4644656636巖體力學(xué)復(fù)習(xí)提綱

1、一名詞解釋巖體 指地質(zhì)歷史過(guò)程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。彈性物體在收到外力作用瞬間即產(chǎn)生變形，去除外力（卸載）后又能立即恢復(fù)其原有形狀和尺寸的性質(zhì)。 三軸抗壓強(qiáng)度 試件在三向壓應(yīng)力作用下能抵抗的最大 的軸向應(yīng)力。 抗拉強(qiáng)度 巖石試件在單向拉伸條件下試件達(dá)到破壞的極限值。 抗剪強(qiáng)度 指巖石抵抗剪切破壞的能力。莫爾強(qiáng)度理論 材料在極限狀態(tài)下，剪切面上的剪應(yīng)力就達(dá)到了隨法向應(yīng)力和材料性質(zhì)而定的極限值。 穩(wěn)定性系數(shù)穩(wěn)定性系數(shù)=滑動(dòng)面上可能利用抗滑力/滑動(dòng)力蠕變巖石在恒定的荷載作用下，變形隨時(shí)間逐漸增大的性質(zhì)。 天然應(yīng)力人類

2、工程活動(dòng)之前存在于巖體中的應(yīng)力剪切剛度 反映結(jié)構(gòu)面剪切變形性質(zhì)的重要參數(shù)，其數(shù)值等于峰值前 -u曲線上任一點(diǎn)的切線斜率。 法向剛度 指在法向應(yīng)力作用下，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生單位法向變形所需要的應(yīng)力，軟化系數(shù)巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度( cw)與干抗壓強(qiáng)度( c)的比值變形模量 單軸壓縮條件下，軸向壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比 圍巖指由于人工開(kāi)挖使巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，而這部分被改變了應(yīng)力狀態(tài)的巖體稱為圍巖。地下工程開(kāi)挖過(guò)程中，在發(fā)生應(yīng)力重分布的那一部分工程巖體稱為圍巖 主應(yīng)力主平面上的正應(yīng)力主平面單元體剪應(yīng)力等于零的截面 結(jié)構(gòu)面指地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長(zhǎng)度，厚度相對(duì)較小的地質(zhì)界面

3、或帶。 塑性 物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除（卸載）后變形不能完全恢復(fù)的性質(zhì)。 內(nèi)摩擦角巖體在垂直作用力下，發(fā)生剪切破壞時(shí)錯(cuò)動(dòng)面的傾角 切線模量曲線上任一點(diǎn)處切線的斜率，在此特指中部直線段的斜率 巖體力學(xué) 力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，是研究巖（體）石在各種力場(chǎng)作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科。 重分布應(yīng)力 地下開(kāi)挖擾動(dòng)后在圍巖中形成的新的應(yīng)力圍巖壓力地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形或松動(dòng)破壞，進(jìn)而引起施加于支護(hù)襯砌上的壓力。作用在支護(hù)物上的圍巖的變形擠壓力或塌坍巖體的重力稱為圍巖壓力 脆性破壞巖石在破壞前變形很小，出現(xiàn)急劇而迅速的破壞，且破壞后應(yīng)力降很大滲透系數(shù)描述

4、巖體介質(zhì)和流體平均性質(zhì)的物理量，是介質(zhì)特征和流體特征的函數(shù) 割線模量曲線上某特定點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，通常取 c處的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率 尺寸效應(yīng) 巖石試件的尺寸愈大，則強(qiáng)度愈低，反之愈高，這一現(xiàn)象稱為“尺寸效應(yīng)”。 應(yīng)力集中系數(shù)指巖體中二次應(yīng)力與原始應(yīng)力的比值，也可用井巷開(kāi)挖后圍巖中應(yīng)力與開(kāi)挖前應(yīng)力的比值來(lái)表示初始模量 應(yīng)力-應(yīng)變曲線原點(diǎn)處切線斜率 抗凍系數(shù) 是指巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度( cd2)與凍融前干抗壓強(qiáng)度( cd1) 之比 巖爆 是地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中圍巖發(fā)生突然脆性破壞的現(xiàn)象。一般在地應(yīng)力較大部位，巖石被擠壓超過(guò)其彈性限度，聚集的能量會(huì)突然釋放出來(lái)，伴隨有聲音、碎石飛散、墜落

5、等現(xiàn)象。泊松比 指在單軸壓縮條件下， 橫向應(yīng)變（ ）與軸向應(yīng)變（ ）之比 rqd值 長(zhǎng)度大于10cm的巖心長(zhǎng)度之和與鉆孔總進(jìn)尺的百分比。 安全系數(shù) 根據(jù)各種因素規(guī)定的允許的穩(wěn)定性系數(shù)值形變圍巖壓力 圍巖在二次應(yīng)力作用下局部進(jìn)入塑性，緩慢的塑性變形作用在支護(hù)上形成的壓力，或者是有明顯流變性能的圍巖的粘彈性或者粘彈粘塑性變形形成的支護(hù)壓力。一般發(fā)生在塑性或者流變性較顯著的地層中松動(dòng)圍巖壓力 因圍巖應(yīng)力重分布引起的或施工開(kāi)挖引起的松動(dòng)巖體作用在隧道或坑道井巷等地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用壓力。 沖擊圍巖壓力 強(qiáng)度較高且完整的彈脆性巖體過(guò)渡受力后突然發(fā)生巖石彈射變形所引起的圍巖壓力。圍巖抗力 支護(hù)在擠壓圍

6、巖時(shí)引起的圍巖對(duì)支護(hù)的作用力強(qiáng)度包絡(luò)線 根據(jù)一組試件試驗(yàn)得到的三軸壓縮強(qiáng)度1m和相應(yīng)的3以及單軸抗拉強(qiáng)度t。在-坐標(biāo)系中可繪制出一組破壞應(yīng)力及其公切線，爬坡角巖石吸水率 指巖石在常溫壓下自由吸入水的質(zhì)量與巖樣干密度之比。巖石的飽和吸水率是指巖試件在高壓或者真空的條件下吸收水的質(zhì)量與巖式樣干質(zhì)量之比。飽水系數(shù)：巖石的吸水率與飽和吸水率之比圍巖抗力系數(shù)圍巖產(chǎn)生單位長(zhǎng)度的徑向位移（向圍巖內(nèi)方向）所需單位面積上的徑向壓力動(dòng)彈性模量 圍巖應(yīng)力孔隙比抗壓強(qiáng)度 脆性物體受力后，變形很小時(shí)就發(fā)生破裂的性質(zhì)復(fù)習(xí)提綱 第一章1. 何謂巖體力學(xué)？它的研究任務(wù)和對(duì)象是什么？巖體力學(xué)是力學(xué)的分支學(xué)科，是研究巖體在各種力

7、場(chǎng)作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)，是一門應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科。研究對(duì)象是各類巖體 2. 巖體力學(xué)采用的研究方法有哪些？工程地質(zhì)法、測(cè)試試驗(yàn)法、理論研究法、綜合研究法第二章1. 何謂巖塊？巖體？試比較巖塊、巖體與土的異同點(diǎn)。巖體指地質(zhì)歷史過(guò)程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。巖石是一種地質(zhì)材料，是組成巖體的固相基質(zhì)，是連續(xù)、均勻、各向同性或正交各向同性的力學(xué)介質(zhì)異同點(diǎn)：1）巖體賦存于一定地質(zhì)環(huán)境之中，地應(yīng)力、地溫、地下水等因素對(duì)其物理力學(xué)性質(zhì)有很大影響，而巖石試件只是為實(shí)驗(yàn)而加工的巖塊，已完全脫離了原有的地質(zhì)環(huán)境。（

8、2）巖體在自然狀態(tài)下經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用過(guò)程，其中存在著各種地質(zhì)構(gòu)造面，如不整合、褶皺、斷層、節(jié)理，裂隙等而巖石相對(duì)完整。（3）一定數(shù)量的巖石組成巖體，且?guī)r體無(wú)特定的自然邊界，只能根據(jù)解決問(wèn)題的需要來(lái)圈定范圍。（4）巖體是地質(zhì)體的一部分，并且是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特征巖石所組成的集合體，也可以看成是由結(jié)構(gòu)面所包圍的結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面共同組的 2. 何謂巖塊結(jié)構(gòu)？它是怎樣影響巖塊的力學(xué)性質(zhì)的？ 巖塊的結(jié)構(gòu)是指巖石內(nèi)礦物顆粒的大小、形式和排列方式及微結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況與粒間連接方式等反應(yīng)在巖塊構(gòu)成上的特征。力學(xué)性質(zhì)主要取決于礦物顆粒連接及微結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征。3. 何謂結(jié)構(gòu)面？從地質(zhì)成因上和

9、力學(xué)成因上結(jié)構(gòu)面可劃分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？結(jié)構(gòu)面是指地質(zhì)歷史發(fā)展過(guò)程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定延伸方向和長(zhǎng)度，厚度相對(duì)較小的地址界面或帶。地質(zhì)成因類型分類：原生結(jié)構(gòu)面（沉積結(jié)構(gòu)面、巖漿結(jié)構(gòu)面、變質(zhì)結(jié)構(gòu)面）：原生結(jié)構(gòu)面中，除部分經(jīng)風(fēng)化卸載作用裂開(kāi)者外，多具有不同程度的聯(lián)結(jié)力和較高的強(qiáng)度；l構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：工程地質(zhì)性質(zhì)很差，其強(qiáng)度接近于巖體的殘余強(qiáng)度，主要影響巖體的完整性和力學(xué)性質(zhì)；l次生結(jié)構(gòu)面：包括卸荷裂隙（具有張?zhí)匦裕L(fēng)化裂隙、次生夾泥層和泥化夾層（性質(zhì)差，屬于軟弱結(jié)構(gòu)面）等。力學(xué)成因類型分類張性結(jié)構(gòu)面：張開(kāi)度大、連續(xù)性差、形態(tài)不規(guī)則、面粗糙、起伏大及破碎帶較寬等，構(gòu)造巖多為角礫巖，因此含水

10、豐富，導(dǎo)水性強(qiáng)；剪性結(jié)構(gòu)面：連續(xù)性好，面較平直，延伸較長(zhǎng)并有擦痕、鏡面等現(xiàn)象發(fā)育4. 何謂巖體結(jié)構(gòu)？各類巖體結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是什么？ 5.結(jié)構(gòu)面特征包括哪些方面？各自用什么指標(biāo)來(lái)表示？定義如何？它們?cè)鯓佑绊憥r體的性質(zhì)？a)產(chǎn)狀：用走向、傾向、傾角表示，結(jié)構(gòu)面與最大主應(yīng)力的關(guān)系控制著巖體的破壞機(jī)理和強(qiáng)度；b)連續(xù)性：結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性反映結(jié)構(gòu)面的貫通程度，常用線連續(xù)性系數(shù)，跡長(zhǎng)和面連續(xù)性系數(shù)等表示。結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性對(duì)巖體的變形、破壞機(jī)理、強(qiáng)度和滲透性都有很大的影響；c)密度：結(jié)構(gòu)面的密度反映結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密集程度，常用線密度kd、間距d（兩者互為倒數(shù)）等指標(biāo)表示；d)張開(kāi)度：結(jié)構(gòu)面的張開(kāi)度e是指結(jié)構(gòu)面兩壁

11、之間的垂直距離。一般導(dǎo)致粘聚力降低，若有填充物則其強(qiáng)度主要由填充物決定。另外，結(jié)構(gòu)面的張開(kāi)度對(duì)巖體的滲透性有很大的影響。（分級(jí)有閉合結(jié)構(gòu)面、裂開(kāi)結(jié)構(gòu)面和張開(kāi)結(jié)構(gòu)面）；e)填充膠結(jié)特征：結(jié)構(gòu)面經(jīng)膠結(jié)后，力學(xué)性質(zhì)有所改善。改善程度隨膠結(jié)物成分不同而異。未膠結(jié)的張開(kāi)面往往被外來(lái)物質(zhì)填充，其力學(xué)性質(zhì)取決于填充物成分、厚度、含水性和的壁巖性質(zhì)等。（分類薄膜填充、斷續(xù)填充、連續(xù)填充及厚層填充）；f)結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系：結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系控制著可能滑移巖體的幾何邊界條件、形態(tài)、規(guī)模、滑動(dòng)方向及滑移破壞類型。 6.何謂巖體分類？主要有哪幾種分類方法？分類指標(biāo)是什么？deere&miller雙指標(biāo)分類分類指標(biāo)：巖塊抗壓

12、強(qiáng)度（sc）、模量比（et/sc）國(guó)標(biāo)巖土工程勘察規(guī)范分類分類指標(biāo)：新鮮巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度（scw）1）簡(jiǎn)易分類2）巖石質(zhì)量指標(biāo)（rqd）分類3）巖體地質(zhì)力學(xué)分類(rmr分類)分類指標(biāo)：巖塊強(qiáng)度、rqd值、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件及地下水及總分rmr值4）巴頓巖體質(zhì)量(q)分類分類指標(biāo)：q值確定各參數(shù)的數(shù)值，求得q值，以q值為依據(jù)將巖體分為9類。5)巖體bq分類7.rmr值和q值根據(jù)哪些指標(biāo)確定？如何求??？巖體分類是通過(guò)巖體的一些簡(jiǎn)單和容易實(shí)測(cè)的指標(biāo)，把工程地質(zhì)條件和巖體力學(xué)性質(zhì)參數(shù)聯(lián)系起來(lái)，并借鑒已建工程設(shè)計(jì)、施工和處理等方面成功與失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)巖體進(jìn)行歸類的一種工作方法。rmr值分類（p

13、118）分類指標(biāo)：巖塊強(qiáng)度、rqd值、節(jié)理間距、節(jié)理?xiàng)l件及地下水方法：（1）根據(jù)各類指標(biāo)的數(shù)值，按表中a的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分，求和得總分rmr值。（2）按表的規(guī)定對(duì)總分作適當(dāng)?shù)男拚?）用修正后的總分對(duì)照表中c求得巖體的類別及相應(yīng)的無(wú)支護(hù)地下洞室的自穩(wěn)時(shí)間和巖體強(qiáng)度指標(biāo)(c，)值。第三章1.何謂巖石的吸水性、軟化性、抗凍性、滲透性？各自用什么指標(biāo)表示？如何定義？a)巖石的吸水性是指巖石在一定條件下吸收水分的能力常用吸水率wa，飽和吸水率wp和飽和系數(shù)，沉積巖吸水性較強(qiáng)。b)巖石的軟化性是指巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，用軟化系數(shù)kr表示，為巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度(cw)與干抗壓強(qiáng)度(c)的比值，用百分比

14、表示。當(dāng)巖石中含有較多的親水性和可溶性礦物，且含大開(kāi)空隙較多時(shí)，巖石的軟化性較強(qiáng)，軟化系數(shù)較小。c)巖石的抗凍性是指巖石抵抗凍融破壞的能力，抗凍系數(shù)(rd)是指巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度(c2)與凍融前干抗壓強(qiáng)度(c1)之比，用百分?jǐn)?shù)表示；質(zhì)量損失率(km)是指凍融試驗(yàn)前后干質(zhì)量之差(ms1ms2)與試驗(yàn)前干質(zhì)量(ms1)之比，以百分?jǐn)?shù)表示。d)巖石的滲透性是指在一定的水力梯度或壓力差作用下，巖石能被水透過(guò)的性質(zhì)，常用滲透系數(shù)k（滲透流速與水力梯度的比值）表示。一般裂隙發(fā)育時(shí)，滲透系數(shù)急劇增大。2.吸水性與空隙率的關(guān)系？因?yàn)閹r石中包含空隙，才導(dǎo)致巖石吸水性的存在?？障对蕉啵栽矫黠@。

15、巖石的吸水率是在常溫常壓下進(jìn)行的，水只能進(jìn)入大開(kāi)空隙，而小開(kāi)空隙和閉空隙水不能進(jìn)入，因此它與大開(kāi)空隙率有關(guān)。巖石的飽和吸水率在高壓(或真空)條件下浸水，一般認(rèn)為水能進(jìn)入所有開(kāi)空隙中，因此它與開(kāi)空隙率有關(guān)。第四章1.巖塊在單向壓力條件下的變形過(guò)程有什么特征？ 2.常用于巖塊變形與強(qiáng)度性質(zhì)的指標(biāo)有哪些？定義如何？各自的測(cè)定方法是什么？影響各種力學(xué)指標(biāo)的因素有哪些？抗拉強(qiáng)度為什么遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度？ 3.何謂三軸壓縮強(qiáng)度、強(qiáng)度包絡(luò)線？圍壓對(duì)巖塊變形、破壞及強(qiáng)度的影響如何？ 三軸壓縮強(qiáng)度：試件在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下能抵抗的最大軸向應(yīng)力根據(jù)一組試件試驗(yàn)得到的三軸壓縮強(qiáng)度1m和相應(yīng)的3以及單軸抗拉強(qiáng)度t。在-坐標(biāo)

16、系中可繪制出一組破壞應(yīng)力及其公切線，即為巖塊的強(qiáng)度包絡(luò)線。各種巖石的三軸壓縮強(qiáng)度1m均隨圍壓3的增大而增大，但1m增加速率小于3的增加率，此外圍壓還影響巖塊的殘余強(qiáng)度。4.何謂蠕變、蠕變模型？研究它有何實(shí)際意義？常見(jiàn)的幾種模型的本構(gòu)關(guān)系如何？ 蠕變是指巖石在恒定的荷載應(yīng)力作用下，其變形隨時(shí)間而逐漸增大的性質(zhì)。蠕變模型法是將巖石材料抽象成一系列簡(jiǎn)單的元件及其組合模型來(lái)模擬巖石的蠕變特性構(gòu)成其本構(gòu)方程的方法。巖石蠕變是一種十分普遍的現(xiàn)象，在天然斜坡，人工邊坡及地下洞室中都可以直接觀測(cè)到，由于巖石蠕變的影響，在巖體內(nèi)及建筑物內(nèi)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中而影響其穩(wěn)定性。maxwall模型由彈性元件和粘性元件串聯(lián)而

17、成。kelvin模型由彈性元件和粘性元件并聯(lián)而成。5.何謂強(qiáng)度判據(jù)？常見(jiàn)的幾種判據(jù)的表達(dá)式與應(yīng)用條件如何？如何判別巖石中一點(diǎn)是否破壞？ 第五章1.分別總結(jié)結(jié)構(gòu)面的法向變形與剪切變形的主要特征？ 2.結(jié)構(gòu)面的法向剛度與剪切剛度的定義如何？各自如何確定? 法向剛度是指在法向應(yīng)力作用下，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生單位法向變形所需要的應(yīng)力，在數(shù)值上等于-曲線上一點(diǎn)的切線斜率。剪切剛度ks是反映結(jié)構(gòu)面剪切變形性質(zhì)的重要參數(shù)，其數(shù)值等于峰值前-du曲線上任一點(diǎn)的切線斜率。3.總結(jié)四種類型結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度特征（表達(dá)式及強(qiáng)度曲線特征） 第六章1.巖體的變形性質(zhì)與巖塊相比有什么區(qū)別？ 在外力作用下巖體的變形是巖塊變形和結(jié)構(gòu)變形

18、的總和，而結(jié)構(gòu)變形通常包括結(jié)構(gòu)面閉合、充填物的壓密及結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)等變形。2.常見(jiàn)確定巖體變形參數(shù)的原位試驗(yàn)有哪幾種？靜力法：承壓板法、鉆孔變形法、狹縫法、水壓洞室法、單(雙)軸壓縮試驗(yàn)法。l動(dòng)力法：聲波法、地震波法。 3.巖體的動(dòng)彈性模量與靜彈性模量相比如何？為什么？ 不管巖體還是巖塊，其動(dòng)彈性模量普遍大于靜彈性模量，一般兩者的比值ed/eme對(duì)于完整堅(jiān)硬的巖體為1.2到2.0；而對(duì)于風(fēng)化，裂隙發(fā)育的巖體和軟弱巖體ed/eme較大，一般為1.5到10.0。原因：l靜力法采用的最大應(yīng)力一般在1到19mpa之間，少數(shù)則更大，變形量常以毫米計(jì)，而動(dòng)力法的作用應(yīng)力則約為10-4mpa量級(jí)，引起的變

19、形量微小，因此靜力法必然會(huì)測(cè)得較大的不可逆變形，而動(dòng)力法測(cè)不到這種變形。靜力法持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)。靜力法擾動(dòng)了巖體的天然結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)。然而由于靜力法實(shí)驗(yàn)時(shí)，巖體的受力情況更接近于工程巖體的實(shí)際受力狀態(tài)，故在實(shí)際應(yīng)用中除某些特殊情況外，多數(shù)工程仍以靜力變形參數(shù)為主要設(shè)計(jì)依據(jù)。4.在垂直層面的法向應(yīng)力作用下，層狀巖體的變形參數(shù)怎樣確定？ 5.工程巖體常見(jiàn)的破壞形式有哪幾種？對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度叫什么強(qiáng)度？各自有何區(qū)別？ 第七章1.何謂天然應(yīng)力、重分布應(yīng)力及天然應(yīng)力比值系數(shù)？研究天然應(yīng)力的意義何在？天然應(yīng)力是指人類工程活動(dòng)之前存在于巖體中的應(yīng)力。重分布應(yīng)力是指巖體中由于工程活動(dòng)改變后的應(yīng)力。巖體中的天然應(yīng)力狀

20、態(tài)，在研究區(qū)域地殼穩(wěn)定性、地震預(yù)報(bào)、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料儲(chǔ)存、巖爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球動(dòng)力學(xué)的研究均具有重要的實(shí)際意義。（或區(qū)域穩(wěn)定性、地下洞室穩(wěn)定性、高陡邊坡穩(wěn)定性、地基巖體穩(wěn)定性） 2.巖體中的天然應(yīng)力有哪些基本特征？影響因素有哪些？基本特征：a) 地殼中主應(yīng)力一壓應(yīng)力為主，方向基本上是水平和垂直的b) 天然應(yīng)力場(chǎng)是一個(gè)具有相對(duì)穩(wěn)定性的非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)，是時(shí)間和空間的函數(shù)。c) 垂直天然應(yīng)力隨深度呈線性增長(zhǎng)d) 水平天然應(yīng)力分布較為復(fù)雜l 巖體中水平天然應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，出現(xiàn)拉應(yīng)力者甚少l 大部分巖體中的水平天然應(yīng)力大于垂直應(yīng)力l 巖體中的兩個(gè)水平應(yīng)力hmax和hmin通常不相等l

21、 在單薄的山體、谷泊附近以及未受構(gòu)造變動(dòng)的巖體中，水平天然應(yīng)力小于垂直應(yīng)力。e) 天然水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力的比值在1.5-10.6范圍內(nèi)f) 一個(gè)相當(dāng)大的區(qū)域內(nèi)，最大主應(yīng)力的方向是相對(duì)穩(wěn)定的g) 區(qū)域構(gòu)造場(chǎng)常常決定局部點(diǎn)的主應(yīng)力h) 巖體中天然應(yīng)力狀態(tài)一般處于三維應(yīng)力狀態(tài)影響因素：地殼板塊運(yùn)動(dòng)及其相互擠壓、地幔熱對(duì)流、地球重力、巖漿侵入、地溫梯度、地表剝蝕。 3.常見(jiàn)的實(shí)測(cè)天然應(yīng)力的方法有哪些？各自的基本原理如何？ l 應(yīng)力恢復(fù)法：用扁千斤頂使得已解除了應(yīng)力的巖石恢復(fù)到初始應(yīng)力狀態(tài)。l 套心法：在鉆孔中安裝變形測(cè)量元件，通過(guò)測(cè)量套心應(yīng)力解除前后，鉆孔孔徑變化或孔底應(yīng)變變化或孔壁表面應(yīng)變變化值來(lái)確

22、定天然應(yīng)力的大小和方向。l 水壓致裂法：把高壓水泵入由栓塞隔開(kāi)的試段中。當(dāng)鉆孔試段中的水壓升高時(shí)，鉆孔孔壁的環(huán)向壓應(yīng)力降低，并在某些點(diǎn)出現(xiàn)拉應(yīng)力。第八章1.何謂地下洞室？地下洞室的巖體力學(xué)問(wèn)題有哪些？地下洞室是指人工開(kāi)挖或天然存在于巖體內(nèi)的構(gòu)筑物。a) 圍巖應(yīng)力重分布問(wèn)題重分布應(yīng)力計(jì)算b) 圍巖變形與破壞問(wèn)題位移計(jì)算、破壞區(qū)確定c) 圍巖壓力問(wèn)題圍巖壓力計(jì)算d) 有壓洞室圍巖抗力問(wèn)題圍巖抗力計(jì)算 2.以水平圓形無(wú)壓洞室為例，說(shuō)明彈性圍巖應(yīng)力的分布規(guī)律。 1) 圍巖內(nèi)重分布應(yīng)力與角無(wú)關(guān)，僅與r0和0有關(guān)。2) 由于r=0，則r，均為主應(yīng)力，且恒為最大主應(yīng)力，r恒為最小主應(yīng)力。3) 當(dāng)rr0(洞壁

23、)時(shí)，r=0，=20，可知洞壁上的應(yīng)力差最大，且處于單向受力狀態(tài)，說(shuō)明洞壁最易發(fā)生破壞。4) 隨著離洞壁距離r增大，r逐漸增大，逐漸減小，并都漸漸趨近于天然應(yīng)力0值。在理論上，r，要在r處才達(dá)到0值，但實(shí)際上r，趨近于0的速度很快。5) 當(dāng)r=6r0時(shí)，r和與0相差僅2.8%。因此，一般認(rèn)為，地下洞室開(kāi)挖引起的圍巖分布應(yīng)力范圍為6r0。在該范圍以外，不受開(kāi)挖影響，這一范圍內(nèi)的巖體就是常說(shuō)的圍巖，是有限元計(jì)算模型的邊界范圍。3.何謂圍巖？其范圍一般為多大？ 一般認(rèn)為，地下洞室開(kāi)挖引起的圍巖分布應(yīng)力范圍為6r0。在該范圍以外，不受開(kāi)挖影響，這一范圍內(nèi)的巖體就是常說(shuō)的圍巖，是有限元計(jì)算模型的邊界范圍

24、。3.何謂塑性松動(dòng)圈？具有塑性圈后圍巖中的重分布應(yīng)力如何變化？ 地下開(kāi)挖后，洞壁的應(yīng)力集中最大,當(dāng)它超過(guò)圍巖屈服極限時(shí)，洞壁圍巖就由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)化為塑性狀態(tài)，并在圍巖中形成一個(gè)塑性松動(dòng)圈。1) 隨著距洞壁距離增大，徑向應(yīng)力r由零逐漸增大，應(yīng)力狀態(tài)由洞壁的單向應(yīng)力狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為雙向應(yīng)力狀態(tài)，圍巖也就由塑性狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為彈性狀態(tài)。圍巖中出現(xiàn)塑性圈和彈性圈。2) 塑性松動(dòng)圈的出現(xiàn)，使圈內(nèi)一定范圍內(nèi)的應(yīng)力因釋放而明顯降低，而最大應(yīng)力集中由原來(lái)的洞壁移至塑、彈圈交界處，使彈性區(qū)的應(yīng)力明顯升高。3) 彈性區(qū)以外則是應(yīng)力基本未產(chǎn)生變化的天然應(yīng)力區(qū)(或稱原巖應(yīng)力區(qū))。4.試總結(jié)各類結(jié)構(gòu)圍巖的變形破壞特點(diǎn)？ 1)

25、 整體狀和塊狀巖體圍巖：在力學(xué)屬性上可視為均質(zhì)、各向同性、連續(xù)的線彈性介質(zhì)，應(yīng)力應(yīng)變呈近似直線關(guān)系。圍巖具有很好的自穩(wěn)能力，其變形破壞形式主要有巖爆、脆性開(kāi)裂及塊體滑移等。2) 層狀巖體圍巖: 常呈軟硬巖層相間的互層形式。結(jié)構(gòu)面以層理面為主，并有層間錯(cuò)動(dòng)及泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育。變形破壞主要受巖層產(chǎn)狀及巖層組合等控制，破壞形式主要有：沿層面張裂、折斷塌落、彎曲內(nèi)鼓等。3) 碎裂狀巖體圍巖: 碎裂巖體是指斷層、褶曲、巖脈穿插擠壓和風(fēng)化破碎加次生夾泥的巖體。變形破壞形式常表現(xiàn)為塌方和滑動(dòng)。4) 散體狀巖體圍巖: 圍巖結(jié)構(gòu)均勻時(shí)，以拱頂冒落為主。當(dāng)圍巖結(jié)構(gòu)不均勻或松動(dòng)巖體僅構(gòu)成局部圍巖時(shí)，常表現(xiàn)為

26、局部塌方、塑性擠入及滑動(dòng)等變形破壞形式。5.何謂圍巖壓力？按其成因可分為哪幾類？各自用什么方法確定？圍巖壓力是指地下洞室圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形或松動(dòng)破壞，進(jìn)而引起施加于支護(hù)襯砌上的壓力。按圍巖壓力的形成機(jī)理，可將其劃分為：l 形變圍巖壓力：由于圍巖塑性變形如塑性擠入、膨脹內(nèi)鼓、彎折內(nèi)鼓等形成的擠壓力；l 松動(dòng)圍巖壓力：由于圍巖拉裂塌落、塊體滑移及重力坍塌等破壞引起的壓力，這是一種有限范圍內(nèi)脫落巖體重力施加于支護(hù)襯砌上的壓力；l 沖擊圍巖壓力：由巖爆形成的一種特殊圍巖壓力。 6.試述形變圍巖應(yīng)力確定的基本原理與方法。 7.利用平衡拱理論與太沙基理論計(jì)算圍巖壓力的原理。 8.試述用塊體極限平衡方法確定松動(dòng)圍巖壓力的方法與步驟。在整體塊狀結(jié)構(gòu)巖體中，常被各種結(jié)構(gòu)面切割成不同形狀不同大小的結(jié)構(gòu)體。地下洞室開(kāi)挖后，圍巖中的某些塊體在自重作用下向洞內(nèi)滑移，那這些作用在支護(hù)襯砌上的壓力就是這些滑塊的重量。采用塊體極限平衡方法確定松動(dòng)圍巖壓力時(shí)，首先從地質(zhì)構(gòu)造分析入手，找出結(jié)構(gòu)面的組合形式與洞軸線的關(guān)系。進(jìn)而得出圍巖中可能的不穩(wěn)定塊體的位置和形狀，并對(duì)不穩(wěn)定體塌落或滑移的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行分析，確定其滑動(dòng)面的方向、可能滑動(dòng)面的位置、產(chǎn)狀和力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)，然后對(duì)塊體進(jìn)行穩(wěn)定性校核。