岩体力学习题及答案1_-_副本
(完整版)岩体力学习题及答案(精装版)
二、岩块和岩体的地质基础一、解释下例名词术语5、节理密度:反映结构面发育的密集程度,常用线密度表示,即单位长度内节理条数。
6、节理连续性:节理的连续性反映结构面贯通程度,常用线连续性系数表示,即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC:表示结构面起伏和粗糙程度的指标,通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS:用施密特锤法(或回弹仪)测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度:指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体:岩体是指在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构,赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
11、结构体:岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
12、岩体结构:岩体中结构面与结构体的排列组合特征。
14、岩石质量指标RQD:大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
二、简答题(1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法?分别是什么?答:结构面的成因类型分成两种,一是地质成因类型,根据地质成因的不同,可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类;按破裂面的力学成因可分为剪性结构面和张性结构面两类。
(2) 结构面的连续性有几种定义方法?如何定义?结构面的连续性反映结构面的贯通程度,常用线连续系数和面连续性系数表示。
线连续性系数是指结构面迹线延伸方向单位长度内贯通部分的总和;面连续性系数是指结构面单位面积内贯通部分面积的总和。
(5) 在我国,通常将岩体结构分为哪几类?.将岩体结构划分为5大类,即:整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。
(6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度?答:岩石的风化程度可通过定性指标和某些定量指标来表述,定性指标主要有:颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
国标《岩土工程勘察规范》中提出用风化岩块的纵波速度、波速比和风化系数等指标来评价岩块的风化程度。
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练习题一、名词解释:1、各向异性:岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数:饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数:破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K:取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程:描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程(物理方程)。
6、平面应力问题:某一方向应力为0。
(受力体在几何上为等厚薄板,如薄板梁、砂轮等)1.平面应变问题:受力体呈等截面柱体,受力后仅两个方向有应变,此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2.给定载荷:巷道围岩相对孤立,支架仅承受孤立围岩的载荷。
3.长时强度:作用时间为无限大时的强度(最低值)。
4.扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1.平面应力问题:受力体呈等厚薄板状,所受应力为平面应力,在弹性力学中称为平面应力问题。
2.给定变形:围岩与母体岩层存在力学联系,支架承受围岩变形而产生的压力,这种工作方式称为给定变形。
3.准岩体强度:考虑裂隙发育程度,经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4.剪胀现象:岩石受力破坏后,内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
5.滞环:岩石属滞弹性体,加卸载曲线围成的环状图形,其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度:单位体积岩石(包括空隙)的质量。
2、扩容现象:岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe:岩体被裂隙割裂分离的程度:4、弹性后效:停止加、卸载,应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性:岩石在发生的弹性变形具有滞后性,变形可缓慢恢复。
6、软岩(地质定义):单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效的作用或现象。
岩体力学复习题集(含答案)
岩体力学考试复习试题1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于(A)。
(A)岩体中含有大量的不连续面(B)岩体中含有水(C)岩体为非均质材料(D)岩石的弹性模量比岩体的大2、岩体的尺寸效应是指(C)。
(A)岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系(B)岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象(C)岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象(D)岩体的强度比岩石的小3、影响岩体质量的主要因素为(c)。
(A)岩石类型、埋深(B)岩石类型、含水量、温度(C)岩体的完整性和岩石的强度(D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照(a)。
(A)岩石的饱和单轴抗压强度(B)岩石的抗拉强度(C)岩石的变形模量(D)岩石的粘结力5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?(d)(A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?(a)(A)原生结构面(B)构造结构面(C)次生结构面7、岩体的变形和破坏主要发生在(c)(A)劈理面(B)解理面(C)结构(D)晶面8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是(b)(A)柱状>板状>块状(B)块状>板状>柱状(C)块状>柱状>板状(D)板状>块状>柱状9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为(a)(A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体(B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体(C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体(D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于(d)(A)结构面的性质(B)结构体型式(C)岩石建造的组合(D)三者都应考虑答案:1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、A10、D选择题1、在我国工程岩体分级标准中,软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为(c)。
岩体力学习题及答案
习题一绪论1.1 选择题1.1.1 岩石与岩体的关系是()。
(A)岩石就是岩体(B)岩体是由岩石和结构面组成的(C)岩体代表的范围大于岩石(D)岩石是岩体的主要组成部分1.1.2 大部分岩体属于()。
(A)均质连续材料(B)非均质材料(C)非连续材料(D)非均质、非连接、各向异性材料1.2 简答题1.2.1 岩石力学的基本研究内容和研究方法?1.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种?1.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的?1.2.4 岩石与岩体的关系是什么?1.2.5 岩石与岩体的地质特征的区别与联系?习题二第一章岩石物理力学性质2.1 选择题2.1.1 已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.82,则该岩石()(A)软化性强,工程地质性质不良(B)软化性强,工程地质性质较好(C)软化性弱,工程地质性质较好(D)软化性弱,工程地质性质不良2.1.2 当岩石处于三向应力状态且比较大的时候,一般应将岩石考虑为()(A)弹性体(B)塑性体(C)弹塑性体(D)完全弹性体2.1.3 在岩石抗压强度试验中,若加荷速率增大,则岩石的抗压强度()(A)增大(B)减小(C)不变(D)无法判断2.1.4 在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在()(A)95~105℃(B)100~105℃(C)100~110℃(D)105~110℃2.1.5 按照格理菲斯强度理论,脆性岩体破坏主要原因是()(A)受拉破坏(B)受压破坏(C)弯曲破坏(D)剪切破坏2.1.6在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的()(A)1/2~1/5(B)1/10~1/50(C)2~5倍(D)10~50倍2.1.7岩石的弹性模量一般指()。
(A)弹性变形曲线的斜率(B)割线模量(C)切线模量(D)割线模量、切线模量及平均模量中的任一种2.1.8某岩石试件相对密度d s=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度ρd为()(A)2.45(B)2.46(C)2.47(D)2.482.1.9下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中,哪一种被称为凯尔文模型?()(A)弹簧模型(B)缓冲模型(C)弹簧与缓冲器并联(D)弹簧与缓冲器串联2.2简答题2.2.1 何谓岩石中的微结构面,主要指哪些,各有什么特点?2.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种?2.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些,如何影响的?2.2.4 什么是全应力应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线?2.2.5 在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化?2.2.6 什么是莫尔强度包络线?如何根据实验结果绘制莫尔强度包络线?2.2.7 表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?2.2.8 岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
岩体力学习题集_答案
岩体力学习题集一、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14、剪切刚度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、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44、围岩压力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、围岩压力二、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()。
岩体力学习题集_答案[1]全解
岩体力学习题集一、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14、剪切刚度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、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44、围岩压力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、法向刚度二、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()。
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岩 体 力 学 习 题1、何谓岩体力学? 谈谈你对岩体力学的认识和看法。
答:(1)定义:岩体力学是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。
(2)认识:岩体力学是地质工程、岩土工程等专业的相当重要的一门专业基础课程。
比如:边坡岩体稳定性分析这章对本人的研究方向有很大的帮助。
岩体力学服务对象的广泛性和研究对象的复杂性,决定了岩体力学研究的内容也必然是广泛而复杂的,服务对象涉及到国民经济的各方面,岩体力学的任务是准确地预测岩体在应力场作用下的变形和稳定性,进而从岩体力学观点出发,选择相对优良的工程场址,防止重大事故,并为合理的工程设计提供岩体力学依据。
岩体力学研究方法有工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分析法等。
2、何谓岩块、岩体? 试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点?答:(1)岩块(Rock block 或 Rock )指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
(2)岩体(Rockmass )是指地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
(3)异同点:岩块和岩体均为岩石物质和岩石材料,岩体中存在复杂的天然应力和地下水。
而土作为岩体的历史风化产物,与岩体主要是在物理,力学性质等方面有些不同,例如土的抗压强度,压缩性等方面与岩体有较大差异。
3、何谓岩体分类? RMR 分类和Q 分类各自用哪些指标表示? 怎样求得?答:岩体分类是通过岩体的一些简单和易实测的指标,把工程地质条件和岩体力学性质联系起来归类的一种方法。
其目的是通过岩体的工程分类,概括的反映各类岩体的质量好坏,预测可能出现的岩体力学问题,为工程设计确定岩体力学计算参数、支护衬砌型式、厚度及建筑物式和施工方法的选择等提供依据。
岩体地质力学分类(RMR 分类)由岩块强度、RQD 值、节理间距、节理条件及地下水5类参数组成。
岩体力学课后习题解答(同济大学版).
第二章 岩体的基本物理力学性质10、一个5510cm cm cm ⨯⨯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 ,取其中岩粉60g 作颗粒密度试验,岩粉装入李氏瓶前,煤油的度数为0.53cm ,装入岩粉后静置半小时,得读数为20.33cm ,求:该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然空隙率。
解:天然密度36782.71/5510m g cm V ρ===⨯⨯ 干密度36502.6/5510s d m g cm V ρ===⨯⨯ 颗粒密度360 3.03/20.30.5s s s m g cm V ρ===- 天然孔隙率 2.6110.143.03V d s V n V ρρ==-=-=12、已知岩石单元体A —E 的应力状态如图所示,并已知岩石的4c MPa =,35ϕ=︒,试求:(1)各单元的主应力的大小、方向,并作出莫尔应力图。
(2)判断在此应力下,岩石单元体按莫尔-库伦理论是否会破坏? 解:(1)A 单元:主应力大小:13 5.00 5.0022x y MPa σσσσ++=±= 方向:与x σ的夹角20tan 200 5.0xyx yτθσσ===--,0θ=︒ 莫尔应力图:圆心:135.002.522σσ++==半径:13 5.002.522σσ--==B 单元:主应力大小:13 4.000 4.022x y MPa σσσσ++=±=±=- 方向:与x σ的夹角2 4.0tan 20xyx yτθσσ===∞-,45θ=︒ 莫尔应力图:圆心:134.0 4.0022σσ+-==半径:13 4.0( 4.0)4.022σσ---==C 单元:主应力大小:13 5.705.000.7022x y MPa σσσσ++==±=- 方向:与x σ的夹角22 2.0tan 20.85.00xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图:圆心:135.70.72.522σσ+-==半径:13 5.7(0.7)3.222σσ---==D 单元:主应力大小:13 6.06.0 6.0 6.022x y MPa σσσσ++==±= 方向:与x σ的夹角20tan 206.0 6.0xyx yτθσσ===--,0θ=︒莫尔应力图:圆心:136.0 6.06.022σσ++==半径:13 6.0 6.0022σσ--==E 单元:主应力大小:1310.9110.0 1.00.0922x y MPa σσσσ++== 方向:与x σ的夹角22 3.0tan 20.6710.0 1.0xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图:圆心:1310.910.095.522σσ++==半径:1310.910.095.4122σσ--==(2)A 单元:21335tan (45)2tan(45)24tan(45)15.37 5.0222c MPa MPa ϕϕσσ︒=︒++︒+=⨯︒+=>不破坏; B 单元:2135354.0tan (45)24tan(45)0.61 4.022MPa MPa σ︒︒=-⨯︒++⨯︒+=< 破坏; C 单元:2135350.7tan (45)24tan(45)12.78 5.722MPa MPa σ︒︒=-⨯︒++⨯︒+=> 不破坏; D 单元:2135356.0tan (45)24tan(45)37.51 6.022MPa MPa σ︒︒=⨯︒++⨯︒+=> 不破坏; E 单元:2135350.09tan (45)24tan(45)15.7010.9122MPa MPa σ︒︒=⨯︒++⨯︒+=> 不破坏;13、对某种砂岩做一组三轴压缩实验得到的如表所示峰值应力。
岩体力学习题集,答案
岩体力学习题集,答案岩体力学习题集一、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、强度帕累托10、稳定性系数11、塑性12、残存强度13、天然形变14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论18、音速强度19、塑性20、孔隙比21、法向刚度22、围岩形变23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、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、颤抖弹性模量37、天然形变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、轻原产形变44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性音速48、强度极限49、脆性毁坏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、起始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然均衡拱形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、饱和状态吸水率72、法向刚度二、填空题1.表观岩石抗剪性能的基本指数就是()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.所谓洞室围岩通常就是指洞室周围()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.旋转轴岩石层面冷却时,其抗压强度(),弹性模量();顺层面冷却时的抗压强度(),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.岩石在繁杂形变状态下出现剪切毁坏时,毁坏面的法线与最小主应力之间的夹角总是等同于()的;而毁坏面又总是与中间主应力()。
岩体力学课后习题答案
岩体⼒学课后习题答案⼀章:1.叙述岩体⼒学的定义.岩体⼒学主要是研究岩体和岩体⼒学性能的⼀门学科,是探讨岩⽯和岩体在其周围物理环境(⼒场、温度场、地下⽔等)发⽣变化后,做出响应的⼀门⼒学分⽀。
2.何谓岩⽯?何谓岩体?岩⽯与岩体有何不同之处?(1)岩⽯:由矿物或岩屑在地质作⽤下按⼀定规律聚集⽽形成的⾃然物体。
(2)岩体:⼀定⼯程范围内的⾃然地质体。
(3)不同之处:岩体是由岩⽯块和各种各样的结构⾯的综合体。
3.何谓岩体结构?岩体结构的两⼤要素是什么?(1)岩体结构是指结构⾯的发育程度及其组合关系;或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
(2)结构体和结构⾯。
4.岩体结构的六⼤类型?块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。
5.岩体有哪些特征?6.(1)不连续;受结构⾯控制,岩块可看作连续。
(2)各向异性;结构⾯有⼀定的排列趋势,不同⽅向⼒学性质不同。
(3)不均匀性;岩体中的结构⾯⽅向、分布、密度及被结构⾯切割成的岩块的⼤⼩、形状和镶嵌情况等在各部位不同,各部位的⼒学性质不同。
(4)赋存地质因⼦特性(⽔、⽓、热、初应⼒)都会对岩体有⼀定作⽤。
⼆章:1.岩⽯物理⼒学性质有哪些?岩⽯的质量指标,⽔理性质指标,描述岩⽯风化能⼒指标,完整岩⽯的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度和各种受⼒状态相对应的变形特性。
2.影响岩⽯强度特性的主要因素有哪些?对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩⽯试件尺⼨及形状(形状、尺⼨、⾼径⽐),加载速率、环境(含⽔率、温度)。
对三相压缩强度的影响因素:侧向压⼒、试件尺⼨与加载速率、加载路径、空隙压⼒。
3.什么是岩⽯的应⼒应变全过程曲线?所谓应⼒应变全过程曲线是指在刚性实验机上进⾏实验所获得的包括岩⽯达到峰值应⼒之后的应⼒应变曲线。
4.简述岩⽯刚性实验机的⼯作原理?:压⼒机加压(贮存弹性应能)岩⽯试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。
AA′O2O1⾯积—峰点后,岩块产⽣微⼩位移所需的能。
《岩体力学》沈明荣,陈建峰--课后习题答案完善版
《岩体力学》课后习题答案完善版能源学院张 盛2013.11.51目录一、绪 论 (3)二、岩石的基本物理力学性质 (4)三、岩体的动力学性质 (17)四、岩体的基本力学性质 (19)五、工程岩体分类 (27)六、岩体的初始应力状态 (29)七、岩体力学在洞室工程中的应用 (32)八、岩体力学在边坡工程中的应用 (38)九、岩体力学在岩基工程中的应用 (41)2一、绪 论1、叙述岩体力学的定义。
答:岩体力学主要是研究岩石和岩体力学性能的一门学科,是探讨岩石和岩体在其周围物理环境发生变化后,做出响应的一门力学分支。
2、何谓岩石?何谓岩体?岩石与岩体有何不同之处?答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律而形成的自然物体,有其自身的矿物结构和构造。
岩体是一定工程范围内的自然地质体,由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
不同:岩体多是不连续介质,通常与工程联系起来,是较大的地质体,而岩石本身可作为连续介质看待,与工程无关。
3、何谓岩体结构?岩体结构的两大要素是什么?答:岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
岩体结构的两大要素是指结构体和结构面。
4、中科院研究所提出的岩体结构可分为哪六大类型?答:块状结构、镶嵌结构、破碎结构、碎裂结构、层状结构、层状破碎结构、散体结构。
5、岩体有哪些特征?答:岩体的特征有不连续性;各向异性;不均匀性;赋存地质因子的特性。
3二、岩石的基本物理力学性质1、岩石有哪些物理力学参数?答:岩石的物理力学参数有:岩石的质量指标、水理性质指标、描述岩石风化能力的指标以及完整岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度、三向压缩强度和与各种受力状态相对应的变形特性等。
2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些?答:影响岩石强度特性的主要因素有岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三轴压缩强度。
3、何谓岩石的应力应变全过程曲线?答:应力应变全过程曲线为在刚性试验机上进行试验所得到的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
岩体力学课后习题答案
岩体力学课后习题答案一章:1.叙述岩体力学的定义.岩体力学主要是研究岩体和岩体力学性能的一门学科,是探讨岩石和岩体在其周围物理环境(力场、温度场、地下水等)发生变化后,做出响应的一门力学分支。
2.何谓岩石?何谓岩体?岩石与岩体有何不同之处?(1)岩石:由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。
(2)岩体:一定工程范围内的自然地质体。
(3)不同之处:岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。
3.何谓岩体结构?岩体结构的两大要素是什么?(1)岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系;或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
(2)结构体和结构面。
4.岩体结构的六大类型?块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。
5.岩体有哪些特征?6.(1)不连续;受结构面控制,岩块可看作连续。
(2)各向异性;结构面有一定的排列趋势,不同方向力学性质不同。
(3)不均匀性;岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同,各部位的力学性质不同。
(4)赋存地质因子特性(水、气、热、初应力)都会对岩体有一定作用。
二章:1.岩石物理力学性质有哪些?岩石的质量指标,水理性质指标,描述岩石风化能力指标,完整岩石的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。
2.影响岩石强度特性的主要因素有哪些?对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状(形状、尺寸、高径比),加载速率、环境(含水率、温度)。
对三相压缩强度的影响因素:侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。
3.什么是岩石的应力应变全过程曲线?所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
4.简述岩石刚性实验机的工作原理?:压力机加压(贮存弹性应能)岩石试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。
AA′O2O1面积—峰点后,岩块产生微小位移所需的能。
岩体力学习题集_答案[1]
岩体力学习题集一、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14、剪切刚度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、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44、围岩压力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、法向刚度二、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()。
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一、绪论一、解释下例名词术语岩体力学:研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。
.二、简答题1.从工程的观点看,岩体力学的研究内容有哪几个方面?答:从工程观点出发,大致可归纳如下几方面的内容:1)岩体的地质特征及其工程分类。
2)岩体基本力学性质。
3)岩体力学的试验和测试技术。
4)岩体中的天然应力状态。
5)模型模拟试验和原型观测。
6)边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。
7)岩体工程性质的改善与加固。
2.岩体力学通常采用的研究方法有哪些?1)工程地质研究法。
目的是研究岩块和岩体的地质与结构性,为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。
2)试验法。
其目的主要是为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。
3)数学力学分析法。
通过建立岩体模型和利用适当的分析方法,预测岩体在各种力场作用下变形与稳定性。
4)综合分析法。
这是岩体力学研究中极其重要的工作方法。
由于岩体力学中每一环节都是多因素的,且信息量大,因此,必须采用多种方法考虑各种因素进行综合分析和综合评价才能得出符合实际的正确结论,综合分析是现阶段最常用的方法。
二、岩块和岩体的地质基础一、解释下例名词术语1、岩块:岩块是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。
2、波速比k v:波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。
3、风化系数k f:风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一,即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。
4、结构面:其是指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带。
它包括物质分异面和不连续面,如层面、不整合、节理面、断层、片理面等,国内外一些文献中又称为不连续面或节理。
5、节理密度:反映结构发育的密集程度,常用线密度表示,即单位长度内节理条数。
6、节理连续性:节理的连续性反映结构面贯通程度,常用线连续性系数表示,即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC:表示结构面起伏和粗糙程度的指标,通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS:用施密特锤法(或回弹仪)测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度:指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体:岩体是指在地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构,赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
11、结构体:岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
12、岩体结构:岩体中结构面与结构体的排列组合特征。
13、岩体完整性系数K v:其是指岩体纵波速度和岩块纵波速度之比的平方。
14、岩石质量指标RQD:大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
二、简答题(1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法?分别是什么?答:结构面的成因类型分成两种,一是地质成因类型,根据地质成因的不同,可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类;按破裂面的力学成因可分为剪性结构面和张性结构面两类。
(2) 结构面的连续性有几种定义方法?如何定义?结构面的连续性反映结构面的贯通程度,常用线连续系数和面连续性系数表示。
线连续性系数是指结构面迹线延伸方向单位长度内贯通部分的总和;面连续性系数是指结构面单位面积内贯通部分面积的总和。
(3) 如何描述结构面的充填情况?按充填物的厚度和连续性,结构面的充填可分为:薄膜充填、断续充填,连续充填及厚层充填4类,(4) 在我国,通常将结构面分为哪几级?在工程中主要涉及到哪几级?.按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应,可将结构面分为如下5级:I级:指大断层或区域性断层,一般延伸约数十公里以上,破碎带宽约数米至数十米及几百米以上。
II级:指延伸长而宽度不大的区域性地质界面,如较大的断层、层间错动、不整合面及原生软弱夹层等。
III级:指长度数十米或数百米的断层、区域性、延伸较好的层面及层间错动等。
IV级:指延伸较差的节理、层面、次生、小断层及较发育的片理、劈理面等。
V级: 又称微结构面,指隐节理、微层面及不发育的片理、劈理等,其规模小,连续性差。
在工程中主要涉及到III级、IV级。
(5) 在我国,通常将岩体结构分为哪几类?.将岩体结构划分为5大类,即:整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。
(6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度?答:岩石的风化程度可通过定性指标和某些定量指标来表述,定性指标主要有:颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
国标《岩土工程勘察规范》中提出用风化岩块的纵波速度、波速比和风化系数等指标来评价岩块的风化程度。
(7) 怎样用软化系数评价岩体的软化?答:岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性。
软化性用软化系数K R表达,它定义为岩石饱和抗压强度与干抗压强度之比。
当软化系数K R>时,岩石的软化性弱,同时也说明岩石的抗冻性和抗风化能力强,而K R<的岩石则是软化性较强和工程地质性质较差的岩石。
(8) 按岩体力学的观点,岩体具有什么样的力学特征?答:非均质、非连续、各向异性。
(9) 岩体的不连续性是如何表现的?答:岩体中存在的各种结构面,如断层,节理、劈理、层理、卸荷裂隙、风化裂隙等,使介质材料在空间的连续性中断。
(10) 为什么说岩体具有不均匀的物理力学性质?答:岩体物理力学性质的不均匀性由物质组成不均匀和节理发育不均匀形成。
物质组成的不均匀主要是组成岩体的岩块岩性的差别,如砂页岩互层,泥岩夹灰岩等。
节理发育不均匀主要是在不同地质构造部位或不同岩石类型中,节理发育差别,如褶皱核部与翼部,砂岩与页岩中等。
(11) 岩体的各向异性怎样产生的?答:主要是层理、节理、片理面、片麻理面等的存在,造成平行结构面方向和垂直结构面方向物理力学性质不同。
(12) 怎样确定节理粗糙度系数JRC?答:在实际工作中,可用结构面纵剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面,然后与标准剖面进行对比,即可求得结构面的粗糙系数JRC。
(13) 怎样测定节理壁抗压强度JCS?答:一般用回弹仪在野外测定,确定方法是:用试验测得的回弹值,查图或用公式计算,求得JCS。
(14) 怎样测定节理张开度?答:用标准的各种不同厚度的钢片(即厚薄规)插入张开的节理中,若两者正好吻合,则钢片的厚度即为所测节理的厚度,或者用楔型塞尺测量。
三、岩石的物理、水理与热学性质一、解释下例名词术语1、岩石的物理性质:岩石和土一样,也是由固体、液体和气体三相组成的,所谓物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。
.2、岩石的热物理性质:岩石在热交换过程中表现出来的各种性质。
.3、岩石的水理性质:岩石在水溶液作用下表现出来的性质,称为水理性质,主要有吸水性、软化性、抗冻性及渗透性等。
4、岩石的密度:岩石密度是指单位体积内岩石的质量,单位为kN/m3。
5、岩石的空隙度:岩石中空隙的总体积与岩石体积的比叫做岩石的空隙度,它用来表征岩石中空隙的发育状况。
6、岩石的空隙比:其是指孔隙裂隙的体积与固体的体积之比。
7、岩石的比热容:单位质量岩石的温度升高1K时所需要的热量。
8、岩石的导热系数:温度沿单位法向长度下降1K时单位时间内通过单位面积岩石的热量。
9、岩石的比热:岩石储存热量能力的大小,即单位质量或单位体积的岩石温度升高1K是所要供给的热量。
10、岩石的热膨胀系数:其是用来表示岩石受热膨胀能力大小的系数,具体分为线膨胀系数和体膨胀系数。
11、岩石的吸水率:岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比。
12、岩石的饱水率:岩石试件在150个大气压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比。
13、岩石的饱水系数:岩石的吸水率与饱和吸水率之比。
14、岩石的软化系数:岩石软化系数K R定义为岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。
15、岩石的抗冻系数:岩石试件经反复冻融后的干抗压强度与冻融前干抗压强度之比。
16、岩石的透水性:在一定的水力梯度或压力差作用下,岩石能被水透过的性质,称为透水性。
17、岩石的渗透系数:渗透系数是表征岩石透水性的重要指标,其在数值上等于水力梯度为1时的渗透流速。
四、岩石的强度特征一、解释下例名词术语1、岩石的强度:岩石在达到破坏前所能承受的最大应力。
2、岩石的抗压强度:在单向压缩条件下,岩块能承受的最大压应力,也叫单轴极限抗压强度。
3、峰值强度:岩石完全破坏时的应力值。
即试件承载力达到最大时的应力值。
4、残余强度:岩石完全破坏后而仅有内摩擦力的强度。
5、岩石的抗拉强度:岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。
6、岩石的抗剪强度:在剪切荷载作用下,岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。
7、巴西试验:为了测定岩石抗拉强度而进行的劈裂试验,是测定岩石抗拉强度的间接试验。
8、劈裂破坏试验:用圆柱体或立方体试件,横置于压力机的承压板上,且在试件上、下承压面上各放一根垫条,然后以一定的加荷速率加压,直到试件破坏从而测出岩石抗拉强度的试验。
9、倾斜板剪切试验:将立方体试件,置于可变角度的倾斜板剪切夹具中,然后在压力机上加压直至试件沿预定的剪切面破坏从而求出岩石抗剪强度的一种试验方法。
10、点荷载试验:将试件放在点荷载仪中的球面压头间,然后通过油泵加压至试件破坏,利用破坏时的荷载大小可计算求得岩块的最大拉应力的一种试验方法。
11、三轴压缩试验:试件在三向应力作用下进行压缩从而求出试件抵抗的最大的轴向应力的试验方法。
12、真三轴试验:在三轴压缩试验中,当三轴向主应力不相等时即(σ1>σ2>σ3)所做的压缩试验。
13、等围压试验:在三轴试验中,当侧向应力互相相等时(即σ1>σ2=σ3)所做得压缩试验。
14、劈裂破坏:试件在轴向压应力作用下,由于减小或消除了端部约束,沿压应力垂直方向发生的拉裂破坏。
15、对顶锥破坏:试件在轴向压应力作用下,由于试件端部横向约束,形成的锥形剪切破坏。
16、端部效应:试件试验时端面条件对岩块强度的影响,其产生原因一般认为是由于试件端面与压力机板间的磨擦作用,改变了试件内部的应力分布和破坏方式,进而影响岩块的强度。
17、直剪试验:将试件放在直剪仪上,试验时,先在试件上施加法向压力,然后在水平方向逐级施加水平剪力,直到试件破坏从而求得试件抗剪强度的试验方法。
二、 简答题(1) 在岩石的单轴压缩试验中,试件的高径比、尺寸、加载速率怎样影响岩石的强度?答:一般说来,高径比越大,岩石的强度越低。
试件尺寸越大,岩石强度越低。
加荷速率越大,岩石的强度越大。
(2) 请描述岩石单轴抗压强度试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。