，彈性模量越小⑷三軸壓縮條件下，隨著圍壓的增加，巖石的強度和彈性極限都有顯著增大⑸風化作用是一種表生的自然營力和人類作用的共同產(chǎn)物，風化程度的不同對巖石強度的影響強度也不同定的影響。強度理論因、過程及條件的理論。有最大正應力理論、莫爾強度理論、剪應變能強度理論和八面體應力理論、格里菲斯強度理論。~ε變ε。其強度條件：ε=ε。適用于無0 0圍壓和低圍壓及脆性巖石的條件。應力與巖石材料性質(zhì)的最大值。~就引起屈服)1/2[(σ-)2+(σ-)2+(σ-)2]=σ21 2 2 3 3 1 y④八：巖石材料的破壞是由于八面體上剪應力值達到臨界值所引起的。(σ-σ)2+(σ-σ)2+(σ-σ)2=2σ2適用1 2 2 3 3 1 y延性破壞~內(nèi)部都含有潛在的裂紋。如果施加外力，在裂紋周圍將引起極大的應力集中。只適用于脆性材料受拉條件。

巖體與巖塊的區(qū)別主要體現(xiàn)在以石材料及微小裂隙②巖體含巖石及較(2)@方面①巖體力力學性質(zhì)不僅取決于巖塊，而且更重要地取決于結(jié)構(gòu)面的力@，是兩者的綜合反映②由于結(jié)構(gòu)面的存:彈性模量小、峰值強度低、殘余強度低、變形大、泊松比大，且各向異性③巖體是一種多介質(zhì)的裂隙體④巖體是地質(zhì)體的一部分，它的邊界條件就是周圍的地質(zhì)體。巖體的強度特征①巖體強度明顯~明顯與所受的應地下水有關(guān)確定方法：(1)巖體實驗法。通過現(xiàn)場或室內(nèi)試驗方法確定巖體的抗壓、抗剪強度和變形模量等。(2)巖體強度的經(jīng)驗評定。一般可根據(jù)巖塊的強度或其他性能參數(shù)來間接確定~。力是一個具有相對穩(wěn)定性的非穩(wěn)定應力場，它是時間和空間的函數(shù)②實測垂直應力基本等于上覆巖層的重力③水平應力普遍大于垂直應力④平均水平應力與垂直應力的比值隨深度增加而減小，但在不同地區(qū)，變化的速度不相同⑤最大水平主力和最小~隨深度呈線性增長關(guān)系⑥最…力之值一般相差較大，顯示出很強的方向性⑦地應力的上述分布規(guī)律還會受到地形、地表剝蝕、風化、巖體結(jié)構(gòu)特征、巖體力學性質(zhì)、溫度、地下水等因素的影響，特別是地形和斷層的擾動影響最大。力與圍巖變形成反變關(guān)系②支護時機及支護結(jié)構(gòu)的剛度與支護—圍巖的平衡點位置緊密相關(guān)③允許圍巖發(fā)生適當位移可充分發(fā)揮圍巖的承載力，減小支護受力④此規(guī)律僅適用于圍巖發(fā)生破壞之前的情況。最推導：根據(jù)廣義胡克定律：

最推導：根據(jù)廣義胡克定律：σ-μ(σ+σ

)=-Eε 將

σ-μ(σ

+σ)=-Eε 將3 1 2 0 3 1 2 0ε=σ/E和

=-με =-μσ/E

ε=σ/E和

=-με =-μσ/E0 t 0

1極限 c

0 t 0

1極限 c代入上式得①σ-μ(σ+σ)=-σ3 1 2 t②σ-μ(σ+σ)=μσ3 1 2 c寫成判據(jù)形式：｜σ-μ(σ+σ)｜≥σ3 1 2 t｜σ-μ(σ+σ)｜≥μσ3 1 2 c

代入上式得①σ-μ(σ+σ)=-σ3 1 2 t②σ-μ(σ+σ)=μσ3 1 2 c寫成判據(jù)形式：｜σ-μ(σ+σ)｜≥σ3 1 2 t｜σ-μ(σ+σ)｜≥μσ3 1 2 c當σ=σ時： 當σ=σ時：2 3 2 3σ≥[(1-μ)/μ]σ

+[1/μ]σ

σ≥[(1-μ)/μ]σ

+[1/μ]σ1 3 t 1 3 tσ≥[(1-μ)/μ]σ+σ σ≥[(1-μ)/μ]σ+σ1 3 c莫爾應力圓

1 3 c77.莫爾應力圓σ=(σ+σ

)/2+[(σ

-σ)/2]cos2α

σ=(σ

+σ

-σ)/2]cos2αα 1 3 1 3 α 1 3 1 3τ=[(σ

-σ)/2]sin2α

τ=[(σ

-σ)/2]sin2αα 1 3 α 1 31 3 3[σα-(σ+σ)/2]1 3 3sinυ=(σ)/(σ+σ+2Ccotυ)1 3 1 3破壞判據(jù)sinυ≤(σ-σ)/(σ+σ+2Ccotυ)1 3 1 3或τ≥σtanυ+C79.格~破壞判據(jù)

[σα-(σ+σ)/2]2+τ2=[(σ-σ)/2]278.莫爾強度準則1 1 3 31 3 1 3破壞判據(jù)sinυ≤(σ-σ)/(σ+σ+2Ccotυ)1 3 1 3或τ≥σtanυ+C格破壞判據(jù)σ+3σ

≥0時(σ-σ

)2/(σ+σ

)≥-8σ

σ+3σ

≥0時(σ-σ

)2/(σ+σ

)≥-8σ1 3 1 3 1 3

t 1 3

1 3 1 3 tσ+3σ

＜0時｜σ

｜≥｜σ｜

σ+3σ

＜0時｜σ

｜≥｜σ｜1 3 3 t 1 3 3 t力和切向應力表達式σ=p×(r2-a2)/r2

80.力和切向應力表達式σ=p×(r2-a2)/r2r 0 r 0σ=p×(r2+a2)/r2 σ=p×(r2+a2)/r2θ 0 θ 0巖石的物理性質(zhì)：由巖石固有的物真密度：巖石固體部分的質(zhì)量與固

黏聚力Cυσ角。流變

39.結(jié)構(gòu)面抗剪強度準則的抗…則。對于充填節(jié)理其抗剪強度主要取決于充填物的性質(zhì)。一般認為服從庫侖準則即τ=C+σtanυ。②嚙合i i體體積的比值，即ρ=m/Vs s s3.天然塊體密度：巖石在自然情況下

間因素有關(guān)的性質(zhì)，主要表現(xiàn)為蠕變、松弛、彈性后效和黏性流動。

齒狀結(jié)構(gòu)面的…。包括佩頓雙線性…σ=C/(tan(υ+i)-tanυ)L&A準則t r r單位體積的質(zhì)量，即ρ=m/V

21.蠕變：當應力不變時變形隨時間增

τ=[σ(1-α)(k+tanυ)+α(C

)]/s v s 0 0干塊體密度：巖石孔隙中的液體全部被蒸發(fā)，試件中僅有固體和氣體的狀態(tài)下其單位體積的質(zhì)量，即ρ=m/Vd s飽和塊體密度：孔隙都被水充填時

加而增長的現(xiàn)象。松弛加而減小的現(xiàn)象。彈性后效：加(卸)間應變才增加(減少)到應有數(shù)值的現(xiàn)

[1-(1-α)ktanυ]。s v剪脹現(xiàn)象具有一定粗糙度的裂面剪切時所產(chǎn)生的體積膨脹現(xiàn)象，亦稱擴容現(xiàn)象。@

sat

=(m+Vs

ρ /V 象。vw)

不同而變化的現(xiàn)象。6.孔隙率：孔隙體積與巖石總體積之

24.黏性流動：蠕變一段時間后卸載，

42.巖體變形模量：反應巖體變形特征比，即n=(V/V)×100%

部分應變永久不恢復的現(xiàn)象。

=σ/ε=σ/(ε+ε)v m e p水理性：巖石在水溶液作用下所表現(xiàn)的性質(zhì)，如吸水性、滲透性、膨脹性、崩解性和軟化性等。吸水率：巖石在常溫常壓下吸收水分的質(zhì)量與巖石干質(zhì)量之比，即

剪切模量下，在彈性變形比例極限范圍內(nèi)，切應力與切應變的比值。片串聯(lián)組成，代表理想彈塑性體。

彈性模量性應變的比值，即E=σ/ε0 e巖體工程分級目的異地實驗結(jié)果、施工經(jīng)驗和研究成果，合理地對巖體工程進行設計與施工，ω=(m /m)×100%

27.馬克斯威爾體是一種彈黏性體，由

保障巖體工程的穩(wěn)定與安全，促進先a w1 a9.飽和率：巖石在高壓或真空條件下

一個彈簧和一個阻尼器串聯(lián)組成、

進技術(shù)的發(fā)展與提高及其推廣應用。吸…即ω

=(m /m)×100%

28.開爾文體是一種黏彈性體，由胡克

45.圍巖級別劃分：根據(jù)巖石堅硬性、p w2 s飽水系數(shù)之比，即η=ω/ωw a p軟化性;巖石浸水后引起其強度降.K=R/R’,K<0.75軟化巖石b b單軸抗壓強度用下達到破壞前所能承受的最大壓應力σ=P/Ac單軸抗拉強度σ=P/At t抗剪強度：…剪切…前…剪應力。三軸抗壓強度壓應力。真三軸和假三軸國際巖石力學學會將直徑50mm度指標值I(50)確定為點荷載強度大s小標準值。σ=22.82I(50) σ=(1/8~1/10)σ

體與牛頓體，即一個彈簧與一個阻尼器并聯(lián)而成。結(jié)構(gòu)面面，包括不連續(xù)面和物質(zhì)分異面，統(tǒng)~亦稱弱面。結(jié)構(gòu)體本身的產(chǎn)狀，彼此組合將巖體切割成形態(tài)不一、大小不等以及成分各異的亦稱巖塊。結(jié)構(gòu)面幾何特征包括結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀32.產(chǎn)狀：結(jié)構(gòu)面在空間的分布狀態(tài)，由走向、傾向和傾角三要素表示。33.~連續(xù)性：又稱為結(jié)構(gòu)面的延展性或貫系數(shù)表示。

巖體完整性、結(jié)構(gòu)面特征、地下水和地應力狀態(tài)等因素綜合確定。巖體初始應力：~在天然狀態(tài)下所存在的內(nèi)在應力，地質(zhì)學中又稱地應引起。在空間上的變化從小范圍體而言其變化不大。地應力現(xiàn)場測量方法：水壓致裂射法。凱澤效應史最高水平釋放后再重新加載，當應力未達到先前最大應力值時，很少有聲發(fā)射產(chǎn)生，而當應力達到和超過歷史~后，則大量產(chǎn)生聲發(fā)射的現(xiàn)象。c s t c應變曲線用下，試件的軸向應力σ與軸向應變?變化特征的全過程曲線。18.5個階段變性特征：(OA段)②彈性變形階段(AB段為彈性極限③微(BC段為(CD段(DE段E殘余強度。

~密度：反應結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度，常用線密度Kρ和間距d等指標表示。~張開度距離。~形態(tài)和起伏度來描述。粗糙度用粗糙系數(shù)JRC表示。的變形：壓縮變形和剪切變形。

凱澤點產(chǎn)生聲發(fā)射的轉(zhuǎn)折點。圍巖壓力護結(jié)構(gòu)上的荷載。圍巖應力從原始應力狀態(tài)變化到新的平衡應力狀態(tài)稱為應力重分布，應力重分布后巖體中形成的新的平衡應力場。應力集中巖應力的現(xiàn)象。等應力軸比分布時的橢圓軸比，即k=1/λ。無拉力軸比時，可以退而求其次，找出滿足不出~靜水應力λ=1狀態(tài)。變形壓力素而使圍巖在應力場變化過程中產(chǎn)生變形而對約束圍巖變形的支護結(jié)構(gòu)上的作用力。松動壓力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的那部分巖體對支護的作用力，其大小完全由該部分巖體自身重力引起。軟巖塑性變形的復雜巖石力學介質(zhì)，分地質(zhì)軟巖和工程軟巖兩大類別。地質(zhì)軟巖：單軸抗壓強度小于25MPa,，具有松散、破碎、軟弱及風化膨脹性等特征的巖體的總稱。我國5—15MPa。工程軟巖顯著塑性變形、相應工程圍巖穩(wěn)定性控制具有相當難度的工程巖體。軟巖硐室圍巖變形特征①圍巖變形有明顯的時間效應②有明顯的空間底臌更是突出的變形特征④軟弱圍巖變形對應力擾動和環(huán)境變化非常敏感⑤硐室圍巖自穩(wěn)時間短。易發(fā)生風化、遇水軟化、裂隙化等②膨脹性軟巖硐室圍巖變形速度快，最終變形量也大③支護剛度與圍巖變形特點不匹配。邊坡蠕動體應力長期作用下，邊坡巖體向臨空方向緩慢持續(xù)的變形。巖石邊坡破壞類型崩塌和滑坡兩種形式。影響巖石邊坡穩(wěn)定因素①結(jié)構(gòu)面~~彈塑性Ra成正p比，與原巖應力p成正變關(guān)系，與圍0巖黏聚力Cυ成反變關(guān)系。

普式深埋巷道中較為適用。太沙基有很多，主要有水、溫度、風化程度、加載速率、圍壓大小、各向異性等。⑴對巖石力學性質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在以下五個方面，即聯(lián)合作用、潤滑作用、水榭作用、孔隙壓力作用、溶蝕—潛蝕后兩種時自由水造成的⑵度對巖石力學性質(zhì)的影響主要分布為高溫和低溫的影響兩個方面。隨著溫度的增高，巖石的塑性增大，屈服點降低，強度也降低⑶載速率越快，測得的彈性模量越大；加載速率越慢，彈性模量越小⑷三軸壓縮條件下，隨著圍壓的增加，巖石的強度和彈性極限都有顯著增大⑸風化作用是一種表生的自然營力和人類作用的共同產(chǎn)物，風化程度的不同對巖石強度的影響強度也不同定的影響。強度理論因、過程及條件的理論。有最大正應力理論、莫爾強度理論、剪應變能強度理論和八面體應力理論、格里菲斯強度理論。~ε變ε。其強度條件：