岩体力学复习思考题

思考题

一、基本概念

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)蠕变

11)天然应力

12)剪切刚度

13)强度理论

14)法向刚度

15)围岩应力

16)软化系数

17)长期强度

18)结构面

19)变形模量

20)切线模量

21)割线模量

22)重分布应力、

23)爬坡角

24)岩爆

25)普氏系数

26)自然平衡拱

27)RQD值

28)稳定性系数

二、基本理论

1)什么叫岩石？什么叫岩体？两者主要区别在哪里？又有何关系？

2)什么是岩体的弹性模量？什么是岩体的变形模量？试用图加以说明。

3)岩石在单轴压缩下的应力－应变曲线有哪几种类型？并用图加以说明。

4)岩石与岩体的主要区别在哪里？以及其强度之间的关系是怎样的？

5)试述岩石力学的研究对象，研究范围和研究动态。

6)用图来表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出几个不同的阶段。

7)格里菲斯强度理论的基本要点是什么？并写出该强度理论的破坏准则。

8)什么叫滑坡？组成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它与滑坡有什么区别？

9)影响边坡稳定有哪些主要因素？试举例说明。

10)什么叫真三轴试验机？什么叫假三轴试验机？

11)均质连续、各向同性的弹性岩体中开挖水平圆形洞室时，围岩中的重分布应力有何特

点。

12)什么叫蠕变？用图表示蠕变的应力（σ）与时间（t）关系曲线。

13)岩块的抗压强度与抗拉强度哪个大？为什么？

14)何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？

15)何谓蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？

16)何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是

否破坏？

17)RMR值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？

18)岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？

19)何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？

20) 以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。

21) 何谓围岩？其范围一般为多大？

22) 何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？

23) 利用平衡拱理论与太沙基理论计算围岩压力的原理。

24) 边坡岩体变形破坏有哪些基本类型？各自特点如何？

25) 单平面滑动的稳定性系数如何确定？推导其计算公式？

三、计算题

1．将一个岩石试件置于压力机上施加压力，直到1MPa 时发生破坏。已知破坏面与最大主应力所在的平面成60°，并假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试求：

（1）在正应力为零的那个面上的抗剪强度等于多少？

（2）破坏面上的正应力和剪应力。

2．某岩石的室内剪切试验成果如下，当正应力分别为6MPa 和10MPa 时，剪切强度分别为19.2MPa 和22MPa ，假设该岩石强度服从莫尔斜直线理论，试求：

(1)该岩石的剪切强度参数；

(2)当侧限压力σ3=10MPa 时该岩石的三轴压缩强度。

3．在地表以下200m 深度处的岩体中开挖一洞径2R 0=2m 的水平圆形遂洞，假定岩体的天然应力为静水压力状态，岩体的天然密度ρ=2.7g/cm 3

，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C m =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（R 1）

4．已知某采场围岩的力学指标：σc =100MPa ，σt =-20MPa ，凝聚力C ＝45MPa ，内摩擦角φ＝48°，若该采场顶板某点主应力σ1＝200MPa ，σ3＝10MPa 。试求：

（1）由莫尔库仑强度理论判断，该点是否会破坏？

（2）由格里菲斯强度理论判断，该点是否破坏？

（3）若会破坏，它们破坏面与最大主应力的夹角是多少？

5．设岩坡的坡高50m ，坡角 55=α，坡内有一结构面穿过坡脚，其倾角 35=β，在边坡坡顶面线10m 处有一条张裂隙，其深度为Z=18m 。岩石性质指标为γ=26kN/m 3，i c =60kPa ， 30=j ϕ，求水深w Z 对边坡安全系数s F 的影响。

6．某巷道的断面形状为直墙拱形。已知该巷道的跨度2a = 4 m,,岩石的坚固性系数f = 4, 岩石重度γ＝24 kN/m3，按普氏地压理论试求：

（1）拱的跨度和高度 ；

（2）自然平衡拱的方程式；

（3）如架设支架，则作用在支架上的总压力等于多少？