岩体力学课后习题答案
《岩体力学》课后习题附答案
《岩体力学》课后习题附答案一、绪论岩体力学:研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。
.二、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。
2)试验法。
3)数学力学分析法。
4)综合分析法。
二、岩块和岩体的地质基础一、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。
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()。
习题答案(岩体力学)
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
2-14解
(1)由题意
c
2c cos 28.0MPa 1 sin
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
例题:图示的岩石边坡坡高12m,坡面AB坡率为1:0.5,坡顶 BC水平,岩体重度γ=23kN/m3。已查出坡体内软弱夹层形成 的滑面AC的倾角为β=42度,测得滑面材料保水时的内摩擦 角φ=18度。问边坡的滑动安全系数为1.0时,滑面的粘结力 为多少?
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
岩体力学—第二章 岩石的基本物理力学性质
【解答】 (1)计算岩体的完整性指数, K
v
2 V pm 3800 0.71 V 4500 pr
2
(2) 90 K v 30 90 0.71 30 93.9 Rc 72
1 2 2 W zW 5Z w 2
[ H 2 sin(i ) Z 2 sin i cos ] W 109951.6kN 2sin i sin
cos 200 050 0.47
ZW 20.3
45
2
60
30
c 28.0 (1 sin 30) 8.08 2 cos 30
(2)由题意 1 28.0MPa, 3 0 正应力 剪应力 (3)由题意 (4)
1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 ( 1 3 )sin 2 28.0 0.886 12.12 MPa 2 2
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3678 2.71/5510m 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:135.00 5.0022x yMPa 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:1222234.00000()() 4.04.02222x y x yxyMPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=-方向:与xσ的夹角2 4.0tan2xyx yτθσσ===∞-,45θ=︒莫尔应力图:圆心:134.0 4.022σσ+-==半径:134.0( 4.0)4.022σσ---==C单元:主应力大小:1222235.705.00 5.00()() 2.00.702222x y x yxyMPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=-方向:与xσ的夹角22 2.0tan20.85.00xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图:圆心:135.70.72.522σσ+-==半径:135.7(0.7)3.222σσ---==D单元:主应力大小:1222236.06.0 6.0 6.0 6.0()()06.02222x y x yxyMPa σσσσστσ+-+-=+=±+=方向:与xσ的夹角20tan206.0 6.0xyx yτθσσ===--,0θ=︒莫尔应力图:圆心:136.0 6.06.022σσ++==半径:136.0 6.022σσ--==E单元:主应力大小:12222310.9110.0 1.010.0 1.0()() 3.00.092222x y x yxyMPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=方向:与xσ的夹角22 3.0tan20.6710.0 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 MPaϕϕσσ︒=︒++︒+=⨯︒+=>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。
岩体力学课后习题答案
一章:1、叙述岩体力学的定义、岩体力学主要就是研究岩体与岩体力学性能的一门学科,就是探讨岩石与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:岩体就是由岩石块与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就是什么?(1)岩体结构就是指结构面的发育程度及其组合关系;或者就是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
(2)结构体与结构面。
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,岩块可瞧作连续。
(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、形状与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,三向压缩强度与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。
3.什么就是岩石的应力应变全过程曲线?所谓应力应变全过程曲线就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。
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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。
《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。
岩体力学复习答案最终版
1、如何获得岩石的全应力-应变曲线?他在分析岩石力学特性上有何意义?全应力-应变曲线也称作为应力应变全过程曲线,仅用一般的单轴或者三轴压力试验机所得到的结果只能反映岩石破坏前期的应力-应变关系曲线,其过程段表现不全面,岩石在猛烈撞击之后便失去了承载能力,所以这个过程不能够完全反映岩石的应力应变曲线的全过程。
通过刚性试验机,并利用伺服控制系统,适当控制加载速度从而来得到岩石全应力应变曲线,并简单对岩石反复加载的应力应变下去进行分析。
意义:(1) 全应力-应变曲线是指能全面反映岩石受压破坏过程中的应力、应变特征,特别是岩石破坏后的强度与力学性质变化规律的应力应变曲线;(2)全应力-应变曲线的工程意义在于它能预测岩爆,保证作业人员的工作安全,同时能预测需变破坏和预测循环加载条件下的岩石的破坏,工程中能利用岩石的这些性质完成工程项目,节约成本;2、岩块单轴压缩条件下的峰值前应力-应变曲线有哪几种类型?请画出相应的应力-应变曲线。
类型Ⅰ:变形特征近似为直线,直到发生突发性破坏,以弹性变形为主。
如玄武岩、石英岩、辉绿岩等坚硬、极坚硬岩石表现出该类变形特征。
类型Ⅱ:开始为直线,至末端则出现非线性屈服段。
如石灰岩、砂砾岩和凝灰岩等较坚硬且少裂隙的岩石常表现出该变形特征。
类型Ⅲ:开始为上凹型曲线,随后变为直线,直到破坏,没有明显的屈服段。
如花岗岩、砂岩及平行片理加载的片岩等坚硬而有裂隙发育的岩石常具这种变形特征。
类型Ⅳ:中部很陡的“S”形曲线。
如大理岩和片麻岩等某些坚硬变质岩常表现出该变形特征。
类型Ⅴ:中部较缓的“S”形曲线。
是某些压缩性较高的4岩石如垂直片理加载的片岩常见的曲线类型。
4类型Ⅵ:开始为一很小的直线段,随后就出现不断增长的塑性变形和蠕变变形。
如盐岩等蒸发岩和极软岩表现出该变形特征。
3、分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征?①开始时随着法向应力的增加,结构面闭合变形迅速增长。
②从变形上看,在初始压缩阶段,含结构面岩块的变形△Vt,主要是由结构面的闭合造成的。
岩石力学与工程课后习题与思考解答
岩石力学与工程课后习题与思考解答(总19页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第一章岩石物理力学性质3.常见岩石的结构连接类型有哪几种各有什么特点答:岩石中结构连接的类型主要有两种,分别是结晶连接和胶结连接。
结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。
这类连接使晶体颗粒之间紧密接触,故岩石强度一般较大,抗风化能力强;胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起,这种连接的岩石,其强度主要取决于胶结物及胶结类型。
7.岩石破坏有几种形式?对各种破坏的原因作出解释。
答:岩石在单轴压缩载荷作用下,破坏形式包含三种:X状共轭面剪切破坏、单斜面剪切破坏和拉伸破坏。
前两类破坏形式主要是因为轴向主应力因起破坏面的剪应力超过岩石最大剪应力而导致的破坏;后一类破坏主要是因为轴向主应力引起破坏面横向拉应力超过岩石最大拉应力而导致的破坏。
9.什么是全应力-应变曲线,为什么普通材料试验机得不出全应力-应变曲线?答:能全面反映岩石受压破坏过程中的应力、应变特征,特别是岩石破坏后的强度与力学性质变化规律的应力应变曲线就叫全应力-应变曲线。
普通试验机只能得出半程应力-应变曲线不能得出全应力-应变曲线的原因是由于试验机的刚性不足,在岩石压缩过程中,试件受压,试验机框架受拉,随着岩样不断被压缩,试验机发生的弹性变形以应变能形式存于机器中,当施加压力超过岩石抗压强度,试件破坏,此时,试验机迅速回弹,被存于试验机中的应变能瞬间释放到岩石试件中,引起岩石的激烈破坏和崩解,因而造成无法获得岩石在超过峰值破坏强度后受压的应力应变曲线。
10.如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆、流变和反复加、卸载作用下的破坏?答:(1)如下图示全应力应变曲线:左半部A的面积代表,达到峰值强度时,积累在试件内部的应变能,右半部B 代表试件从破裂到破坏所消耗的能量。
若A>B,说明岩石破坏后尚余一部分能量,这部分能量突然释放就会产生岩爆,若A<B,则说明应变能在破坏过程中全部消耗掉,因而不会产生岩爆。
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。
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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:135.00 5.0022x yMPa 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。
重大岩石力学第四版-许明土木工程岩石力学课程复复习重点课后习题以及解答
1.1解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别与联系。
答:岩石是具有一定结构构造的矿物(含结晶和非结晶)的集合体。
岩体是只在地质历史过程中形成的,有岩石单元体(或称眼快)和结构面网络组成的,具有一定的结构并附存在一定的天然的应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
岩石与岩体的重要区别就是岩体包含若干不连续面,由于不连续面的存在岩体的强度远远低于岩石强度。
1.2岩体的力学特征是什么?变形特征:有弹性;流变特征:蠕变;强度特征:由岩块岩石强度和结构强度共同表现。
结构完整,结构面不发育,岩石强度可替代岩体强度;岩体沿某一结构面产生整体华东,岩体强度受结构面强度控制。
1.3自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类,各有什么特点?答:按地质成因分类,自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。
其中深成岩常形成巨大的侵入体,有巨型岩体,大的如岩盘、岩基,其形成环境都处在高温高压之下,形成过程中由于岩浆有充分的分异作用,常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等,其岩性较均一,变化较小,岩体结构呈典型的块状结构,结构多为六面体和八面体,岩体颗粒均匀,多为粗-中粒结构。
沉积岩是地面即成岩石在外力的作用下,经过风华,搬运,沉积固结等沉积而成。
其主要特征是1、层理构造显著。
2、沉积岩中常含古代生物遗迹,经过石化作用即形成化石,有的具有干裂、空隙、结核等。
变质岩岩性紧密,岩石重结晶明显;具有一定结构和构造,即为矿物颗粒定向排列2.1 名词解释:孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度孔隙比:孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比空隙率:土体中空隙体积与土总体积之比,以百分率表示吸水率:是指岩石在大气压力和室温条件下吸水的质量与岩石固体颗粒质量之比的百分数之比-Wa渗透性:岩石在水压力作用下,岩石的空隙和裂隙通过水的能力。
《岩石力学》习题库及答案
《岩石力学》习题库及答案一、选择题l、下列哪一项不是岩石力学的研究对象?A. 岩石的强度B.岩石的变形C.岩石的硬度D.岩石的弹性答案:D解释:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度,而弹性是材料的一种性质,不是岩石力学的研究对象。
2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象?A. 花岗岩B.页岩C.石灰岩D.砂岩答案:A解释:花岗岩是一种典型的岩石,其力学性质最符合岩石力学的研究对象。
页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同,因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。
3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴?A. 地震波传播B.岩石的破裂C.岩石的流变D.岩石的摩擦与粘着答案:A解释:地震波传播属于地震学的范畴,不是岩石力学的研究范畴。
岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。
二、简答题4、请简述岩石力学的主要研究内容。
答案:岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质,以及岩石在各种力场作用下的响应。
具体包括:岩石的应力—应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。
41、请简述岩石力学在工程中的应用。
答案:岩石力学在工程中有着厂泛的应用,包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。
例如,在地质工程中,岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面;在土木工程中,岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面;在采矿二程中,岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面;在水利工程中,岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。
供应链管理习题库及参考答案供应链管理:库及参考答案随着全球化的推进和互联网技术的发展,供应链管理成为了企业运营中不可或缺的一部分。
有效的供应链管理能够提高企业的效率和效益,增强企业的竞争力。
下面,我们将探讨供应链管理的概念、关键构成要素、面临的挑战以及如何进行优化。
一、供应链管理的概念供应链管理是指对供应链中的物流、信息流、资金流进行计划、协调和控制,以实现供应链的高效运作和优化。
岩体力学智慧树知到期末考试章节课后题库2024年长安大学
岩体力学智慧树知到期末考试答案章节题库2024年长安大学1.Q法岩体质量分级中,哪一个RQD取值是正确的?()答案:452.已知某硐室顶板的σ1=61.2MPa,σ3=-19.1MPa,单轴抗拉强度σt=-8.7MPa,内聚力c=50MPa,摩擦系数f=tanφ=1.54。
根据格里菲斯强度准则判断,则该硐室顶板()答案:不稳定3.以下可以简化为平面应变问题的是()答案:重力坝4.RMR法中,当不考虑地下水时,总分值的范围是()答案:8-855.BQ法用于地下工程岩体分级时没有考虑哪种因素?()答案:节理条件6.在任一法向应力下,横切结构面剪切破坏时岩体能抵抗的最大剪应力称为()。
答案:抗剪断强度7.以下哪项不是高天然应力的标志()。
答案:岩体破碎8.整体状和块状岩体围岩的变形破坏形式主要有()。
答案:岩爆###脆性开裂###块体滑移9.岩块在单轴受压情况下会发生那些破坏类型()。
答案:对顶锥破坏###剪切破坏###劈裂破坏10.岩石的饱水系数大,说明常压下吸水后余留的空隙就愈少,因而,其抗冻性就()。
答案:越差11.岩体的强度小于岩石的强度主要是由于()。
答案:岩体中含有大量的不连续面12.松动围岩压力的计算方法主要有()。
答案:块体极限平衡理论###太沙基理论###平衡拱理论13.不同形状洞室洞壁上的重分布应力有不同特点,下列说法正确的的是()。
答案:14.某均质岩体的岩石强度曲线为τ=σtanφ+c,其中c=40MPa,φ=30o。
若此岩体侧向围压σ3=20MPa,则破坏面与大主应力方向夹角为()。
答案:60°15.蠕变曲线根据应变速率不同可分为哪几个阶段()答案:初始蠕变阶段###等速蠕变阶段###加速蠕变阶段16.影响岩体力学性质的基本因素有()。
答案:结构面力学性质###岩体结构力学效应###结构体(岩石)力学性质###环境因素17.抗切强度是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪强度。
岩体力学_西南石油大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
岩体力学_西南石油大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.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()。
答案:增大2.岩石的吸水率是指()。
答案:岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比3.岩石的软化系数KR>0.75时,说明()答案:岩石的软化性弱,岩石的抗冻性和抗风化能力强,工程地质性质较好4.初始地应力主要包括()。
答案:自重应力和构造应力5.按照库仑—莫尔强度理论,若岩石强度曲线是一条直线,则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为()。
答案:45+内摩擦角一半6.以下哪种参数能反映岩石的纵横向应变的比值()答案:泊松比7.下列岩体结构面中,哪一种不是次生结构面()答案:正断层8.同一种岩石其单轴抗压强度Rc,单轴抗拉强度Rt,抗剪强度τf之间一般存在下列哪种关系。
()答案:Rt<τf <Rc9.岩石的单轴抗压强度Rc与单轴抗拉强度Rt间一般成下列哪种关系()答案:Rc=(6-10)Rt10.边坡破碎或剧风化岩体的破坏分析—瑞典条分法在边坡破坏类型来看,属于()答案:圆弧滑动11.三轴压缩试验试件的破裂面与大主应力之间夹角为()答案:45+φ/212.岩石分类中的模量比是指()答案:岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比。
13.节理裂隙产状变化对隧道稳定最有利的状态是下列那种情况( )答案:节理走向垂直于隧道轴线,且逆倾向开挖倾向。
14.岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的()答案:脆性破坏15.对于岩体中的天然地应力特征,下列哪一项表述有误?()答案:水平天然应力以压应力为主,大部分水平应力小于垂直应力16.岩石的单轴压缩强度为()答案:17.以下物理指标计算公式正确的是()答案:18.摩尔应力圆中反映岩石内部在主应力作用下,与最大主应力夹角为α的截面上法向应力为()。
答案:19.岩石本构关系是指岩石的()。
答案:应力-应变关系20.下列强度理论中,哪一种理论认为岩石的破坏不是由于剪切破坏的。
岩石力学课后习题答案
岩石力学课后习题答案岩石力学课后习题答案岩石力学是研究岩石在外力作用下的变形和破坏规律的学科。
在学习岩石力学过程中,课后习题是巩固知识、检验理解的重要环节。
下面将给出一些常见的岩石力学课后习题的答案,希望能帮助读者更好地理解和掌握这门学科。
1. 什么是岩石的力学性质?列举几个常见的岩石力学性质。
答:岩石的力学性质是指岩石在外力作用下的变形和破坏特性。
常见的岩石力学性质包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
2. 什么是岩石的弹性模量?如何计算?答:岩石的弹性模量是指岩石在受力后恢复原状的能力。
计算公式为弹性模量= 应力 / 应变。
其中,应力指的是岩石受到的外力作用,应变指的是岩石在受力下发生的形变。
3. 什么是岩石的抗压强度?如何计算?答:岩石的抗压强度是指岩石在受到垂直于其表面的压力作用下的抵抗能力。
计算公式为抗压强度 = 最大承压力 / 岩石的截面积。
4. 什么是岩石的抗拉强度?如何计算?答:岩石的抗拉强度是指岩石在受到拉力作用下的抵抗能力。
计算公式为抗拉强度 = 最大拉力 / 岩石的截面积。
5. 什么是岩石的剪切强度?如何计算?答:岩石的剪切强度是指岩石在受到剪切力作用下的抵抗能力。
计算公式为剪切强度 = 最大剪切力 / 岩石的截面积。
6. 什么是岩石的破坏模式?答:岩石的破坏模式是指岩石在受到外力作用下发生的变形和破裂形式。
常见的岩石破坏模式包括拉伸破坏、压缩破坏、剪切破坏等。
7. 什么是岩石的岩性?答:岩石的岩性是指岩石的成分、结构和纹理特征。
不同的岩石岩性具有不同的力学性质,因此在岩石力学中,岩性是一个重要的考虑因素。
8. 什么是岩石的强度参数?答:岩石的强度参数是指描述岩石抵抗外力作用的物理量。
常见的岩石强度参数包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
9. 什么是岩石的变形特性?答:岩石的变形特性是指岩石在受力作用下发生的形变规律。
常见的岩石变形特性包括弹性变形、塑性变形、蠕变等。
岩体力学习题集答案
岩体力学习题集二、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()。
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()。
18.岩体的强度处在()强度与()强度之间。
19.结构面的线连续性系数是在()至()变化的。
20.水对岩石力学性质的影响表现在()、()和()。
21.格里菲斯强度理论认为材料破坏的原因是()。
22.八面体强度理论认为材料破坏的原因是()。
23.有一对共轭剪性结构面,其中一组走向为N30E,而另一组为N30W,则岩体中最大主应力方向为()。
如果服从库仑-纳维尔判据,则岩体的内摩擦角为()。
24.软弱夹层的基本特点有()、()、)、()和()。
25.岩体中逆断层形成时,最大主应力方向为(),最小主应力方向为()。
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10.一个5cm*5cm*10cm 的试样,其质量为678g,用球磨机磨成岩粉状并进行风干,天平称得其重量为650g,取其中岩粉60g作颗粒密度试验,岩粉装入李氏瓶前,煤油的读书为0.5cm3,装入岩粉后静置半小时,得读数为20.3cm3,求:该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然孔隙率(不计煤油随温度的体积变化)。
解:天然密度:ρ=m/v=678/(5*5*10)=2.7g/cm3干密度:ρd=m s/v=650/(5*5*10)=2.6g/cm3
颗粒密度:ρs=m s/v s=60/(20.3-0.5)=3.0g/cm3
岩石天然孔隙率: n=1-ρd/ρs=1-2.6/3.0=0.133=13.3%
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c=4MP,φ=35°,试求:
(1)各单元体的主应力的大小、方向,并作出莫尔应力圆。
(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?(单位:MP)
A. σy=5.0
B. τxy=4.0
C. σx=5.0 τxy=2.0
D.σy=6.0,σx=6.0
E. σx=10.0, σy=1.0,τxy=3.0
解:σ1=(σx+σy )/2+22)2(
xy y x τσσ+-, σ3=(σx+σy )/2-22)2(xy y x τσσ+-
A :①.σ1=(0+5.0)/2+2.5=5.0 ,σ3=(0+5.0)/2-2.5=0
θ=)2arctan(21y x xy σστ-=0°
②.σ1=ξσ3+σc ,σc =2ccos φ/(1-sin φ), ξ=(1+sin φ)/(1-sin φ) 带入数据可得:
σc =5.92
ξ=3.69
σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92,
带入σ3=0,得σ1=5.92
而题中σ1=5.0,小于5.92,所以岩石单元体不会破坏
B:①.σ1=0+4.0=4.0 ,σ3=0-4.0=-4.0
θ=)2arctan(21y x xy σστ-=45°
②.由第一问中可知:σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92,
带入σ3=-4.0,得σ1=-8.84
而题中σ1=4.0,大于-8.84,所以岩石单元体会破坏
C:①.σ1=1+2.0=3.0 ,σ3=1-2.0=-1.0
θ=)2arctan(21y x xy σστ-=19.3° ②.由第一问中可知:σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92,
带入σ3=-1.0,得σ1=2.23
而题中σ1=3.0,大于2.23,所以岩石单元体会破坏
D:①.σ1=6.0+0=6.0 ,σ3=6.0
θ=)2arctan(21y x xy σστ-=0°
②.由第一问中可知:σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92,
带入σ3=6.0,得σ1=28.06
而题中σ1=6.0,小于28.06,所以岩石单元体不会破坏
E:①.σ1=5.5+313/2= 10.9 ,σ3=5.5-313/2=0.1
θ=)2arctan(21y x xy σστ-=16.8°
②.由第一问中可知:σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92,
带入σ3=0.1,得σ1=6.29
而题中σ1=10.9 ,大于6.29,所以岩石单元体会破坏
13.对某种砂岩作一组三轴压缩试验得到如题2-13表示峰值应力。
试求:
(1)该岩石峰值强度的莫尔包络线;
(2)求该岩石的c ,φ值;
(3)根据格里菲斯理论,预测岩石抗拉强度为多少? 解:(1)
(2)由图像走向和相关数据近似得:(设τ=kσ+b,带入σ=45,τ=30,和σ=15,τ=15,联立方程组得k=0.5,b=7.5)
τ=0.5σ+7.5
c=7.5,设原点到三角形左顶点距离为x,可得:7.5/30=x/(x+45),x=15,
则φ=arctan(7.5/15)=26.6º
(3)I 'm sorry....
14.将某一岩石试件进行单轴压缩试验,其压应力达到28.0MP
时发生破坏。
破坏面与水平面的夹角为60°,设其抗剪强度为直线型。
试计算:
(1)该岩石的c,φ值
(2)破坏面上的正应力和剪应力
(3)在正应力为零的面上的抗剪强度
(4)在与最大主应力作用面成30°的面上的抗剪强度。
解:
(1)σx=0,σy=28.0,τxy=0
则σ1=σy/2+σy/2=28.0MP
σ3=0
由图可知:φ=90°-(180°-120°)=30°
DE=(σ1+σ3)/2=14,AD=DE/sinφ,则AD=28
AB=AD-BD=14,tanφ=c/AB
则c=tanφAB=
(2)
σn=a xy a y x y x 2sin 2cos 2
2τσσσσ--++→①
a xy a y x n 2cos 2sin 2τσστ+-=→② 此题中,a =60°,则
σ=14-14cos120°=14-7=7MP
τ=-14sin120°=-73MP ≈-12.1MP
(3)
另①式为0,则
14-14cos2a =0,求出a =1arccos 2
1=0° 把a =0°带入②式可得τ=-14sin 0°=0
(4)
最大主应力与σx 的夹角θ为:
)2arctan(21y
x xy σστθ-=,则θ=0° 此时,a =30°,τ=-14sin2a =-73MP ≈-12.1MP
15.某砂岩地层,砂岩的峰值强度参数c=1.2MP ,φ=40°。
某一点的初始应力状态为:σ3=8.97MP ,σ1=34.5MP ,由于修建水库岩石孔隙水压力增大,试求该点岩石当孔隙水压力为多大时会使岩石破坏?
解:有公式:
σ1=ξσ3+σc ,σc =2ccos φ/(1-sin φ), ξ=(1+sin φ)/(1-sin φ) 由题中数据可得:
σc=2*1.2*cos40°/(1-sin40°)=4.54
ξ=(1+sin40°)/(1-sin40°)=4.60
由此可得σ1和σ3的关系为:
σ1=ξσ3+σc=4.60σ3+4.54
带入σ3,得到此时的σ1'为
σ1'=45.8
△σ=σ1'-σ1=45.8-34.5=11.3MP
17.已知某水库库址附近现场地应力为σ1=12MP,σ3=4MP。
该水库位于多孔性石灰岩区域内,该灰岩三轴实验结果为:c=1.0MP,φ=35°。
试问:能修多深的水库而不致因地下水水位升高增加孔隙水压力而导致岩石破坏?
解:由上题可知:
σ1=ξσ3+σc,σc=2ccosφ/(1-sinφ), ξ=(1+sinφ)/(1-sinφ)
由题中数据可得:
σc=2*1.0*cos35°/(1-sin35°)=3.84
ξ=(1+sin35°)/(1-sin35°)=3.69
由此可得σ1和σ3的关系为:
σ1=ξσ3+σc=3.69σ3+3.84
带入σ3,得到此时的σ1'为
σ1'=18.68MP
△σ=σ1'-σ1=γh h=△σ/γ
得到:△σ=6.68MP
h=66.8m
推导:ατασσσσσ2sin 2cos 2
2x y x y x a --++=
ατασστ2cos 2sin 2x y x a +-= 证明:
设沿斜截面ef 将单元体一分为二,取左边部分的单元体ebf (第二幅图)为研究对象,设斜截面ef 的面积为dA ,斜截面上的应力σa 和τa 均为正值。
考虑单元体的平衡,以斜截面的法线n 和切线t 为参考轴(第三幅图),由平衡方程得:
ΣFn=0,
0sin )sin (cos )sin (cos )cos (sin )cos (=-+-+a a ydA a a ydA a a xdA a a xdA adA στστσ
ΣFt=0,
0cos )sin (sin )sin (sin )cos (cos )cos (=++--a a ydA a a ydA a a xdA a a xdA adA στσττ
由切应力互等定理可知,τx 和τy 的数值相等,据此可得:
0sin )sin (cos )sin (cos )cos (sin )cos (=-+-+a a ydA a a xdA a a xdA a a xdA adA στστσ0cos )sin (sin )sin (sin )cos (cos )cos (=++--a a ydA a a xdA a a xdA a a xdA adA στσττ
以上两式都可消去dA,然后联立方程,
两个未知数,两个方程,
可得:
ατασσσσσ2sin 2cos 2
2x y x y x a --++=
ατασστ2cos 2sin 2x y x a +-=。