岩体在重力的作用下

  2015岩体力学复习材料_理学_高档教育_教育专区。《岩石力学》复习题 一、判断题: 1.布局面组数越多,岩体强度越接近于布局面强度。 ( ∨ ) 2.岩石三向抗压强度不是一个固定值,将随围压变化而改变。 (∨) 3.流变模子元件并联组应时,各元件满足

  《岩石力学》复习题 一、判断题: 1.布局面组数越多,岩体强度越接近于布局面强度。 ( ∨ ) 2.岩石三向抗压强度不是一个固定值,将随围压变化而改变。 (∨) 3.流变模子元件并联组应时,各元件满足应力相等,应变相加关系。 (×) 4.在未受开采影响的原岩体内具有着原岩应力,其标的目的与程度标的目的垂直。 (×) 5.岩石抗压强度值的离散系数越大,申明岩石抗压强度平均值的可托度越高。 (×) 6.斜坡变形的成果将导致斜坡的粉碎。× 7.岩石蠕变与岩石类别相关,与应力大小相关。 (∨) 8.有粘聚力的凝结岩体体,由地表起头侧压力与深度成线.椭圆断面巷道,其长轴标的目的与最大主应力标的目的分歧时,周边受力前提最差。 (×) 10.在力学处置上,弱面不只能承受压缩及剪切感化,还能承受拉伸感化。(×) 11.布局面组数越多,岩体越接近于各向同性。 (×) 12.流变模子元件串联组应时,各元件满足应变相等,应力相加关系。 (×) 13.薄弱虚弱岩层受力后变形较大,表白机关应力在薄弱虚弱岩层中表示显著。 (×) 14.岩石限制性剪切强度不是固定值,与剪切面上感化的正压力相关。 (∨) 15.软岩粉碎为渐进过程,起首对粉碎部位支护,可使软岩节制取得好的结果。 (∨) 16.随开采深度添加,巷道围岩变形将较着增大。 (∨) 17.从巷道周边围岩受力环境看,拱型断面巷道要比梯形巷道断面差。 (×) 18.塑性变形与静水应力无关,只与应力偏量相关,与剪应力相关。 (∨) 19.对无粘聚力的松散体,由地表起头侧压力即与深度成线 巷道返修是一种较好的巷道支护对策。 (×) 21.水库蓄水前,河间地块具有地下分水岭,蓄水后将不会发生库水向邻谷的渗漏。× 23.在岩土体不变性评价中,因为鸿沟前提、荷载前提、岩土体强度等难以切确确定,凡是 在设想上考虑上述要素及建筑物主要性而分析确定一经验值,此即不变性系数。× 二、填空 1. 布局面的类型: 原生布局面、 机关布局面、 次生布局面。 岩体布局类型: 全体块状布局、 层状布局、分裂布局、散体布局。 2. 岩石力学的研究内容:岩石在荷载感化下的应力、变形、粉碎纪律以及工程不变性等问 题。岩石力学的研究方式:工程地质研究法、试验法、数学力学阐发法、分析阐发法。 3. RMR(地质力学分类法)包罗完整岩石的强度、RQD、节理的间距、节理的形态、地下 水环境。 4. 岩体的粉碎形式:脆性粉碎、延性粉碎、弱面剪切粉碎。 5. 影响岩石抗压强度的要素:矿物成分、结晶程度和颗粒大小、胶结环境、生成前提、风 化感化、密度、水的感化、试件外形和尺寸、加荷速度。 6. 直剪曲线 个阶段:弹性阶段、裂隙成长增加阶段、强度降低阶段。 7. 岩石完全应力—应变曲线分为压密阶段、弹性工作阶段、塑形性状阶段、材料的粉碎阶 段。 8. 影响岩石应力应变曲线的要素:荷载速度、温度、侧向压力、各向同性。 9. 岩石的蠕变分为初级蠕变 (临时蠕变) 、 二次蠕变 (不变蠕变) 、 加快蠕变 (第三期蠕变) 。 10. 影响山岩压力的要素:洞室的外形和大小、地质机关、支护的形式和刚度、洞室深度、 时间、施工方式。 11. 压力拱理论不变前提:沿着拱的切线标的目的仅感化着压力,合用前提:可以或许构成压力拱, 即洞室上方有足够的厚度且有相当不变的岩体。 12. 大坝的失稳形式:表层滑动粉碎、深层滑动粉碎、夹杂滑动粉碎。 13. 岩石边坡的几种粉碎类型:败坏张裂、崩塌、倾倒、爬动、滑坡。 14. 边坡加固办法:排水、削顶压底、用混凝土填塞岩石断裂部门、用锚栓或预应力缆索加 固、挡墙和锚索相毗连加固、用混凝土挡墙或支墩加固、格勾。 三、名词注释 1、 地质体:由必然的岩石构成的和具有必然机关特征的,并占领地球上必然空间的实 体。 2、 岩石: 地壳中由地质感化所构成的、 由造岩元素形成的玻璃质或矿物的天然调集体, 具有必然布局机关和变化纪律的固体物质。 3、 岩体:在地质汗青过程中所构成的,曾经蒙受过变形和粉碎,具有必然物质成分和 布局并赋存于必然地质情况中的地质体,在岩体力学中作为力学研究对象时,称为 岩体 。 4、 工程岩体:在岩体内部或概况建筑或机关的任何工程为岩体工程,岩体工程所涉及 的岩体为工程岩体。 5、 岩体布局:布局面和布局体在岩体内的陈列组合形式,称为岩体布局。 6、 布局面:岩体内的开裂的或易于开裂的界面(包罗物质分异面和不持续面)统称结 构面。 7、 岩体的不持续性:包罗岩性不持续性和布局不持续性。岩性不持续性:指岩体内岩 石性质沿一些界面发生突变; 布局不持续性: 指岩体中一系列宏观分手面, 如断层、 节理、劈理等。 8、 岩体的非均质性: 岩体的物理-力学性质随所测点的空间位置分歧而有差别的性质。 9、 岩体的各向同性:岩体的物理力学性质随取向分歧而具有较着标的目的性差别的性质。 10、 岩体力学: 研究岩石和岩体力学性态的理论和使用的科学,是力学的一个分支。 11、 岩石的饱水率:即饱和吸水率,指岩石在高压(15MPa)或真空前提下吸入水 的质量与岩石颗粒质量 ms 之百分比。 12、 岩石的软化系数:岩石饱水形态的抗压强度与其干燥形态的抗压强度的比值。 13、 强度丧失率:饱水岩石在-25~25℃前提下,频频冻结融化 25 次(视本地工程 要求,有的要求冻融 100~200 次或更多) ,冻融试验前后抗压强度之差与试验前的抗压 强度的比值,以百分数暗示。 14、 残存碎胀系数:破裂后的岩石,颠末一段时间压实后,其体积(Vh)与破裂 前体积(Vo)之比。 15、 布局面的产状:布局面在空间的分布形态。 (对岩体不变性和建筑物安危起主要 感化) 16、 岩石质量目标:即 BQD,是一个钻孔中长度大于和等于 10cm 的单块岩心长 度总和与岩心进尺长度之比。 17、 崎岖角:由崎岖差(a)与波长(L)计较:i=arctan(2a/L). 18、 张开度:布局面两壁间的垂直距离,除水和空气之外,壁间无充填物。 19、 薄弱虚弱夹层: 岩体中的在岩性上较上下相邻层显著削弱, 厚度跨越接触面的崎岖 差,但较相邻岩层较着较小的薄岩层或透镜体。 20、 地应力: 在漫长的地质年代里, 地球颠末各类动力活动过程 (如板块鸿沟受压、 地幔热对流、地质机关活动、地球扭转感化、重力感化、岩浆侵入感化等) ,地壳物质 发生各类内应力效应,称为地应力。 21、 机关应力场: 必然区域内具有成生联系的各类机关行迹在分歧部位应力形态的 总体。 22、 岩爆:在地下硐室施工过程中,因为高地应力的具有,岩体中积储的大量弹性 应变能俄然释放,岩体呈现瞬时的脆性粉碎,粉碎时发出响声并抛出岩块和岩片。 (大 规模者称岩爆、小规模称岩射、迟缓脆性粉碎称剥落) 23、 力学性质: 物体 (材料) 为抵当外力而维持本身不变和均衡所表示出来的性质。 24、 峰值强度:岩石应力应变曲线、 残存强度:在峰值强度后,岩石并非完全丧失承载力,而仍然连结较小的承载 力,此时所对应的强度称为岩石的残存强度。 26、 持久强度: 岩石的强度是随外荷载感化的时间的耽误而降低的, 凡是把感化时 间 t→∞的强度 S∞称为岩石的持久强度。 27、 脆性粉碎:布局、构件或岩、土体在粉碎前无较着变形或其他前兆的突发性破 坏类型。 28、 延性粉碎:布局或构件在粉碎前有较着变形或其他前兆的粉碎类型。 29、 流变性:物质在外部前提不变的前提下,应力或应变随时间而变化的性质。 30、 败坏:物体变形连结必然,内部应力随时间增加而逐步减小的现象。 31、 蠕变:在大小和标的目的都连结不变的外力感化下,变形随时间不竭增加的现象。 32、 应力 -应变全过程曲线 :反映岩石在压缩前提下由变形到粉碎的全过程关系曲 线。分五阶段:压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙发生和不变成长阶段、微裂隙加快扩 展阶段、粉碎后阶段。 33、 弹性变形:岩石在外力感化下发生变形,当外力打消后,岩石的变形即可消逝 并能完全恢复本来外形的性质称为弹性,这种可恢复的变形称为弹性变形。 34、 塑性变形:岩石在外力的感化下发生形变,当施加的外力撤消或消逝后,岩石 的变形不克不及恢回复复兴状的一种物理现象。 35、 布局面稳滑: 指沿剪切面不间断地相对迟缓地不变滑动,在位移滑动过程 中差应力连结不变,应变能得以持续释放而不堆集。 36、 布局面粘滑:在布局面剪切过程中,剪应力和剪位移并不老是不变变化,剪应 力时常呈现断续的张弛,剪位移时常发生急跃的现象。 37、 布局面爬坡: 岩体受剪发生沿布局面的滑动, 滑动面为波状或锯齿状的不服整 平面,在法向应力较小时,会发生上部布局体剪切隆起的现象,叫做爬坡,若法向应力 较大,则布局面上的波状或锯齿状被剪断,叫做啃断(剪断) 。 38、 布局面剪断: 岩体受剪发生沿布局面的滑动, 滑动面为波状或锯齿状的不服整 平面,若法向应力较大,则布局面上的波状或锯齿状被剪断,叫做啃断(剪断) 。 39、 剪胀:布局面滑移过程中,不只发生切向位移,也有法向位移,从而使布局面 总体张开,岩体体积膨胀,这种现象即为剪胀。 40、 峰值剪胀角: 剪胀角为剪切时的剪切位移之轨迹与程度轴之夹角。 当剪应力达 到峰值抗剪强度时的剪胀角为峰值剪胀角。 41、 岩体质量: 岩体的工程质量, 即从工程角度来看岩体的好坏程度和对工程的适 宜程度。 42、 BQ:以岩石坚硬程度和岩体完整程度来权衡岩体的根基质量的岩石质量 分级系统。 BQ=90+3R C +250K V. 43、 RMR: 指岩体地质力学分类, RMR=A+B+C+D+E(+M)A 代表岩石强度; B 代表 RQD ; C 代表布局面间距; D 代表布局面形态; E 代表地下水形态; M 代表 其它要素。 四、简答题 1、 地质体和岩体在概念上有哪些区别? 答: (1) 岩体和地质体是统一物体在分歧场所的两个名词。(2) 就具体问题研究而言, 岩体即为地质体的一部门。 (3)岩体是工程地质学和岩体力学的专出名词。有时将土 地作为一种特殊岩体看待。 2、 岩体和岩石的各自特征是什么?两者有何区别和联系? 答:特征:岩体:不持续性、非平均性、各向同性、有前提转化性;岩石:是一种地质 材料,是构成岩体的固相基质,是持续、平均、各向同性或正交各向同性的力学介质; 区别联系: : (1)岩体赋存于必然地质情况之中,地应力、地温、地下水等要素对 其物理力学性质有很大影响, 而岩石试件只是为尝试而加工的岩块, 已完全离开了原有 的地质情况。 (2)岩体在天然形态下履历了漫长的地质感化过程,此中具有着各类地质 机关面,如不整合、褶皱、断层、澳洲pk10计划节理,裂隙等而岩石相对完整。 (3)必然数量的岩石 构成岩体,且岩体无特定的天然鸿沟,只能按照处理问题的需要来圈定范畴。 (4)岩体 是地质体的一部门, 而且是由处于必然地质情况中的各类岩性和布局特征岩石所构成的 调集体,也能够当作是由布局面所包抄的布局体和布局面配合组的。 3、 岩体力学的一般工作法式(步调)和次要研究方式? 答: 工作法式: 岩体工程地质消息采集—岩体工程地质力学模子—岩体不变性评价—岩 体工程设想—岩体工程施工—岩体性态监测; 次要研究方式:工程地质法、 测尝尝验法、 理论研究法、分析研究法 4、 岩体的构成要素是什么? 答:物质成分(岩石) 、布局(布局体、布局面) 、赋存情况(应力场、温度场、渗流场、 其他物理场) 5、 从工程地质研究的角度,简述岩石的次要造岩矿物及其根基性质? 答:1、可溶性矿物,如岩盐、石膏、芒硝等,在适宜前提下可消融于水,削减岩石的 固相成分添加空地比,使岩石布局变松、 力学机能降低、 渗入性提高。2、易风化矿物, 其不变性取决于矿物的化学成分迁徙勾当性、矿物结晶特征、矿物生成前提。3、粘土 矿物,如蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、绿帘石等,粘土岩在漫长的成岩感化后已 得到胶体的勾当性,但在水的长时间感化下勾当性能够苏醒。4、其它不不变矿物,主 要指黄铁矿硫化物,它们极易氧化在氧化过程中生成硫酸。 6、 岩石颗粒间的联合有哪几种?联合强度若何? 答:按联合性质分类:结晶联合——联合强度最强、胶结联合——联合强度居中、水胶联 结——联合强度最弱。 7、 布局面按其成因凡是分为哪几品种型?各自有何特点? 答:成因类型: (1)原生布局面——在成岩过程(建筑过程)中构成的布局面。其特征 与岩体成因慎密相关,它包罗堆积布局面、火成布局面和变质布局面。 (2)机关布局面 ——岩体在革新过程中受机关应力感化发生的分裂面或破裂带,时时彩个位大小公式如劈裂、节理、层间错 动及断层等。 它是岩体平分布最广的一类布局面。 布局面的产状空间分布取决于机关应 力场与岩性前提,他们的力学成因、规模、发育汗青及次生变化影响并限制着岩体的工 程地质性质。 (3) 次生布局面——次生布局面是指岩体在外营利 (风力、 卸荷、 地下水、 应力应变、人工爆破等)感化下构成的布局面。其特点是局限于岩体表层,规模小、数 量多、多呈无序性,不服整和不持续形态。它们往往是受原生布局面和机关布局面节制 的,或在此根本上成长起来的。 8、 简述布局面定量统计的内容? 答: (1)产状(布局面的空间分布形态) ; (2)组数(岩体中交叉分布的布局面组数) ; (3)间距(同组布局面法线标的目的上该组布局面的平均距离) ; (4)延展性(在一个表露 面上能看见的布局面迹线)粗拙程度(布局面的固体概况相对与它的平均 平面的凹凸不服程度) ; (6)布局面壁的抗压强度(布局面两侧岩壁的等效抗压强度) ; (7)张开度(布局面两壁间的垂直距离,除水和空气外壁间无填充物) ; (8)充填特征 (硬性布局面、 薄弱虚弱布局面) ; (9) 渗流特征(布局面中能否具有渗流及渗流量) ; (10) 块体尺寸。 9、 泥化夹层有何特征? 答:布局上:由原岩的超凝结、胶结式布局变成了泥质散体布局或泥质定向布局;成分 上:粘粒含量较原岩增加,可达 70%,物理化学成分与原岩根基分歧,高含量粘土矿 物,含盐量低、游离氧化物添加;厚度上:泥化夹层发生在软硬相间的岩层组合和原生 薄弱虚弱夹层的前提下,凡是被限制在相对坚硬岩层之间发育。产状上:大大都泥化夹层由 原生薄弱虚弱夹层发育而来,其分布遭到原生薄弱虚弱夹层的节制,故它们的产状完全分歧;物 理形态上:干密度较原岩小,天然含水率跨越塑限介于塑限和液限制间,膨胀量和膨胀 力大小与矿物类型及无机质含量相关;力学性质上:较原岩大大降低,仅与薄弱虚弱或松软 土类似。 10、 试述自重应力场与机关应力场的区别和特点。 答: 自重应力场是岩体自重应力在空间的有纪律分布; 机关应力场是必然区域内具有成 生联系的各类机关形迹在分歧部位应力形态的总称。两者都是天然应力场的构成部门, 自重应力场是由上覆岩体的分量惹起的, 而机关应力是空间和时间的函数, 是随机关形 迹的成长而变化的非不变应力场。 11、 简述地壳浅部地应力分布的根基纪律。 答: 地壳浅层岩体中绝大部门应力场是以程度应力为主的三向不等空间应力场, 三个主 应力的大小和标的目的是随空间位置而变化的。 12、 简述高地应力区的标记。 答: (1)饼状岩芯; (2)岩爆、剥落、锤击有哑声; (3)地道(隧洞、巷道)大变形、 钻孔缩径; (4)地道变形粉碎具有不异的体例或形式; (5)薄弱虚弱夹层挤出; (6)岩表现 场物理力学目标高于室内; (7)其它:不透水性。 13、 注释单轴压缩感化下,岩石变形全过程的特征及其内在素质。 答:岩石单轴压缩全过程分以下几个阶段:○ 1 压密阶段,此阶段岩石华夏有空地在荷 载感化下逐步被压缩而闭合,试件体积减小。○ 2 弹性阶段,随荷载的加大岩石中裂隙 进一步闭合,空地被压缩无新的裂隙成长表示为弹性变形。○ 3 微裂隙发生和不变成长 阶段,当应力跨越弹性极限后,岩石华夏有裂隙起头成长并发生新裂隙,表示为应变的 添加速度大于应力的添加速度。○ 4 微裂隙加快扩展阶段,应力跨越屈就极限并逐步增 大的过程中, 岩石内部裂隙加快扩展并局部呈现宏观裂隙, 当裂隙扩展为贯通的分裂面 是,岩石即发生粉碎。 14、 轮回加荷感化下岩石的力学性质? 答:1、逐步轮回加载:○ 1 、弹性滞后;○ 2 、回滞环;○ 3 、峰值前应变强化;○ 4 、 峰值后应变弱化;○ 5 、岩石的回忆 2、频频轮回加载:岩石会在比峰值应力低的应力程度下粉碎,即委靡粉碎。委靡强 度非定值,与轮回荷载持续时间相关。具有一个极限应力程度,当最大应力低于这一应 力程度时,应变在达到必然值后不再增加,即不发生粉碎 15、 三向感化下岩石的力学性质? 答:1、岩石在围压前提下的应力应变关系;2 岩石在围压前提下的粉碎体例及机制;3 围压对岩石极限强度的影响;4 岩石的莫尔包络线特征。 (附申明:○ 1 三向感化下岩石 与单轴压缩前提的应力应变曲线雷同有弹性变形阶段、塑性变形阶段、应力下降阶段、 摩擦阶段。○ 2 分歧围压下变形特征分歧:高强度坚硬致密岩石曲线斜率受围压影响小 根基不变即弹性模量不因围压增高而改变,表示为常刚度变形。○ 3 对任何岩石当围压 达到必然程度是,以塑性变形为主与之对应的粉碎由脆性转为延性。○ 4 跟着围压的增 大,岩石的三轴极限强度也增大,但其增大的速度依岩性的分歧而分歧,对脆性粉碎的 岩石其极限强度随围压的增加很快,而延性粉碎时,极限强度随围压增加迟缓。 ) 16、 岩体布局面粘滑的特征、机制和影响要素? 答:粘滑特征:岩石概况俄然向前滑动、锁住,然后又起头滑动,如斯频频进行。 粘滑机制:○ 1 败坏振荡机制:最后是通过滑腻布局面起头粘滑研究的。因为动摩 擦小于静摩擦使得布局面俄然向前滑动锁住, 然后又起头滑动如斯频频构成张弛、 腾跃 式的粘滑现象称为败坏振荡。○ 2 脆性粉碎机制:粘滑不只仅出此刻磨光面上,在粗拙 的布局面上也较遍及的发生。因为概况具有大量的凸起体,且一般都呈嵌合接触,若剪 切面上法向压力大到足以抑止上部块体升高并沿凸起体爬坡时, 在剪切力感化下将凸起 体剪断或使凸起体在相对面上犁刻凹槽。当凸起体一旦粉碎阻抗当即下降。○ 3 凸起体 爬动机制:因为爬动凸起体嵌入到相对的布局面中,使接触面添加,当继续加力至滑动 时跟着滑动的起头,接触面减小导致摩擦阻力俄然降低而发生粘滑。 影响要素:矿物成分、应力形态、应变速度、填充物、孔隙率、温度、水及空地 压力。 17、 岩石蠕变一般包罗哪几个阶段?各阶段有何特点? 答:○ 1 瞬时变形阶段:加荷后当即发生变形。○ 2 初始蠕变或阻尼蠕变阶段:应变在最 初随时间增加较快,但其增加速度随时间逐步降低。○ 3 等速蠕变阶段:应变随时间呈 近似直线 加快蠕变阶段;应变及应变速度均随时间增加而增加,表白变形加 速直至粉碎。 18、 简述分歧形态布局面剪切强度特征。 答:1、平直型硬性布局面:平直型无填充的硬性布局面,其力学性质次要取决于两壁 岩石性质、布局面粗拙度、粘聚形态、干湿程度、发向应力;2、波状布局面:在较小 正应力感化下发生剪胀,在正应力较大时发生剪断;3、台阶状硬性布局面:阻遏滑块 的阻力有布局面段的抗剪强度与完整岩段沿层面标的目的的抗剪强度两部门构成。4、非贯 通性布局面:发生剪切时,布局面与为贯通的“岩桥”都起抗剪感化。 19、 岩体与岩石的变形有何异同? 答:岩体的变形包罗体积变形、外形变形、位置变形,总体而言分为布局体变形(包罗 材料的弹性、塑性和粘性以及布局体的滚动和动弹变形等)和布局面变形(包罗压缩闭 合或挤出变形、错动或滑动流动变形等) ,而岩石因为全体比力完整不具有布局面,故 岩石的变形次要是布局体的变形而没有布局面的变形。 20、 岩体压缩变形曲线可分几类?各类变形曲线有何特点? 答: A 直线型:反映岩体加压过程中变形随压力成反比添加,直线 型: 曲线斜率陡, 呈直线, 岩体刚度大, 退压后岩体变形几乎恢复到原点, 以弹性变形为主。A-2 型:曲柄斜率缓,呈直线,岩体刚度很低,退压后岩体变形只能 部门恢复,有较着的不成恢复变形和回滞环,岩体变形不是弹性的。 B 上凹型:B-1 型:每次加压曲线的斜率跟着加压退压轮回次数添加逐步变大,即岩体 刚度增大,各退压曲线较缓且彼此近于平行,变形系数随压力添加而减小,岩体弹性变 形逐步增大。B-2 型:加压曲线斜率随压力增大而逐步变大,即岩体刚度增大,各卸荷 曲线很陡,在卸荷后,变形大部门不成恢复。 C 下凹型:每次加压曲线在应力较小时近于平行,而有应力较大时逐步变缓,变形系数 随压力添加而添加。 D 复合型: 岩体受压时的力学行为复杂, 同时岩体受压的鸿沟前提又随压力的增大而改 变。 21、 简述岩体抗剪强度参数该若何拔取。 答:对岩体粉碎机理加以阐发,并连系工程建筑物的工作形态和要求,确定选值尺度, 通过数理统计而获得强度参数。选值尺度(即抗剪强度原则)次要有比例极限原则、屈 服极限原则、极限强度原则、残存强度原则、剪胀原则、持久强度原则、最大答应位移 原则、剪切变形速度原则等。时时彩源代码 22、 简述岩体力学性质的影响要素。 答:岩体力学性质影响要素有两个方面:1、岩体的内在要素即岩石的成分、布局及岩 性、岩体布局;2、外部前提即地下水、地应力、地热及感化力特点。 23、 简述岩体力学性质法例。 答:1、爬坡效应法例。切向变形过程中爬坡效应由布局面形态和粗拙度、岩石强度及 围压大小配合决定;2、各向同性效应法例。与岩体布局亲近相关、随围压的添加而减 弱;3、尺寸效应法例。即力学性质随试件尺寸大小而变化。 24、 简述岩体的工程地质分类与质量分级的区别和联系。 答:区别:底子区别在于办事对象。分类的办事对象:工程地质和岩体力学工作者,着 重处理一般问题, 一般不涉及具体工程; 分级的办事对象: 岩体工程的设想和施工人员, 间接为具体岩体工程的设想和施工办事。 联系:岩体的工程地质分类必需以岩体质量为根本,是工程岩体质量分级的归宿; 而岩体质量分级也是岩体工程地质分类的深化和成长,属于岩体工程地质分类范围。 25、 Q 分类法和 RMR 分类法中各考虑了岩体的哪些要素? 答:Q 分类法:岩石质量目标、布局面组数、布局面粗造度系数、布局面蚀变程度系数、 裂隙水折减系数、地应力折减系数。 RMR 分类法:岩石强度、岩石质量目标、布局 面间距、布局面形态、地下水形态。 26、 岩体质量分级在工程中若何使用? 答:1、工程地质分类的根基根据之一;2、工程地质和岩体力学定量化的研究;3、岩 体工程的设想和施工:如规划、勘测、加固、支护、地下工程等。 27、 在静水压力形态下,围岩应力的分布有何特征? 答:天然应力为静水压力形态时,围岩内重分布应力与 θ 角无关,仅与洞半径 a 和原始 应力程度 σ0 相关。径向应力 σr 在洞壁处为 0,跟着离洞壁距离的添加,其应力逐步上升, 在约 6 倍洞半径处根基恢复到原始应力程度。切向应力 σθ 在洞壁处为 2σ0,跟着离洞壁距离 的添加,其应力逐步下降,在约 6 倍洞半径处根基恢复到原始应力程度。其分布特征如图所 示: σ σ σ o RO 2RO 3RO 4RO 5RO 6RO θ σ 28、 在非静水压力形态下,围岩应力的分布次要受哪些要素影响?这些要素如何 影响到围岩应力的分布特征? 答:在非静水压力形态下,围岩应力的分布特征与静水压力形态雷同,但侧压力系数 ξ 的大小对应力大小有较着影响。以圆形洞室为例,当 ξ<1/3 时,洞顶将呈现拉应力。当 1/3 <ξ<3 时,洞壁围岩内的 σθ 全为压应力。当 ξ>3 时,两边墙呈现拉应力。 29、 卵形洞室的围岩应力分布有何特征? 答:卵形洞室长轴两头点应力集中最大,易惹起压碎粉碎,而短轴两头易呈现拉应力 集中, 晦气于围岩不变。 最合理的洞室标的目的是长轴平行最大主应力, 长短半轴的比等于 σ1/σ3, 此时洞室围岩应力分布较平均,围岩不变性较好。 30、 方形及矩形洞室的围岩应力分布有何特征? 答: 矩外形洞室的角点或急拐弯处应力集中最大。 长方形短边中点应力集中大于长边中 点,而角点处应力大,围岩最易失稳。当岩体中天然应力 σh、σv 相差较大时,则应尽量使洞 室长轴平行于最大天然应力的感化标的目的。 31、 圆拱直墙洞室的围岩应力分布有何特征? 答: ①平直的周边容易呈现拉应力。 因为岩石的抭拉强度凡是只要抭压强度的十几分子 一,所以平直周边比曲线周边容易粉碎。 ②拐角处是应力集中区。 ③拱顶容易呈现拉应力。 五、阐述题 1、 从岩石力学的角度阐发岩质边坡病害的发朝气理和研究方式。 答:机理:○ 1 崩塌:块状岩体与岩坡分手,向前翻腾而下。其成因是因为风化等缘由 削弱了节理面的内聚力或也可能是因为气温变化、 冻融松动岩石的成果, 或是因为动物 根系发展形成膨胀压力, 以及地动、 雷击等缘由而惹起; 2 滑坡: 岩体在重力感化下, ○ 沿坡内薄弱虚弱布局面发生的全体滑动。其成因是因为岩体中具有有薄弱虚弱布局面(层面、断 层、裂隙) ,岩体在重力的感化下,降服了滑面底部与两侧的阻力而惹起沿薄弱虚弱面的滑 动。滑面的倾角必需大于滑面的内摩擦角,不然无论坡角和坡高峻小若何,边坡都不会 滑动。研究方式:极限均衡法、数值阐发法、无限单位法等 2、 岩石力学与土力学在研究对象、研究方式、物理性质、力学性质和渗入性等方面有 何异同点? 答:研究对象:岩石力学--岩石、岩体、岩体工程;土力学--土体。 研究方式:岩石力学--工程地质法、测尝尝验法、理论研究法、分析研究法;土力 学--尝试室测定法、野外现地测定法、理论阐发法、分析研究法。 物理性质:岩石力学--岩石的重力特征、空地性、吸水性、透水性、可溶性、膨胀 性、崩解性、软化性、抗冻性、碎胀性、压实性、热(力)学性质等;土力学--碎散性、 三相系统、天然变同性。 力学性质:岩石力学--岩石为抵当外力而维持本身不变和均衡所表示出来的性质, 包 括变形性质和粉碎性质;土力学--土体的自重应力、本身以外的荷载惹起的附加应力、 土的压缩性、抗剪强度。 渗入性: 岩石力学--岩石透水性取决于岩石中空地的大小、 数量、 标的目的和连通环境, 完整岩体的透水性与其构成的岩石附近。岩体的渗入分为:孔隙型、裂隙型、岩溶管道 型;土力学--水在土体孔隙中流动,土具有被水等液体透过的性质。 3、 从根基特征、物理性质、力学性质、赋存情况等角度会商岩体、岩石的区别。 答:根基特征:岩体:不持续性、非平均性、各向同性、有前提转化性;岩石:是一种 地质材料,是构成岩体的固相基质,是持续、平均、各向同性或正交各向同性的力学介 质。 物理性质:岩体:布局面产状、布局面组数、布局面间距、延展性、粗拙程度、风 化程度、张开度、充填特征、渗流、块体尺寸;岩石:重力特征、空地性、吸水性、透 水性、可溶性、膨胀性、崩解性、软化性、抗冻性、碎胀性、压实性、热(力)学性质 等。 力学性质:岩体:法向压缩变形、岩体抗拉强度、岩体的抗剪强度、岩体的剪切变 形;岩石:为抵当外力而维持本身不变和均衡所表示出来的性质,包罗变形性质和粉碎 性质。 赋存情况:岩体:地应力场、温度场、渗流场、其它物理场;岩石:没有赋存情况。 4、 格里菲斯强度理论 现实的固体在布局机关上既不是绝对平均的, 也不是绝对持续的, 其内部包含有大量的 微裂纹和微孔洞,这种固体在外力感化下,即便感化的平均应力不大,但因为微裂纹或微孔 洞边缘上的应力集中, 很可能在边缘局部发生很大的拉应力, 当这种拉应力达到或跨越强度 时,微裂纹便起头扩展,当很多这种的微裂纹扩展、姑息、结合时,最初使固体沿某一个或 若干个平面或曲面构成宏观分裂。 六、 计较题 1、一个 5cm ? 5cm ?10cm 试样,其质量为 678g,用球磨机磨成岩粉并进行风干,天平秤称 得其质量为 650g,取此中岩粉 60g 作颗粒密度试验,岩粉装入李氏瓶前,火油的度数为 0.5 cm3 ,装入岩粉后静置半小时,得读数为 20.3 cm3 ,求:该岩石的天然密度、干密度、颗粒 密度、岩石天然空地率。 解:天然密度 ? ? m 678 ? ? 2.71g / cm3 V 5 ? 5 ?10 干密度 ? d ? ms 650 ? ? 2.6 g / cm3 V 5 ? 5 ?10 颗粒密度 ? s ? ms 60 ? ? 3.03g / cm3 Vs 20.3 ? 0.5 VV ? 2.6 ? 1? d ? 1? ? 0.14 V ?s 3.03 天然孔隙率 n ? 2. 某岩石通过三轴试验,求得其剪切强度为:C=10Mpa、φ =45°,试计较该岩石的单轴抗 1 ? sin ? 压强度和单轴抗拉强度? ? c ? 2C ? 2Ctg (45o ? ? / 2) ? 48.3MPa(4 ? 34) 1 ? sin ? 解:由 ? t ? ? ctg 2 (45o ? ? / 2) ? 8.3MPa(4 ? 35) 3、在地表以下 200 米深度处的岩体中开挖一洞径 2R0=2 米的程度圆形遂洞,假定岩体的天 然应力为静水压力形态(即λ =1),岩体的天然密度ρ =2.7g/cm3,试求: (1)洞壁、2 倍洞半径、3 倍洞半径处的重分布应力; (2)按照以上计较成果申明围岩中重分布应力的分布特征; (3)若围岩的抗剪强度 Cm=0.4,φ m=30°,试评价该洞室的不变性; ? v ? ?gh (4)洞室若不不变,试求其塑性变形区的最大半径( R1) ?h 解: (1)地表下 200m 处岩体的铅直应力: =5.290 MPa ? r? Mpa 岩体处于静水压力形态, =5.290 ? ? λ =1, ?r ? 按照重分布应力公式: (9-12 ) r ? r? ?? ? ? r=0 ?? r =0 Mpa ? Mpa 洞壁处 =10.584 Mpa ?r 2 倍洞径处 =3.969 Mpa =6.615 Mpa =0 Mpa ? 3 倍洞径处 =4.704 =5.88 Mpar? =0 Mpa ? ? Mpa (2)从以上成果可知:跟着洞壁距离 r 增大,径向应力 ? 。 ? 逐步增大,环向应力 逐步减小,剪应力 ? 1 ? ? 3tg 2 (45o 一直为 ? m0 ) ? 2Cmtg(45o ? m ) (3)围岩的强度为 ?r 将 1 r 带入公式得: 2 2 ? ? ? tg 2 (45o ? ?? ?m 2 ) ? 2Cmtg(45o ? ?m 2 ) =1.386 Mpa< =10.584 Mpa 故该洞室不不变,发生粉碎。 1?sin ?m ? ? (? 0 ? C m ctg?m )(1 ? sin?m ) 2 sin ?m (4)由批改芬纳-塔罗勃公式: R1 ? R0 ? ? pi ? C m ctg?m ? ? ? r? 带入数据得, R1=2.196 m 即塑性变形区的最大半径为 2.196m。 4、如图,导出边坡不失稳的最大坡高 Hmax。 解: ?? β β β 解: 如上图所示:发仅考虑重力感化下的时,设滑动体的重力为 G,则它对于滑动面 的垂直分量为 Gcosβ,平行分量为 Gsinβ,因而,可得滑动面上的抗滑力 Fs 和滑动力 Fr 分 别为: F=G cosβ tanφ+cL T=G sinβ 则岩体边坡的不变性系数为: F G cos ? tan? ? cL k? ? T G sin ? 由上图几何干系可得: h? 1 ?gH 2 H H G ? ?ghL ? sin(? ? ? ) sin(? ? ? ) L ? 2 sin? sin ? sin ? sin? tg? 2c sin? ? tg? ?gh sin ? sin(? ? ? ) α β 将上式拾掇得: k ? 令 k=1 即得滑动体极限高度 Hmax: 2c sin? cos? H max ? ? g ?sin ? sin(? ? ? ) sin?? ? ? ??

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