長(zhǎng)安大學(xué)巖體力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、巖石力學(xué)復(fù)習(xí)題一、 名詞解釋1、 地質(zhì)體：由一定的巖石組成的和具有一定構(gòu)造特征的，并占據(jù)地球上一定空間的實(shí)體。2、 巖石：地殼中由地質(zhì)作用所形成的、由造巖元素構(gòu)成的玻璃質(zhì)或礦物的天然集合體，具有一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造和變化規(guī)律的固體物質(zhì)。3、 巖體：在地質(zhì)歷史過(guò)程中所形成的，已經(jīng)遭受過(guò)變形和破壞，具有一定物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)并賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體，在巖體力學(xué)中作為力學(xué)研究對(duì)象時(shí)，稱為巖體 。4、 工程巖體：在巖體內(nèi)部或表面修建或構(gòu)造的任何工程為巖體工程，巖體工程所涉及的巖體為工程巖體。5、 巖體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體在巖體內(nèi)的排列組合形式，稱為巖體結(jié)構(gòu)。6、 結(jié)構(gòu)面：巖體內(nèi)的開(kāi)裂的或易于開(kāi)裂的界面（包括

2、物質(zhì)分異面和不連續(xù)面）統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)面。7、 巖體的不連續(xù)性：包括巖性不連續(xù)性和結(jié)構(gòu)不連續(xù)性。巖性不連續(xù)性：指巖體內(nèi)巖石性質(zhì)沿一些界面發(fā)生突變；結(jié)構(gòu)不連續(xù)性：指巖體中一系列宏觀分離面，如斷層、節(jié)理、劈理等。8、 巖體的非均質(zhì)性：巖體的物理力學(xué)性質(zhì)隨所測(cè)點(diǎn)的空間位置不同而有差異的性質(zhì)。9、 巖體的各向異性：巖體的物理力學(xué)性質(zhì)隨取向不同而具有明顯方向性差異的性質(zhì)。10、 巖體力學(xué)：研究巖石和巖體力學(xué)性態(tài)的理論和應(yīng)用的科學(xué),是力學(xué)的一個(gè)分支。11、 巖石的飽水率：即飽和吸水率，指巖石在高壓（15MPa）或真空條件下吸入水的質(zhì)量與巖石顆粒質(zhì)量ms之百分比。12、 巖石的可溶性：巖石在水溶液中被溶解的性質(zhì)。1

3、3、 巖石的崩解性：巖石與水相互作用時(shí)失去粘性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能。14、 巖石的軟化系數(shù)：巖石飽水狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度與其干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度的比值。15、 強(qiáng)度損失率：飽水巖石在-2525條件下，反復(fù)凍結(jié)融化25次（視當(dāng)?shù)毓こ桃螅械囊髢鋈?00200次或更多），凍融試驗(yàn)前后抗壓強(qiáng)度之差與試驗(yàn)前的抗壓強(qiáng)度的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。16、 殘余碎脹系數(shù)：破碎后的巖石，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間壓實(shí)后，其體積（Vh）與破碎前體積（Vo）之比。17、 結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀:結(jié)構(gòu)面在空間的分布狀態(tài)。（對(duì)巖體穩(wěn)定性和建筑物安危起重要作用）18、 巖石質(zhì)量指標(biāo)：即BQD，是一個(gè)鉆孔中長(zhǎng)度大于和等于10cm的單塊巖心長(zhǎng)

4、度總和與巖心進(jìn)尺長(zhǎng)度之比。19、 起伏角：由起伏差（a）與波長(zhǎng)（L）計(jì)算：i=arctan(2a/L).20、 張開(kāi)度：結(jié)構(gòu)面兩壁間的垂直距離，除水和空氣之外，壁間無(wú)充填物。21、 軟弱夾層：巖體中的在巖性上較上下相鄰層顯著減弱，厚度超過(guò)接觸面的起伏差，但較相鄰巖層明顯較小的薄巖層或透鏡體。22、 地應(yīng)力：在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，地球經(jīng)過(guò)各種動(dòng)力運(yùn)動(dòng)過(guò)程（如板塊邊界受壓、地幔熱對(duì)流、地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地球旋轉(zhuǎn)作用、重力作用、巖漿侵入作用等），地殼物質(zhì)產(chǎn)生各種內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)，稱為地應(yīng)力。23、 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)：一定區(qū)域內(nèi)具有成生聯(lián)系的各種構(gòu)造行跡在不同部位應(yīng)力狀態(tài)的總體。24、 巖爆：在地下硐室施工過(guò)程中，由于

5、高地應(yīng)力的存在，巖體中積蓄的大量彈性應(yīng)變能突然釋放，巖體出現(xiàn)瞬時(shí)的脆性破壞，破壞時(shí)發(fā)出響聲并拋出巖塊和巖片。（大規(guī)模者稱巖爆、小規(guī)模稱巖射、緩慢脆性破壞稱剝落）25、 力學(xué)性質(zhì)：物體（材料）為抵抗外力而維持自身穩(wěn)定和平衡所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。26、 峰值強(qiáng)度：巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線上對(duì)應(yīng)最大應(yīng)力值。27、 殘余強(qiáng)度：在峰值強(qiáng)度后，巖石并非完全喪失承載力，而仍然保持較小的承載力，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度稱為巖石的殘余強(qiáng)度。28、 長(zhǎng)期強(qiáng)度：巖石的強(qiáng)度是隨外荷載作用的時(shí)間的延長(zhǎng)而降低的，通常把作用時(shí)間t的強(qiáng)度S稱為巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度。29、 彈性滯后：在彈性變形部分，其中大部分一經(jīng)卸荷即很快恢復(fù)，但還有一部分需經(jīng)過(guò)一段

6、時(shí)間才緩慢恢復(fù)，該現(xiàn)象稱為彈性滯后效應(yīng)。30、 回滯環(huán)：由于彈性滯后和塑性變形，使得應(yīng)力應(yīng)變曲線上的卸荷曲線與其本次的加荷曲線不重合且不能回到原點(diǎn)，而且重新加荷曲線也和上次卸荷曲線不重合，二者構(gòu)成一個(gè)封閉的環(huán)，稱之為回滯環(huán)。31、 應(yīng)變強(qiáng)化：在峰值前，塑性變形總量不斷增加，但每次循環(huán)中的增量卻逐漸減小，而且循環(huán)次數(shù)越多，巖石越接近于彈性體，此現(xiàn)象稱為巖石的應(yīng)變強(qiáng)化。32、 應(yīng)變?nèi)趸涸诜逯岛螅瑤r石并沒(méi)有完全喪失承載力，在某點(diǎn)卸荷，其中一部分變形也是可以恢復(fù)的，但曲線斜率隨加荷次數(shù)而逐漸降低，且每一次加荷曲線均有一比峰值低的最高點(diǎn)，此現(xiàn)象稱為巖石的應(yīng)變?nèi)趸?3、 巖石的記憶：當(dāng)荷載回升到開(kāi)始卸

7、荷點(diǎn)的值時(shí)，曲線并不按該重新加載曲線的斜率趨勢(shì)上升，而是按初級(jí)加荷曲線上升，表明巖石受荷過(guò)程并沒(méi)有改變巖石的力學(xué)性質(zhì)，就像巖石具有記憶自己的固有性質(zhì)的能力，把這種能力稱為巖石的記憶。34、 疲勞強(qiáng)度：在循環(huán)荷載下，巖石會(huì)在比峰值低的應(yīng)力水平下破環(huán)，這種現(xiàn)象稱為巖石的疲勞破壞。35、 彈性模量：彈性范圍內(nèi)軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比。36、 泊松比：巖石在單向受壓條件下，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比。37、 脆性破壞:結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或巖、土體在破壞前無(wú)明顯變形或其他預(yù)兆的突發(fā)性破壞類型。38、 延性破壞:結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其他預(yù)兆的破壞類型。39、 流變性：物質(zhì)在外部條件不變的條件下，應(yīng)力或應(yīng)變隨時(shí)

8、間而變化的性質(zhì)。40、 松弛：物體變形保持一定，內(nèi)部應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸減小的現(xiàn)象。41、 蠕變：在大小和方向都保持不變的外力作用下，變形隨時(shí)間不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象。42、 應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線:反映巖石在壓縮條件下由變形到破壞的全過(guò)程關(guān)系曲線。分五階段：壓密階段、彈性變形階段、微裂隙發(fā)生和穩(wěn)定發(fā)展階段、微裂隙加速擴(kuò)展階段、破壞后階段。43、 彈性變形：巖石在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，巖石的變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱為彈性，這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形。44、 塑性變形：巖石在外力的作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消失后，巖石的變形不能恢復(fù)原狀的一種物理現(xiàn)象。45、 單位法向

9、剛度: 反映結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生單位法向變形的法向應(yīng)力梯度。不是常數(shù)，與應(yīng)力水平有關(guān)。46、 常剛度變形：巖石的彈性模量并不因圍壓的增高而明顯改變，而是基本保持常數(shù)，稱為常剛度變形。（表現(xiàn)為剪切剛度系數(shù)保持為常數(shù)）47、 結(jié)構(gòu)面穩(wěn)滑：指沿剪切面不間斷地相對(duì)緩慢地穩(wěn)定滑動(dòng)，在位移滑動(dòng)過(guò)程中差應(yīng)力保持不變，應(yīng)變能得以連續(xù)釋放而不積累。48、 結(jié)構(gòu)面粘滑：在結(jié)構(gòu)面剪切過(guò)程中，剪應(yīng)力和剪位移并不總是穩(wěn)定變化，剪應(yīng)力時(shí)常出現(xiàn)斷續(xù)的張弛，剪位移時(shí)常發(fā)生急躍的現(xiàn)象。49、 結(jié)構(gòu)面爬坡：巖體受剪產(chǎn)生沿結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)，滑動(dòng)面為波狀或鋸齒狀的不平整平面，在法向應(yīng)力較小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生上部結(jié)構(gòu)體剪切隆起的現(xiàn)象，叫做爬坡，若法向應(yīng)力較

10、大，則結(jié)構(gòu)面上的波狀或鋸齒狀被剪斷，叫做啃斷（剪斷）。50、 結(jié)構(gòu)面剪斷：巖體受剪產(chǎn)生沿結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)，滑動(dòng)面為波狀或鋸齒狀的不平整平面，若法向應(yīng)力較大，則結(jié)構(gòu)面上的波狀或鋸齒狀被剪斷，叫做啃斷（剪斷）。51、 剪脹：結(jié)構(gòu)面滑移過(guò)程中，不僅產(chǎn)生切向位移，也有法向位移，從而使結(jié)構(gòu)面總體張開(kāi)，巖體體積膨脹，這種現(xiàn)象即為剪脹。52、 峰值剪脹角：剪脹角為剪切時(shí)的剪切位移之軌跡與水平軸之夾角。當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到峰值抗剪強(qiáng)度時(shí)的剪脹角為峰值剪脹角。53、 震源：地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方。54、 震中：震源在地球表面上的投影點(diǎn)。55、 震中距：地面上任何一個(gè)地方或地震觀測(cè)臺(tái)(站)到震中的直線距離。56、 震中區(qū)：震

11、中附近的地區(qū)。強(qiáng)烈地震時(shí)，破壞最嚴(yán)重的地區(qū)，稱為極震區(qū)。57、 震源深度：從震源到地面的垂直距離。58、 體波：是通過(guò)地球體內(nèi)傳播的一種地震波，分為縱波和橫波。59、 縱波：又稱壓縮波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，靠介質(zhì)的擴(kuò)張與收縮而傳遞，其傳播速度約56kms，振動(dòng)的摧毀力較小。60、 橫波：又稱剪切波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向，為各質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生的周期性的剪切振動(dòng)，其傳播速度34kms，振動(dòng)摧毀力較強(qiáng)。61、 面波：沿地表面?zhèn)鞑サ牡卣鸩?。面波的傳播速度最小，每秒只?km多，但振幅大，故對(duì)地面的破壞最大。面波又分為瑞利波(R)和勒夫波(Q)。62、 瑞利波：波的傳播是質(zhì)點(diǎn)在波的傳

12、播方向和地表面法向組成的平面內(nèi)作橢圓運(yùn)動(dòng)，與該平面垂直的水平方向沒(méi)有振動(dòng)，似在地面上滾動(dòng)。63、 勒夫波：波傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在與傳播方向相垂直的水平方向運(yùn)動(dòng)，即呈地面水平運(yùn)動(dòng)或者在地面上呈蛇形運(yùn)動(dòng)。64、 地震震級(jí)：它是地震震源釋放出的能量大小的一種量度，可表示地震本身強(qiáng)度大小的等級(jí)。它的最初定義(里希特)是：距震100km處用標(biāo)準(zhǔn)地震儀(周期0.8s，阻尼系數(shù)0.8，放大倍數(shù)2 800)實(shí)測(cè)最大水平地動(dòng)位移的對(duì)數(shù)來(lái)確定。例如：當(dāng)測(cè)得的振幅10mm，即10 000m時(shí)，它的對(duì)數(shù)為4，地震定為4級(jí)。65、 地震烈度：地震烈度是對(duì)地震時(shí)地表和地表建筑物遭受影響和破壞的強(qiáng)烈程度的一種量度。66、 基本烈

13、度：指一個(gè)地區(qū)在今后一定時(shí)期內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的最大地震烈度,即現(xiàn)行中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖規(guī)定的地震烈度。67、 場(chǎng)地烈度：是指建筑物場(chǎng)地因地質(zhì)、地貌、地形和水文地質(zhì)條件等的不同而引起的地震基本烈度的降低或提高的烈度。一般比基本烈度提高或降低半度至一度。68、 設(shè)計(jì)烈度：根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的條件，對(duì)不同建筑物將建筑場(chǎng)地烈度按國(guó)家批準(zhǔn)權(quán)限審定加以調(diào)整后的抗震設(shè)防烈度。69、 振動(dòng)液化：地基中較疏松的飽和砂土，在周期性的地震荷載作用下，孔隙水壓力逐漸積累，甚至達(dá)到可以完全抵消有效應(yīng)力時(shí)，使土粒便處于懸浮狀態(tài)，而接近液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。70、 地震海嘯：地

14、震時(shí)海底的上下波動(dòng)引起海洋水體的波動(dòng)，以每小時(shí)數(shù)百公里的速度向四周傳播。地震海波在海洋中的傳播是非常隱蔽的，因?yàn)樗牟ㄝ椡ǔ２怀^(guò)1米，而兩波峰的間距可達(dá)100700公里。但地震海波到達(dá)淺海及岸邊時(shí)便發(fā)生了變化，波速減慢(50km/h)、但涌浪加高(可達(dá)30m)， 形成海嘯。71、 巖體質(zhì)量：巖體的工程質(zhì)量，即從工程角度來(lái)看巖體的優(yōu)劣程度和對(duì)工程的適宜程度。72、 BQ: 以巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度來(lái)衡量巖體的基本質(zhì)量的巖石質(zhì)量分級(jí)體系。BQ=90+3RC+250KV.73、 RMR: 指巖體地質(zhì)力學(xué)分類，RMR=A+B+C+D+E(+M)A代表巖石強(qiáng)度；B代表RQD；C代表結(jié)構(gòu)面間距；D代

15、表結(jié)構(gòu)面形態(tài)；E代表地下水狀態(tài)；M代表其它因素。簡(jiǎn)答題1、 地質(zhì)體和巖體在概念上有哪些區(qū)別？答：（1）巖體和地質(zhì)體是同一物體在不同場(chǎng)合的兩個(gè)名詞。 （2）就具體問(wèn)題研究而言，巖體即為地質(zhì)體的一部分。 （3）巖體是工程地質(zhì)學(xué)和巖體力學(xué)的專有名詞。有時(shí)將土地作為一種特殊巖體對(duì)待。2、 巖體和巖石的各自特征是什么？?jī)烧哂泻螀^(qū)別和聯(lián)系？答：特征：巖體：不連續(xù)性、非均勻性、各向異性、有條件轉(zhuǎn)化性；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)； 區(qū)別聯(lián)系：（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)

16、驗(yàn)而加工的巖塊，已完全脫離了原有的地質(zhì)環(huán)境。（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。3、 巖體力學(xué)的一般工作程序（步驟）和主要研究方法？答：工作程序：巖體工程地質(zhì)信息采集巖體工程地質(zhì)力學(xué)模型巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)巖體工程設(shè)計(jì)巖體工程施工巖體性態(tài)監(jiān)測(cè)；主要研究方法:工程地質(zhì)法、測(cè)試試驗(yàn)法、理

17、論研究法、綜合研究法4、 巖體的組成要素是什么？答：物質(zhì)成分（巖石）、結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)面）、賦存環(huán)境（應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、其他物理場(chǎng)）5、 從工程地質(zhì)研究的角度，簡(jiǎn)述巖石的主要造巖礦物及其基本性質(zhì)？答：1、可溶性礦物，如巖鹽、石膏、芒硝等，在適宜條件下可溶解于水，減少巖石的固相成分增加空隙比，使巖石結(jié)構(gòu)變松、力學(xué)性能降低、滲透性提高。2、易風(fēng)化礦物，其穩(wěn)定性取決于礦物的化學(xué)成分遷移活動(dòng)性、礦物結(jié)晶特征、礦物生成條件。3、粘土礦物，如蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠泥石、綠簾石等，粘土巖在漫長(zhǎng)的成巖作用后已失去膠體的活動(dòng)性，但在水的長(zhǎng)時(shí)間作用下活動(dòng)性可以復(fù)蘇。4、其它不穩(wěn)定礦物，主要指黃鐵礦硫化

18、物，它們極易氧化在氧化過(guò)程中生成硫酸。6、 巖石顆粒間的聯(lián)結(jié)有哪幾種？聯(lián)結(jié)強(qiáng)度如何？ 答：按聯(lián)結(jié)性質(zhì)分類：結(jié)晶聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)強(qiáng)度最強(qiáng)、膠結(jié)聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)強(qiáng)度居中、水膠聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)強(qiáng)度最弱。7、 巖石物理性質(zhì)的主要指標(biāo)及其表示方式是什么？答：1、巖石的重力特征。指標(biāo)：顆粒密度s=ms/Vs（ms為顆粒質(zhì)量，Vs為顆粒體積）；巖石密度= m/V；干密度d= ms/V；容重=W/V=g。2、巖石的空隙率n=Vv/V*100。3、巖石的吸水性。指標(biāo)：吸水率=mw1/ms*100（mw1為一般大氣壓下巖石吸入水的質(zhì)量）；sat=mw2/ms*100（mw2為巖石在高壓或真空狀態(tài)下的吸水質(zhì)量）；飽水系數(shù)Ksat=/sat

19、。4、巖石的透水性。指標(biāo)：滲透系數(shù)K=v/grad(Z+p/w)（v滲流速度，Z位置高度，p水壓力，w水的容重）。5、巖石的可溶性、膨脹性、崩解性無(wú)指標(biāo)6、巖石的軟化性。指標(biāo)：軟化系數(shù)KR=Rc/c（Rc為飽水狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度，c為干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度）。7、巖石的抗凍性。指標(biāo)：強(qiáng)度損失率RL=(c1-c2)/ c1（c1凍融前抗壓強(qiáng)度，c2凍融后抗壓強(qiáng)度）質(zhì)量損失率Km=(md1-md2)/md1（md1凍融前干質(zhì)量，md2凍融后干質(zhì)量）8、巖石的碎脹性。指標(biāo)：碎脹系數(shù)kp=Vh/Vo（Vo、Vh破碎前后體積）8、 結(jié)構(gòu)面按其成因通常分為哪幾種類型？各自有何特點(diǎn)？答：成因類型：（1）原生結(jié)構(gòu)面在

20、成巖過(guò)程（建造過(guò)程）中形成的結(jié)構(gòu)面。其特征與巖體成因緊密相關(guān)，它包括沉積結(jié)構(gòu)面、火成結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面。（2）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面巖體在改造過(guò)程中受構(gòu)造應(yīng)力作用產(chǎn)生的破裂面或破碎帶，如劈裂、節(jié)理、層間錯(cuò)動(dòng)及斷層等。它是巖體中分布最廣的一類結(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀空間分布取決于構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與巖性條件，他們的力學(xué)成因、規(guī)模、發(fā)育歷史及次生變化影響并制約著巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)。（3）次生結(jié)構(gòu)面次生結(jié)構(gòu)面是指巖體在外營(yíng)利（風(fēng)力、卸荷、地下水、應(yīng)力應(yīng)變、人工爆破等）作用下形成的結(jié)構(gòu)面。其特點(diǎn)是局限于巖體表層，規(guī)模小、數(shù)量多、多呈無(wú)序性，不平整和不連續(xù)狀態(tài)。它們往往是受原生結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面控制的，或在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

21、9、 簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)面定量統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容？答：（1）產(chǎn)狀（結(jié)構(gòu)面的空間分布狀態(tài)）；（2）組數(shù)（巖體中交叉分布的結(jié)構(gòu)面組數(shù)）；（3）間距（同組結(jié)構(gòu)面法線方向上該組結(jié)構(gòu)面的平均距離）；（4）延展性（在一個(gè)暴露面上能看見(jiàn)的結(jié)構(gòu)面跡線的長(zhǎng)度）；（5）粗糙程度（結(jié)構(gòu)面的固體表面相對(duì)與它的平均平面的凹凸不平程度）；（6）結(jié)構(gòu)面壁的抗壓強(qiáng)度（結(jié)構(gòu)面兩側(cè)巖壁的等效抗壓強(qiáng)度）；（7）張開(kāi)度（結(jié)構(gòu)面兩壁間的垂直距離，除水和空氣外壁間無(wú)填充物）；（8）充填特征 （硬性結(jié)構(gòu)面、軟弱結(jié)構(gòu)面）；（9）滲流特征（結(jié)構(gòu)面中是否存在滲流及滲流量）；（10）塊體尺寸。10、 泥化夾層有何特性？答：結(jié)構(gòu)上：由原巖的超固結(jié)、膠結(jié)式結(jié)構(gòu)變成了泥

22、質(zhì)散體結(jié)構(gòu)或泥質(zhì)定向結(jié)構(gòu)；成分上：粘粒含量較原巖增多，可達(dá)70%，物理化學(xué)成分與原巖基本一致，高含量粘土礦物，含鹽量低、游離氧化物增加；厚度上：泥化夾層發(fā)生在軟硬相間的巖層組合和原生軟弱夾層的條件下，通常被限制在相對(duì)堅(jiān)硬巖層之間發(fā)育。產(chǎn)狀上：大多數(shù)泥化夾層由原生軟弱夾層發(fā)育而來(lái)，其分布受到原生軟弱夾層的控制，故它們的產(chǎn)狀完全一致；物理狀態(tài)上：干密度較原巖小，天然含水率超過(guò)塑限介于塑限和液限制間，膨脹量和膨脹力大小與礦物類型及有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)；力學(xué)性質(zhì)上：較原巖大大降低，僅與軟弱或松軟土相似。11、 試述自重應(yīng)力場(chǎng)與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的區(qū)別和特點(diǎn)。答：自重應(yīng)力場(chǎng)是巖體自重應(yīng)力在空間的有規(guī)律分布；構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)

23、是一定區(qū)域內(nèi)具有成生聯(lián)系的各種構(gòu)造形跡在不同部位應(yīng)力狀態(tài)的總稱。兩者都是天然應(yīng)力場(chǎng)的組成部分，自重應(yīng)力場(chǎng)是由上覆巖體的重量引起的，而構(gòu)造應(yīng)力是空間和時(shí)間的函數(shù)，是隨構(gòu)造形跡的發(fā)展而變化的非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)。12、 簡(jiǎn)述地殼淺部地應(yīng)力分布的基本規(guī)律。答：地殼淺層巖體中絕大部分應(yīng)力場(chǎng)是以水平應(yīng)力為主的三向不等空間應(yīng)力場(chǎng)，三個(gè)主應(yīng)力的大小和方向是隨空間位置而變化的。13、 簡(jiǎn)述高地應(yīng)力區(qū)的標(biāo)志。答：（1）餅狀巖芯；（2）巖爆、剝落、錘擊有啞聲；（3）隧道（隧洞、巷道）大變形、鉆孔縮徑；（4）隧道變形破壞具有相同的方式或形式；（5）軟弱夾層擠出；（6）巖體現(xiàn)場(chǎng)物理力學(xué)指標(biāo)高于室內(nèi)；（7）其它：不透水性。14

24、、 解釋單軸壓縮作用下，巖石變形全過(guò)程的特征及其內(nèi)在本質(zhì)。答：巖石單軸壓縮全過(guò)程分以下幾個(gè)階段：壓密階段，此階段巖石中原有空隙在荷載作用下逐漸被壓縮而閉合，試件體積減小。彈性階段，隨荷載的加大巖石中裂隙進(jìn)一步閉合，空隙被壓縮無(wú)新的裂隙發(fā)展表現(xiàn)為彈性變形。微裂隙發(fā)生和穩(wěn)定發(fā)展階段，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，巖石中原有裂隙開(kāi)始發(fā)展并產(chǎn)生新裂隙，表現(xiàn)為應(yīng)變的增加速率大于應(yīng)力的增加速率。微裂隙加速擴(kuò)展階段，應(yīng)力超過(guò)屈服極限并逐漸增大的過(guò)程中，巖石內(nèi)部裂隙加速擴(kuò)展并局部出現(xiàn)宏觀裂隙，當(dāng)裂隙擴(kuò)展為貫通的破裂面是，巖石即發(fā)生破壞。15、 循環(huán)加荷作用下巖石的力學(xué)性質(zhì)？答：1、逐漸循環(huán)加載：、彈性滯后；、回滯環(huán)；

25、、峰值前應(yīng)變強(qiáng)化；、峰值后應(yīng)變?nèi)趸?；、巖石的記憶2、反復(fù)循環(huán)加載：巖石會(huì)在比峰值應(yīng)力低的應(yīng)力水平下破壞，即疲勞破壞。疲勞強(qiáng)度非定值，與循環(huán)荷載持續(xù)時(shí)間有關(guān)。存在一個(gè)極限應(yīng)力水平，當(dāng)最大應(yīng)力低于這一應(yīng)力水平時(shí)，應(yīng)變?cè)谶_(dá)到一定值后不再增長(zhǎng)，即不發(fā)生破壞16、 三向作用下巖石的力學(xué)性質(zhì)？答：1、巖石在圍壓條件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；2巖石在圍壓條件下的破壞方式及機(jī)制；3圍壓對(duì)巖石極限強(qiáng)度的影響；4巖石的莫爾包絡(luò)線特征。（附說(shuō)明：三向作用下巖石與單軸壓縮條件的應(yīng)力應(yīng)變曲線類似有彈性變形階段、塑性變形階段、應(yīng)力下降階段、摩擦階段。不同圍壓下變形特征不同：高強(qiáng)度堅(jiān)硬致密巖石曲線斜率受圍壓影響小基本不變即彈性模量

26、不因圍壓增高而改變，表現(xiàn)為常剛度變形。對(duì)任何巖石當(dāng)圍壓達(dá)到一定水平是，以塑性變形為主與之對(duì)應(yīng)的破壞由脆性轉(zhuǎn)為延性。隨著圍壓的增大，巖石的三軸極限強(qiáng)度也增大，但其增大的速率依巖性的不同而不同，對(duì)脆性破壞的巖石其極限強(qiáng)度隨圍壓的增長(zhǎng)很快，而延性破壞時(shí)，極限強(qiáng)度隨圍壓增長(zhǎng)緩慢。）17、 巖體結(jié)構(gòu)面粘滑的特征、機(jī)制和影響因素？答：粘滑特征：巖石表面突然向前滑動(dòng)、鎖住，然后又開(kāi)始滑動(dòng)，如此反復(fù)進(jìn)行。粘滑機(jī)制：松弛振蕩機(jī)制：最初是通過(guò)光滑結(jié)構(gòu)面開(kāi)始粘滑研究的。由于動(dòng)摩擦小于靜摩擦使得結(jié)構(gòu)面突然向前滑動(dòng)鎖住，然后又開(kāi)始滑動(dòng)如此反復(fù)形成張弛、跳躍式的粘滑現(xiàn)象稱為松弛振蕩。脆性破壞機(jī)制：粘滑不僅僅出現(xiàn)在磨光面上

27、，在粗糙的結(jié)構(gòu)面上也較普遍的發(fā)生。由于表面存在大量的凸起體，且一般都呈嵌合接觸，若剪切面上法向壓力大到足以抑制上部塊體升高并沿凸起體爬坡時(shí)，在剪切力作用下將凸起體剪斷或使凸起體在相對(duì)面上犁刻凹槽。當(dāng)凸起體一旦破壞阻抗立即下降。凸起體蠕動(dòng)機(jī)制：由于蠕動(dòng)凸起體嵌入到相對(duì)的結(jié)構(gòu)面中，使接觸面增加，當(dāng)繼續(xù)加力至滑動(dòng)時(shí)隨著滑動(dòng)的開(kāi)始，接觸面減小導(dǎo)致摩擦阻力突然降低而產(chǎn)生粘滑。影響因素：礦物成分、應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變速率、填充物、孔隙率、溫度、水及空隙壓力。18、 石蠕變一般包括哪幾個(gè)階段？各階段有何特點(diǎn)？答：瞬時(shí)變形階段：加荷后立即發(fā)生變形。初始蠕變或阻尼蠕變階段：應(yīng)變?cè)谧畛蹼S時(shí)間增長(zhǎng)較快，但其增長(zhǎng)速率隨時(shí)間

28、逐漸降低。等速蠕變階段：應(yīng)變隨時(shí)間呈近似直線的增長(zhǎng)。加速蠕變階段;應(yīng)變及應(yīng)變速率均隨時(shí)間增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，表明變形加速直至破壞。19、 簡(jiǎn)述不同形態(tài)結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度特征。答：1、平直型硬性結(jié)構(gòu)面：平直型無(wú)填充的硬性結(jié)構(gòu)面，其力學(xué)性質(zhì)主要取決于兩壁巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)面粗糙度、粘聚狀態(tài)、干濕程度、發(fā)向應(yīng)力；2、波狀結(jié)構(gòu)面：在較小正應(yīng)力作用下發(fā)生剪脹，在正應(yīng)力較大時(shí)發(fā)生剪斷；3、臺(tái)階狀硬性結(jié)構(gòu)面：阻止滑塊的阻力有結(jié)構(gòu)面段的抗剪強(qiáng)度與完整巖段沿層面方向的抗剪強(qiáng)度兩部分組成。4、非貫通性結(jié)構(gòu)面：發(fā)生剪切時(shí)，結(jié)構(gòu)面與為貫通的“巖橋”都起抗剪作用。20、 巖體與巖石的變形有何異同？答：巖體的變形包括體積變形、形狀變形、

29、位置變形，總體而言分為結(jié)構(gòu)體變形（包括材料的彈性、塑性和粘性以及結(jié)構(gòu)體的滾動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)變形等）和結(jié)構(gòu)面變形（包括壓縮閉合或擠出變形、錯(cuò)動(dòng)或滑動(dòng)流動(dòng)變形等），而巖石由于整體比較完整不存在結(jié)構(gòu)面，故巖石的變形主要是結(jié)構(gòu)體的變形而沒(méi)有結(jié)構(gòu)面的變形。21、 巖體壓縮變形曲線可分幾類？各類變形曲線有何特點(diǎn)？答：A直線型：反映巖體加壓過(guò)程中變形隨壓力成正比增加，直線型又分兩類，A-1型與A-2型。A-1型：曲線斜率陡，呈直線，巖體剛度大，退壓后巖體變形幾乎恢復(fù)到原點(diǎn)，以彈性變形為主。A-2型：曲柄斜率緩，呈直線，巖體剛度很低，退壓后巖體變形只能部分恢復(fù)，有明顯的不可恢復(fù)變形和回滯環(huán)，巖體變形不是彈性的。B上凹

30、型：B-1型：每次加壓曲線的斜率隨著加壓退壓循環(huán)次數(shù)增加逐漸變大，即巖體剛度增大，各退壓曲線較緩且相互近于平行，變形系數(shù)隨壓力增加而減小，巖體彈性變形逐漸增大。B-2型：加壓曲線斜率隨壓力增大而逐漸變大，即巖體剛度增大，各卸荷曲線很陡，在卸荷后，變形大部分不可恢復(fù)。C下凹型：每次加壓曲線在應(yīng)力較小時(shí)近于平行，而有應(yīng)力較大時(shí)逐漸變緩，變形系數(shù)隨壓力增加而增加。D復(fù)合型：巖體受壓時(shí)的力學(xué)行為復(fù)雜，同時(shí)巖體受壓的邊界條件又隨壓力的增大而改變。22、 簡(jiǎn)述巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)該如何選取。答：對(duì)巖體破壞機(jī)理加以分析，并結(jié)合工程建筑物的工作狀態(tài)和要求，確定選值標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)而獲得強(qiáng)度參數(shù)。選值標(biāo)準(zhǔn)（即抗剪

31、強(qiáng)度準(zhǔn)則）主要有比例極限準(zhǔn)則、屈服極限準(zhǔn)則、極限強(qiáng)度準(zhǔn)則、殘余強(qiáng)度準(zhǔn)則、剪脹準(zhǔn)則、長(zhǎng)期強(qiáng)度準(zhǔn)則、最大允許位移準(zhǔn)則、剪切變形速率準(zhǔn)則等。23、 簡(jiǎn)述巖體力學(xué)性質(zhì)的影響因素。答：巖體力學(xué)性質(zhì)影響因素有兩個(gè)方面：1、巖體的內(nèi)在因素即巖石的成分、結(jié)構(gòu)及巖性、巖體結(jié)構(gòu)；2、外部條件即地下水、地應(yīng)力、地?zé)峒白饔昧μ攸c(diǎn)。24、 簡(jiǎn)述巖體力學(xué)性質(zhì)法則。答：1、爬坡效應(yīng)法則。切向變形過(guò)程中爬坡效應(yīng)由結(jié)構(gòu)面形態(tài)和粗糙度、巖石強(qiáng)度及圍壓大小共同決定；2、各向異性效應(yīng)法則。與巖體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)、隨圍壓的增加而減弱；3、尺寸效應(yīng)法則。即力學(xué)性質(zhì)隨試件尺寸大小而變化。25、 簡(jiǎn)述巖體的工程地質(zhì)分類與質(zhì)量分級(jí)的區(qū)別和聯(lián)系。答

32、：區(qū)別：根本區(qū)別在于服務(wù)對(duì)象。分類的服務(wù)對(duì)象：工程地質(zhì)和巖體力學(xué)工作者，著重解決一般問(wèn)題，一般不涉及具體工程；分級(jí)的服務(wù)對(duì)象：巖體工程的設(shè)計(jì)和施工人員，直接為具體巖體工程的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)。 聯(lián)系：巖體的工程地質(zhì)分類必須以巖體質(zhì)量為基礎(chǔ)，是工程巖體質(zhì)量分級(jí)的歸宿；而巖體質(zhì)量分級(jí)也是巖體工程地質(zhì)分類的深化和發(fā)展，屬于巖體工程地質(zhì)分類范疇。26、 Q分類法和RMR分類法中各考慮了巖體的哪些因素？答：Q分類法:巖石質(zhì)量指標(biāo)、結(jié)構(gòu)面組數(shù)、結(jié)構(gòu)面粗造度系數(shù)、結(jié)構(gòu)面蝕變程度系數(shù)、裂隙水折減系數(shù)、地應(yīng)力折減系數(shù)。 RMR分類法：巖石強(qiáng)度、巖石質(zhì)量指標(biāo)、結(jié)構(gòu)面間距、結(jié)構(gòu)面形態(tài)、地下水狀態(tài)。27、 巖體質(zhì)量分級(jí)在

33、工程中如何應(yīng)用？答：1、工程地質(zhì)分類的基本依據(jù)之一；2、工程地質(zhì)和巖體力學(xué)定量化的研究；3、巖體工程的設(shè)計(jì)和施工：如規(guī)劃、勘察、加固、支護(hù)、地下工程等。二、 論述題1、 從巖石力學(xué)的角度分析巖質(zhì)邊坡病害的發(fā)生機(jī)理和研究方法。答：機(jī)理：崩塌：塊狀巖體與巖坡分離，向前翻滾而下。其成因是由于風(fēng)化等原因減弱了節(jié)理面的內(nèi)聚力或也可能是由于氣溫變化、凍融松動(dòng)巖石的結(jié)果，或是由于植物根系生長(zhǎng)造成膨脹壓力，以及地震、雷擊等原因而引起；滑坡：巖體在重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的整體滑動(dòng)。其成因是由于巖體中存在有軟弱結(jié)構(gòu)面（層面、斷層、裂隙），巖體在重力的作用下，克服了滑面底部與兩側(cè)的阻力而引起沿軟弱面的滑動(dòng)

34、?；娴膬A角必須大于滑面的內(nèi)摩擦角，否則無(wú)論坡角和坡高大小如何，邊坡都不會(huì)滑動(dòng)。研究方法：極限平衡法、數(shù)值分析法、有限單元法等2、 巖石力學(xué)與土力學(xué)在研究對(duì)象、研究方法、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和滲透性等方面有何異同點(diǎn)？答：研究對(duì)象：巖石力學(xué)-巖石、巖體、巖體工程；土力學(xué)-土體。研究方法：巖石力學(xué)-工程地質(zhì)法、測(cè)試試驗(yàn)法、理論研究法、綜合研究法；土力學(xué)-實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法、野外現(xiàn)地測(cè)定法、理論分析法、綜合研究法。物理性質(zhì)：巖石力學(xué)-巖石的重力特征、空隙性、吸水性、透水性、可溶性、膨脹性、崩解性、軟化性、抗凍性、碎脹性、壓實(shí)性、熱（力）學(xué)性質(zhì)等；土力學(xué)-碎散性、三相體系、自然變異性。力學(xué)性質(zhì):巖石力學(xué)-巖石

35、為抵抗外力而維持自身穩(wěn)定和平衡所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，包括變形性質(zhì)和破壞性質(zhì)；土力學(xué)-土體的自重應(yīng)力、自身以外的荷載引起的附加應(yīng)力、土的壓縮性、抗剪強(qiáng)度。滲透性：巖石力學(xué)-巖石透水性取決于巖石中空隙的大小、數(shù)量、方向和連通情況，完整巖體的透水性與其組成的巖石相近。巖體的滲透分為：孔隙型、裂隙型、巖溶管道型；土力學(xué)-水在土體孔隙中流動(dòng)，土具有被水等液體透過(guò)的性質(zhì)。3、 從基本特征、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、賦存環(huán)境等角度討論巖體、巖石的區(qū)別。答：基本特征：巖體：不連續(xù)性、非均勻性、各向異性、有條件轉(zhuǎn)化性；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)。物理性質(zhì)：巖

36、體：結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)面組數(shù)、結(jié)構(gòu)面間距、延展性、粗糙程度、風(fēng)化程度、張開(kāi)度、充填特性、滲流、塊體尺寸；巖石：重力特征、空隙性、吸水性、透水性、可溶性、膨脹性、崩解性、軟化性、抗凍性、碎脹性、壓實(shí)性、熱（力）學(xué)性質(zhì)等。力學(xué)性質(zhì)：巖體：法向壓縮變形、巖體抗拉強(qiáng)度、巖體的抗剪強(qiáng)度、巖體的剪切變形；巖石：為抵抗外力而維持自身穩(wěn)定和平衡所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，包括變形性質(zhì)和破壞性質(zhì)。賦存環(huán)境：巖體：地應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、其它物理場(chǎng)；巖石：沒(méi)有賦存環(huán)境4、 從巖石力學(xué)的角度分析3.11日本9級(jí)地震的成因機(jī)理和破壞特點(diǎn)？答：按照地震的成因可分為構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。3.11日本地震屬于構(gòu)

37、造地震，是由于地殼運(yùn)動(dòng)引起的，地殼運(yùn)動(dòng)使地殼巖層發(fā)生變形并產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力積累超出巖體的強(qiáng)度時(shí)，地殼巖層的薄弱處瞬間發(fā)生斷裂，積累的大量能量迅速釋放，形成彈性振動(dòng)傳播至地面，形成地震。構(gòu)造地震的特點(diǎn)是活動(dòng)性頻繁，延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，影響范圍最廣，破壞性最大。破壞特點(diǎn)：（1）大地抖動(dòng)對(duì)建筑物產(chǎn)生的直接破壞。 （2）砂土液化導(dǎo)致地面沉陷變形，地基產(chǎn)生巨大沉降和建筑物嚴(yán)重傾斜。 （3）大地的錯(cuò)斷和裂開(kāi)，從而破壞各種輸送管線、鐵路、橋梁、大壩等。 （4）地震引起的重大滑坡破壞。 （5）土的震陷導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生差異沉降而傾斜。 （6）引發(fā)海嘯，這是嚴(yán)重地震災(zāi)害的主因。巖體力學(xué)復(fù)習(xí)資料一、 簡(jiǎn)答題（5

38、5;4）1、 什么是巖石的全應(yīng)力應(yīng)變曲線？巖石在單周壓縮荷載作用下，應(yīng)變隨應(yīng)力變化的關(guān)系曲線，包括（1）空隙裂隙壓密階段；（2）彈性變形階段；（3）微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段；（4）非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段；（5）破壞后階段。2、 巖石的蠕變？巖石的應(yīng)力保持不變，應(yīng)變隨時(shí)間增加而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。3、 巖體的結(jié)構(gòu)面？是指地質(zhì)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)面或帶，又稱為不連續(xù)面或帶。4、RQD法？取值方法？鉆探取芯的巖芯完整程度與巖體的原始裂隙、硬度、均質(zhì)性等狀態(tài)相關(guān)，鉆探取芯的巖芯復(fù)原率（巖芯采取率）可表征掩體質(zhì)量，該表征指標(biāo)稱之為巖體質(zhì)量指標(biāo)（RQD）; RQD=Lp/L&

39、#215;100%(Lp:大于10cm的巖芯累計(jì)長(zhǎng)度；L：巖芯取芯進(jìn)尺總長(zhǎng)度。5、 地應(yīng)力？地應(yīng)力是指存在于地層中未受擾動(dòng)的天然應(yīng)力，也稱原巖應(yīng)力、巖體初始應(yīng)力或絕對(duì)應(yīng)力。6、 巖石的滲透性？巖石在一定的水力梯度（I）或壓力差作用下，水滲透或穿透巖石的能力。7、巖爆？處于高地應(yīng)力狀態(tài)下的圍巖，在地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中，由于洞室周圍應(yīng)力集中而引起巖體貯存大量的彈性應(yīng)變能得到突然釋放，致使圍巖向著臨空方向產(chǎn)生脆性爆裂以彈性迸發(fā)出聲響的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。8、巖石的松弛？是指應(yīng)變保持不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間的增加而減小的現(xiàn)象。9、 新奧法？在巖體或土體中設(shè)置的以使地下洞室的周圍巖體形成一個(gè)中空筒狀支撐環(huán)結(jié)構(gòu)為目

40、的地設(shè)計(jì)施工方程，利用圍巖的自承作用支撐隧道。二、簡(jiǎn)答題（6×6）1、巖石與巖體的區(qū)別與聯(lián)系。巖石是由礦物+巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而成德自然物體，巖體是由巖石、地質(zhì)部連續(xù)面和不連續(xù)面內(nèi)填充物組合成的天然地質(zhì)體，巖體由于結(jié)構(gòu)面的存在強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石的強(qiáng)度。2、巖石的強(qiáng)度有哪幾種類型；由那幾個(gè)實(shí)驗(yàn)確定其特征值?巖石的強(qiáng)度有：?jiǎn)屋S抗壓強(qiáng)度（單軸壓縮實(shí)驗(yàn)）、抗拉強(qiáng)度(直接拉伸試驗(yàn)法，劈裂試驗(yàn)法，點(diǎn)載荷試驗(yàn)法，抗彎法試驗(yàn))、抗剪強(qiáng)度（抗剪斷試驗(yàn)）、三軸抗壓強(qiáng)度（真三軸加載實(shí)驗(yàn)，常規(guī)三軸加載實(shí)驗(yàn)）。3、巖體的變形曲線可以分成哪幾種類型；各有什么特點(diǎn)？（1）巖體壓縮變形曲線，特點(diǎn)：巖體的破壞

41、過(guò)程一般呈柔性特征，通常巖體完整性越差，巖體越破碎，盈利下降就越小，巖體脆性越差；（2）巖體剪切變形曲線，特點(diǎn)：屈服點(diǎn)以后，巖體內(nèi)某個(gè)結(jié)構(gòu)體或面可能先被剪壞，出現(xiàn)應(yīng)力降，未達(dá)到峰值是甚至有多次應(yīng)力降，當(dāng)應(yīng)力降達(dá)到一定值時(shí)未剪壞部分瞬間破壞，并伴有大的應(yīng)力降，隨后產(chǎn)生穩(wěn)定滑移；（3）巖體法向變形曲線，特點(diǎn)：法向變形的曲線各異，按P-W曲線和變形特征大致可分為：直線型、上凹形、上凸形、復(fù)合形。（4）巖體剪切變形曲線，特點(diǎn)：沿結(jié)構(gòu)面剪切和剪斷巖體的剪切曲線明顯不同，同時(shí)，沿平直光滑結(jié)構(gòu)面和粗超結(jié)構(gòu)面的剪切曲線也各異。4、巖體邊坡穩(wěn)定性的影響因素。（1）邊坡巖體中的結(jié)構(gòu)面，巖體的破壞總是沿著相對(duì)阻力較

42、小的面發(fā)生，由于軟弱結(jié)構(gòu)面方向巖體抗剪強(qiáng)度最低，所以，軟弱結(jié)構(gòu)面就成為了影響邊坡穩(wěn)定性的控制因素；（2）邊坡形態(tài)與幾何特征的改變，開(kāi)挖人工邊坡時(shí)若切露了控制邊坡穩(wěn)定的主要軟弱結(jié)構(gòu)面，會(huì)導(dǎo)致邊坡巖體的變形與破壞；（3）邊坡巖體力學(xué)特性，各種地質(zhì)作用會(huì)改變邊坡巖體力學(xué)特性，往往使邊坡巖體強(qiáng)度減小，大大降低了邊坡巖體穩(wěn)定性，使邊坡變形與破壞；（4）邊坡的作用力，區(qū)域構(gòu)造力的變化、地震、爆破、地下靜水壓力與動(dòng)水壓力及施工荷載等，都使邊坡直接受力，對(duì)邊坡巖體的穩(wěn)定性影響直接而迅速。5、巖石地基設(shè)置中要考慮的問(wèn)題。（1）足夠的地基巖體承載能力，以保證在外荷載作用下上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全；（2）在外荷載的作用下

43、的巖石地基沉降值應(yīng)滿足建(構(gòu))筑物安全與正常使用的要求；（3）應(yīng)確保外荷載作用下的較弱巖性巖石的地基不發(fā)生滑動(dòng)破壞。6、巖體的結(jié)構(gòu)類型，與之相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體的形式和結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征。巖體結(jié)構(gòu)類型級(jí)巖體結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)體塊裂結(jié)構(gòu)-板狀結(jié)構(gòu)體板裂結(jié)構(gòu)級(jí)巖體構(gòu)造結(jié)構(gòu)面貫通切割碎裂結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面斷續(xù)切割斷續(xù)結(jié)構(gòu)無(wú)顯結(jié)構(gòu)面切割完整結(jié)構(gòu)過(guò)渡型巖體結(jié)構(gòu)：軟硬結(jié)構(gòu)面混雜、結(jié)構(gòu)面無(wú)序狀排列散體結(jié)構(gòu)7、圍巖分類及考慮的因素。圍巖分類分為：把圍巖分為IV類；考慮的因素有：巖石結(jié)構(gòu)面及組合狀態(tài)、巖體特性、地下水狀態(tài)、巖體結(jié)構(gòu)、巖石強(qiáng)度指標(biāo)、巖體聲波指標(biāo)、巖心質(zhì)量指標(biāo)RQD。8、巖體強(qiáng)度確定方法：:(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巖體力學(xué)試驗(yàn)側(cè)定

44、,稱為“巖體的試驗(yàn)強(qiáng)度”,(2)根據(jù)巖塊的室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度推斷巖體強(qiáng)度,稱為 “準(zhǔn)巖體強(qiáng)度”,(3)通過(guò)所測(cè)定的巖塊和結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù),用圖解和計(jì)算的方法求得巖體的強(qiáng)度,稱為“巖體的計(jì)算強(qiáng)度”。9、巖石邊坡常用的加固方法。 1)開(kāi)挖和壓腳: 上部開(kāi)挖，下部壓腳； 2)地面排水: 排水溝網(wǎng)； 3)地下排水: 排水孔、排水洞、排水墊層等；4)坡面支護(hù): 噴混凝土、噴纖維混凝土、混凝土面板、瀝青混凝土面板、錨桿和混凝土塞等；5)深層加固: 錨索(桿)、預(yù)應(yīng)力錨索(桿)、錨固洞等；6)灌漿處理: 水泥灌漿和化學(xué)灌漿等

45、；  7)支擋措施: 各類擋土墻和防護(hù)網(wǎng)等。10、巖石地基沉降的來(lái)源。來(lái)源：一、由巖體本身的變形、結(jié)構(gòu)面的閉合以及少量泥質(zhì)夾層的壓縮三個(gè)部分組合形成的地基沉降；二、由于巖體沿結(jié)構(gòu)面剪切滑動(dòng)產(chǎn)生地基沉降；三、與時(shí)間有關(guān)的地基沉降。11、水壓致裂法基本測(cè)量原理。在豎直鉆孔內(nèi)封隔一段， 向其中注入高壓水；壓力達(dá)到最大值Pb后巖壁破裂壓力下降，最終保持恒定以維持裂隙張開(kāi)；關(guān)閉注液泵，壓力因液體流失而迅速下降，裂隙閉合，壓力降低變緩，其臨界值為瞬時(shí)關(guān)閉壓力P。；完全卸壓后再重新注液，得到裂隙的重張壓力Pr以及瞬時(shí)關(guān)壓力P。：最后通過(guò)印模器或鉆孔電視紀(jì)錄裂縫的方向，由Pb，P

46、r，P。就可以確定水平應(yīng)力和巖體的抗拉強(qiáng)度。12、什么叫套孔應(yīng)力解除法，基本原理和實(shí)驗(yàn)步驟？套孔應(yīng)力解除法即全應(yīng)力解除法，其基本原理是在鉆孔孔底部位安裝位移和應(yīng)變測(cè)量元件，利用套芯鉆頭實(shí)現(xiàn)套孔巖芯的完全應(yīng)力解除，通過(guò)測(cè)量套孔巖芯應(yīng)力解除前后鉆孔孔徑的變化、孔底應(yīng)變變化或孔壁表面應(yīng)變變化值來(lái)確定地應(yīng)力值及其方向；實(shí)驗(yàn)步驟：（1）選定測(cè)量巖體表面，并采用大孔徑鉆頭鉆孔至測(cè)量巖體一定深度部位；（2）在大孔徑孔底鉆與選用探頭直徑匹配的同心小孔，以便安裝量測(cè)探頭；（3）利用專用裝置在小孔中央部位安裝好孔徑變形計(jì)、孔壁應(yīng)變計(jì)等測(cè)量探頭；（4）用與大孔直徑相同套芯鉆頭延深大孔，使小孔周圍巖芯實(shí)現(xiàn)應(yīng)力解除。三

47、、分析題（2×10）（答案并不完全）1、結(jié)合課本172-173頁(yè)分析圖，彈性分析與彈塑性分析分別適用的情況？分析圖主要從應(yīng)力趨勢(shì)，大小關(guān)系入手；彈性分析適用于：比較完整、強(qiáng)度高、連續(xù)性好的或地應(yīng)力較小的裂隙巖體；彈塑性分析適用于：相對(duì)較破碎、強(qiáng)度低、連續(xù)性較差的。2、水壩壩基滑移面，壩基失穩(wěn)的情況，解釋公式中符號(hào)的含義。失穩(wěn)情況：超過(guò)巖體的強(qiáng)度失穩(wěn)，超過(guò)抗滑能力失穩(wěn)。3、支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用（圍巖位移及支護(hù)特性曲線）4、結(jié)合霍光-布朗準(zhǔn)則闡述巖體地基承載力的確定方法。參考課本223頁(yè)計(jì)算簡(jiǎn)圖。四、論述題（2×12）1、工程巖體分類（3個(gè)以上）；論述它的分類依據(jù)。（1）巖

48、石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）分類，分類依據(jù)：鉆探取芯的巖芯采取率；（2）巴頓巖體質(zhì)量（Q）分類，分類依據(jù)：巖體的完整性，結(jié)構(gòu)面的形態(tài)、填充物特征及其次生變化程度，水與其他應(yīng)力存在時(shí)對(duì)巖體質(zhì)量的影響；（3）RMR分類，分類依據(jù)：完整巖石強(qiáng)度，巖石質(zhì)量指標(biāo)，節(jié)理間距，節(jié)理?xiàng)l件，地下水條件。2、巖石邊坡穩(wěn)定性計(jì)算極限平衡法有哪些（3個(gè)以上），與之相對(duì)應(yīng)的因素分析。（1）平面破壞計(jì)算方法，主要適用于順層巖質(zhì)邊坡以及沿基巖產(chǎn)生平面破壞的邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算，要求滑動(dòng)體為整體剛體遠(yuǎn)動(dòng)，對(duì)于滑動(dòng)體內(nèi)產(chǎn)生剪切破壞的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算誤差相對(duì)較大；（2）楔形體破壞計(jì)算方法，主要適用于巖質(zhì)邊坡沿兩結(jié)構(gòu)面的交線滑動(dòng)的楔形

49、體破壞的邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算，考慮張裂縫的水壓影響，并允許兩結(jié)構(gòu)面有不同的強(qiáng)度參數(shù)和水壓力以及邊坡頂部地面傾斜的情況，還可用于錨固邊坡的穩(wěn)定性驗(yàn)算；（3）簡(jiǎn)化Bishop法，考慮了條塊間作用力，適用于評(píng)價(jià)均質(zhì)粘性及碎石堆土等斜坡形成的圓弧形或似圓弧形滑動(dòng)滑坡。3、巖石邊坡的破壞類型有哪些？巖石邊坡穩(wěn)定性分析的極限平衡法有哪些分別適用的破壞類型。(1)根據(jù)滑動(dòng)面的形態(tài)特征，常見(jiàn)的破壞類型有：圓弧破壞、平面破壞、楔形體破壞及傾覆破壞；（2）巖石邊坡穩(wěn)定性分析的極限平衡法有：Fellenius法、Bishop法、Tayor法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、Sar

50、ma法、楔形體法、平面破壞計(jì)算法、傳遞系數(shù)法、Baker-Carber臨界滑動(dòng)面法；（3）平面破壞的滑坡可以選擇平面破壞計(jì)算法；圓弧破壞的滑坡可選擇Fellenius法或Bishop法；折線形破壞滑動(dòng)面的滑坡可采用傳遞系數(shù)法、Janbu法；楔形四面體巖體滑坡可采用楔形體法；復(fù)合破壞滑動(dòng)面的滑坡可采用Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法；受巖體控制而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖體滑坡可選擇Sarma法。4、結(jié)合巖體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域，論述基本研究?jī)?nèi)容和方法。1.巖石：是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。一般認(rèn)為它是均質(zhì)的和連續(xù)的。巖

51、體：是地質(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。（區(qū)別是巖體包含若干不連續(xù)面。）結(jié)構(gòu)面：巖體內(nèi)具有一定方向、延展較大、厚度較小的面狀地質(zhì)界面，包括物質(zhì)的分界面和不連續(xù)面，它是在地質(zhì)發(fā)展歷史中，尤其是在地質(zhì)構(gòu)造變形過(guò)程中形成的。結(jié)構(gòu)體：被結(jié)構(gòu)面分割而形成的巖塊，四周均被結(jié)構(gòu)面所包圍，這種由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合切割而形成的單元體成為結(jié)構(gòu)體。2.巖體結(jié)構(gòu)分為六類：塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結(jié)構(gòu)3.風(fēng)化作用：巖石長(zhǎng)期暴露在地表之后，經(jīng)受太陽(yáng)輻射熱、大氣、水及生物等作用，使巖石結(jié)構(gòu)逐漸破碎、疏松，或礦物成分發(fā)生次生變

52、化，稱為風(fēng)化。衡量巖石（塊）風(fēng)化程度的指標(biāo)：（1）定性指標(biāo)：顏色、礦物蝕變程度、破碎程度及開(kāi)挖錘擊技術(shù)特征等。（2）定量指標(biāo)：風(fēng)化空隙率指標(biāo)Iw、波速比指標(biāo)kv和風(fēng)化系數(shù)kf等。巖石風(fēng)化分級(jí)：未 微 中等 強(qiáng) 全4.相對(duì)密度Gs：巖石的干重量Ws（KN）除以巖石的實(shí)體積Vs（m3）（不包括巖石中孔隙體積）所得的量與1個(gè)大氣壓下4時(shí)純水的重度（w）的比值。Gs=Ws / (Vsw)。相對(duì)相對(duì)密度是一個(gè)無(wú)量綱量，其值可用比重瓶法測(cè)定，試驗(yàn)時(shí)先將巖石研磨成粉末并烘干；然后用量杯量取相同體積的純水和巖石粉末并分別稱重，其比值即為巖石的相對(duì)密度。巖石的相對(duì)密度取決于組成巖石的礦物相對(duì)密度，巖石中重礦物含

53、量越多其相對(duì)密度越大，大部分巖石的相對(duì)密度介于2.502.80之間。5.孔隙率n：巖石試樣中孔隙體積Vv與巖樣總體積V之比?？紫侗萫：指孔隙的體積VV與固體的體積Vs的比值。6. 含水率w：天然狀態(tài)下巖石中水的重量Ww與巖石 烘干重量Ws的百分比。w=WW / Ws ×100% 吸水率Wa：指干燥巖石試樣在一個(gè)大氣壓和室溫條件下吸入水的重量Ww與巖樣干重量Ws的百分率。wa=WW / Ws=（Wo-Ws）/ Ws ×100%7.滲透性：指在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過(guò)水的能力。滲透系數(shù)的量綱與速度的量綱相同。（滲透系數(shù)的大小取決于巖石的物理特性和結(jié)構(gòu)特性流體的物理化學(xué)

54、特性）8.膨脹性：指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。巖石膨脹性一般用膨脹力和膨脹率兩項(xiàng)指標(biāo)表示。 膨脹力Pe：指原狀巖（土）樣在體積不變時(shí)，由浸水膨脹而 產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力。（常用平衡加壓法測(cè)定）。膨脹率ep（）：在一定壓力下，試樣浸水膨脹后的高度增量與原高度之比，用百分?jǐn)?shù)表示。9.崩解性：是指巖石與水作用時(shí)失去黏結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能。這種現(xiàn)象是由于水化作用削弱了巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)而造成的。10.軟化性：指巖石與水相互作用時(shí)強(qiáng)度降低的特性。影響因素：礦物成分（親水性可溶性）、粒間聯(lián)結(jié)方式（結(jié)晶聯(lián)結(jié)膠結(jié)聯(lián)結(jié)）、孔隙率、微裂隙發(fā)育程度等。巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)表示，軟化系數(shù)是巖樣飽水

55、狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度Rcw與干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度Rc的比值。c=Rcw/Rc ，軟化系數(shù)總是小于1的。11.巖石的抗凍性：指巖石抵抗凍融破壞的性能?？箖鱿禂?shù)Cf：指巖樣在±25的溫度區(qū)間內(nèi)，經(jīng)多次“降溫、凍結(jié)、升溫、融解”循環(huán)后，巖樣抗壓強(qiáng)度下降量與凍融前的抗壓強(qiáng)度的比值，用百分率表示。巖石在反復(fù)凍融后其強(qiáng)度降低的主要原因：一是構(gòu)成巖石的各種礦物的膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)由于礦物的脹縮不均而導(dǎo)致巖石結(jié)構(gòu)的破壞；二是當(dāng)溫度降低到0°C以下時(shí)，巖石孔隙中的水將結(jié)冰，其體積增大約9%，會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹壓力，使巖石的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，直至破壞。12.巖石強(qiáng)度：指巖石在荷載作用下破壞時(shí)所承受

56、的最大荷載應(yīng)力。有抗壓強(qiáng)度（單軸、三軸）、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。影響因素：巖石特性（礦物組成、結(jié)構(gòu)特征、風(fēng)化程度各向異性）環(huán)境條件（水、溫度）試驗(yàn)條件（圍巖大小、端部效應(yīng)、試件形狀和尺寸、加載速率）13.端部效應(yīng)：加壓板與試件端部存在摩擦力，約束試件端部的側(cè)向變形，導(dǎo)致端部應(yīng)力狀態(tài)不是非限制性的而出現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。減小“端部效應(yīng)”：將試件端部磨平，并抹上潤(rùn)滑劑，或加橡膠墊層等。使試件長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)定要求，以保證在試件中部出現(xiàn)均勻應(yīng)力狀態(tài)。5、 高徑比h/D22.5為宜。6、 加載速率影響：加載速率增加，強(qiáng)度和彈性模量增加，峰值應(yīng)力越明顯。7、 圍壓影響：巖石抗壓強(qiáng)度隨圍壓增加而提高。通常巖石類脆性材

57、料隨圍壓的增加而具有延性。8、 確定巖石抗剪強(qiáng)度的方法：直接剪切試驗(yàn)楔形剪切試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)9、 庫(kù)侖準(zhǔn)則：若用和代表受力單元體某一平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，則當(dāng)達(dá)到如下大小時(shí)，該單元就會(huì)沿此平面發(fā)生剪切破壞，即 式中：c黏聚力；f內(nèi)摩擦系數(shù)。引入內(nèi)摩擦角，并定義f=tan，這個(gè)準(zhǔn)則在平面上是一條直線。若將和用主應(yīng)力1和3表示（這里1> 3），則： 式中：剪切面法線方向與最大主應(yīng)力1的夾角。 （庫(kù)侖準(zhǔn)則不適合3<0和高圍壓的情況。）10、 巖石典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線：OA段：曲線稍微向上彎曲，屬于壓密階段，這期間巖石中初始的微裂隙受壓閉合；AB段：接近于直線，近似于線彈性工作階段；BC段：曲線向下彎曲，屬于非彈性階段，主要是在平行于荷載方向開(kāi)始逐漸生成新的微裂隙以及裂隙的不穩(wěn)定，B點(diǎn)是巖石從彈性轉(zhuǎn)變?yōu)榉菑椥缘霓D(zhuǎn)折點(diǎn)；CD段：為破壞階段，C點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是單軸抗壓強(qiáng)度RC。11、 彈性變形：能恢復(fù)的變形。塑性變形：不可