中国地质大学岩体力学复习资料练习与思考1、岩体力学包括哪三种分类,各有何侧重?2、岩体力学的研究对象是什么?你能举出几个岩体变形破坏的事例?3、岩体力学的研究方法有哪些,有什么区别?4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解?练习与思考1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示,量得两组结构面沿测线的间距分别为0.45m和0.8m,且A组结构面的倾角为55°,B组倾角为20°。
1)计算每组结构面的真间距及两组结构面沿测线的混合间距及线密度(Kd);2)估算岩体沿详测线方向的RQD值。
2、何谓岩石的微结构面,主要指哪些,各有什么特点?3、自然界中的岩石按地质成因分类,可以分为几大类,各有什么特点?4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征?5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些,各有何特点?6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。
练习与思考1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系,关系如何?3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识?4、区别吸水率、含水率概念的区别。
练习与思考1、与材料力学中所学材料相比,岩块的变形与强度有什么特别的地方?2、如图,岩块试件受双向应力状态,其应力分量:σx =12Mpa,σy=20MPa,τxy=MPa。
1)绘出代表应力状态的摩尔应力圆,并根据图形确定其主应力的大小与方向(σ1与X轴的夹角);2)用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σn 和剪应力τn,并进行对比。
3、假定岩石中一点的应力为:σ1=61.2Mpa,σ3= -11.4MPa,室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强度参数C=30MPa,tgΦ=1.54,试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏,并讨论结果。
4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
5、劈裂实验中,岩样承受的是压力,为什么会在破坏面上出现拉应力?6、什么是全应力-应变曲线,为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线?7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。
练习与思考1、比较岩块与结构面的压缩变形特征的不同,分析其原因。
2、不同类型的结构面其抗剪强度不同,请分析造成这种不同的原因。
3、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关?4、如何正确理解巴顿公式的含义?5、有一节理面的起伏角i=20°,基本摩擦角υb=35°,两壁岩石的内摩擦角υ=40°,C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。
练习与思考1、通过本章学习,你对岩体的各向异性有什么具体的认识?2、比较岩体与岩块性质的差别,加深其为不同概念的理解。
3、单结构面理论的内容是什么?4、你是如何理解岩体强度的?5、某岩石通过三轴试验,求得其剪切强度为:C=10MPa,φ=45°,试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。
6、某裂隙化安山岩,通过野外调查和室内实验,已知岩体属质量中等一类,RMR 值为44,Q值为1,岩块单轴抗压强度σc=75MPa,薄膜充填节理强度为:φj=15°、C j=0,假定岩体强度服从Hoek-Brown经验准则,求:(1)绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线(法向应力范围为0~10MPa);(2)绘出该岩体C m和φm随法向应力变化的曲线(法向应力范围为0~2.5MPa)。
练习与思考1、研究岩体中的天然应力具有什么工程意义?2、岩体天然应力得分布特征如何?3、岩体天然应力的各种量测方法,各有什么特点?4、在什么情况下,可以按自重应力理论计算天然应力?5、某岩体,在深度100m内,密度为2.54g/cm3,在深度100~200m内,密度为2.71g/cm3,天然应力比值系数为1.89,试按自重应力理论计算深度50m、150m处的天然应力大小?练习与思考1、在均质、连续、各向同性的岩体中,测得地面以下100m深度处的天然应力为σv=26Mpa,σH=17.3Mpa,拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道,半径R0=3m。
试求:1)沿θ=0°和θ=90°方向上重分布应力(σr、σθ)随r变化的曲线;2)设岩体的C m=0.04Mpa,φm=30°,用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度2、在地表以下200m深度处的岩体中开挖一洞径2R=2m的水平圆形遂洞,假定岩体的天然应力为静水压力状态(即λ=1),岩体的天然密度ρ=2.7g/cm3。
试求:1)洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处的重分布应力;2)根据以上计算结果说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,φm=30°,试评价该洞室的稳定性;4)洞室若不稳定,试求其塑性变形区的最大半径(R1)。
3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室,已知岩体的单轴抗压强度σc=100Mpa,岩体天然密度ρ=2.75g/cm3,岩体中天然应力比值系数λ=1,试评价该地下洞室开挖后的稳定性。
4、总结弹性洞室围岩重分布应力的特征。
5、不同类型的围岩的变形破坏形式不同,其决定性的因素是什么?6、确定围岩抗力有何意义?练习与思考1、某岩体边坡中存在一组与坡面倾向相同,倾角为30°的结构面,结构面的剪切强度:C j=0.1MPa,φj=28°,边坡倾角为60°,岩体平均密度ρ=2.5g/cm3,求该边坡的极限坡高。
2、某边坡中存在一倾角为40°的断层,设边坡倾角为60°,岩体剪切强度指标:φj=30°,C j=0.02MPa,平均密度ρ=2.55g/cm3,边坡高度为20m,试评价该边坡的稳定性(取安全系数1.05)。
3、你认为在影响边坡稳定性的各因素中最主要的是什么因素?4、对比边坡应力分布特征与天然应力分布特征的区别。
5、边坡应力分布特征与边坡变形破坏的关系。
辨别正误1.石英砂岩的强度随石英颗粒的含量增加而增大。
()2.相邻两条结构面的垂直距离就是结构面的密度。
()3.一般情况下,岩体的强度可以用岩块的强度来代替。
()4.从岩体本身性质来分析,可以用连续介质理论来解决岩体力学问题。
()5.岩石的泊松比是指单向压缩条件下,侧向应变与侧向应力之比。
()6.结构面的密度不随方向而变化。
()7.边坡岩体坡面一点的最大主应力是垂直于坡面,而最小主应力则平等于坡面,且都不为零。
()8.单位体积内岩石的质量定义为岩石的颗粒密度。
()9.天然铅直应力是随深度增加而增大的。
()10.一般情况下,岩块的三轴压缩强度比抗压强度大。
()11.岩块在单轴受压条件下,能承受的最大主应力叫岩块的强度。
()12.在普通试验机上测出的应力-应变关系,就是岩石的应力-应变全过程曲线。
()13.岩块的弹性模量可以用作用于它上面的应力与位移之比来表示。
()14.坡度影响边坡应力轨迹形式。
()15.岩体作为力学介质研究时,其与钢、混凝土等人工力学介质的根本区别在于岩体中有天然应力、多裂隙交切及是三相介质。
()16.岩体中地下水的水压力效应,使岩体中结构面抗剪强度增大。
()17.可能滑动面上可供利用力与抗滑力之比值定义为稳定性系数。
()18.研究的岩体实际上是已经受过破裂和变形的地质体。
()19.天然中铅直应力一般随深度增加而增大。
()20.在普通试验机上测出的应力与应变的关系,就是岩石应力-应变全过程曲线。
()21.饱水岩样的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。
()22.岩体的强度就是岩块的强度。
()23.从岩体本身性质分析,可用连续介质力学理论解决岩体力学问题。
()24.在荷载作用下,结构面抵抗破坏的最大能力叫做剪切强度。
()25.一般情况下岩块的抗压强度随加荷速度的增大而增大。
()26.三向受压条件下,岩石破坏前的应变比单向受压要大。
()27.饱水岩体的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。
()28.在荷载作用下,结构面抵抗破坏的最在能力叫剪切强度。
()29.一般来说,岩块的单轴抗压强度随加荷速度的增在而减小。
()30.地下洞室洞壁支护的目的是不让洞壁围岩向洞内产生位移。
()名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、围岩28、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度填空题1.表征岩石抗剪性能的基本指数是()和()。
2.如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。
3.岩石在单轴压力作用下,随加荷、卸荷次数的增加,变形总量逐次(),变形增量逐次()。
4.所谓洞室围岩一般是指洞室周围()倍半径范围内的岩体。
5.边坡岩体中,滑移体的边界条件包括()、()和()三种类型。
6.垂直于岩石层面加压时,其抗压强度(),弹性模量();顺层面加压时的抗压强度(),弹性模量()。
7.莫尔强度理论认为:岩石的破坏仅与()应力和()应力有关,而与()应力无关。
8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时,破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于()的;而破坏面又总是与中间主应力()。
9.不论何种天然应力条件下,边坡形成后,在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面(),最小主应力作用方向与边坡面()。
10.主要的岩体工程分类有()、()、()、()等。
11.水对边坡岩体的影响表现在()、()和()。
12.天然应力场的主要成分有()、()和()。
13.地质结构面对岩体力学性质的影响表现在()和()。
14.结构面在法向应力作用下,产生()变形,其变形性质用指标()表征。
15.岩石抗拉强度的试验室方法有()和()。
16.地质结构面按力学条件可分为()和()。
17.岩体结构类型可分为()、()、)、()和()。