東北大學巖土力學考試答案

1、東北大學繼續(xù)教育學院巖石力學試卷（作業(yè)考核線上2）B卷（共6頁）總分題號一一二三四五六七八九十得分選擇題（每題2分，共26分）1、巖石與巖體的關系是（B）。（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結構面組成的（C）巖石是巖體的主要組成部分2、流變性質指材料的應力應變關系與（B）因素有關系的性質。（A）強度（B）時間（C）載荷大小（D）材料屬性3、比較巖石抗壓強度、抗剪強度和抗拉強度的大小為（C）。（A）抗壓強度<抗剪強度<抗拉強度（B）抗壓強度抗拉強度抗剪強度（C）抗壓強度抗剪強度抗拉強度4、影響巖體力學性質各向異性的主要因素為（B）。（A）地下水（B）結構面（C）構造應力場5、巴西

2、試驗是一種間接測定巖石（B）強度的試驗方法。（A）抗壓（B）抗拉（C）抗剪6、蠕變是指介質在大小和方向均不改變的外力作用下，介質的（B）隨時間的變化而增大的現象。（A）應力（B）應變（C）粘性7、下列參數不是巖石強度指標的為（A）。（A）彈性模量（B）內聚力（C）摩擦角8、在地應力測量中以下那種方法不屬于直接測量法（D）（A）扁千斤頂法（B）聲發(fā)射法（C）水力劈裂法（D）全應力解除法9、按照庫侖莫爾強度理論，若巖石強度曲線是一條直線，則巖石破壞時破裂面與最大主應力作用方向的夾角為（C）。A)45°(B)C)(D)60°10、巖石質量指標RQD是（A）以上巖芯累計長度和鉆孔長

3、度的百分比。(A)10cm(B)20cm(C)30cm11、下列關于巖石長期強度Sg和瞬間強度S0的關系正確的是（D）。（A）Sg>S。（B）SgWS。（C）S詩So（D）S<SQ12、下列關于庫倫強度理論論述不正確的是（B）（A）庫倫準則是摩爾強度理論的一個特例（B）適用于受拉破壞（C）適用于巖石壓剪破壞（D）適用于結構面壓剪破壞13、關于格里菲斯強度理論論述不正確的是（C）（A）巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍（B）證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞（C）不僅適用于脆性巖石對其他巖石也適用（D）微裂紋延展方向與最大主應力方向斜交，最終與最大主應力方向一致二、填空題（每題

4、2分，共16分）1. 流變方程主要包括（蠕變方程）、（松弛方程）和（彈性后效方程）。2. 巖石的彈性變形特性常用（彈性模量）和（泊松比）兩個常數來表示。4.3. 巖石變形性質按卸載后變形是否可以恢復可分為（彈性變形）和（塑性變形）兩類。巖石的剪切模量G可用巖石的彈性模量E和泊松比口計算，其計算公式為（同樣巖石的拉梅常數入也可以用巖石的彈性模量E和泊松比口計算，其公式為九2(k+G)5. 巖坡的破壞類型從形態(tài)上看可分為（巖崩）和（巖滑）兩種。6. 巴西劈裂試驗中，P為劈裂破壞時最大壓力，D為巖石圓盤的直徑，T為巖石圓盤厚度,則巖石抗拉強度的公式為（。t=2P/nDH）。7. 巖石的力學性質可分為

5、變形性質和強度性質兩類，變形性質主要通過（應變關系）關系來反映，強度性質主要通過（應力）來反映。8. 邊坡的變形主要變現為（松動）和（蠕動）。三. 判斷題（每題1分，共6分）1. 巖石的粘性變形是指巖石在去除外力后不能恢復的變形。（錯）2. 摩爾強度理論認為材料發(fā)生破壞或屈服，主要因某一截面上的剪應力達到一定程度，和作用在該面上的正應力無關。（錯）3. 在三軸壓縮條件下，巖石的抗壓強度隨圍壓增大而增大。（對）4. 巖石在單軸壓縮試驗時，加載速率越快，測得的彈性模量越小，加載速率越慢，彈性模量越大。（錯）5. 凱爾文體是由彈性元件和粘性元件并聯而成的流變模型。（對）6. 巖石在循環(huán)載荷作用下，其

6、強度一般要低于靜態(tài)強度。（對）四、簡答題（每題4分，共16分）1. 地下水對巖體穩(wěn)定性的不利影響包括哪幾個方面？答:靜水壓力、動水壓力、物理化學作用降低力學強度。2. 在實驗室對巖石做蠕變試驗，巖石的蠕變可劃分成幾個階段？答：減速蠕變階段或初始蠕變階段、等速蠕變階段、加速蠕變階段。3. 根據結構面的形成原因，結構面分為哪幾類？其力學性質主要包括哪幾個方面？答：地下水、結構面、坡腳開挖或侵蝕、上部加載4. 邊坡破壞失穩(wěn)的主要影響因素？答：1.巖體結構因素2. 巖性風化作用和侵蝕作用的影響3. 力學因素的影響4. 水因素的影響5. 氣溫因素的影響6. 巖體結構面賦存物和地下水化學成分的因素的影響7

7、. 時間因素和漸進破壞的影響8. 構造作用和殘余應力的影響9. 擾動因素的影響五、問答與計算題（36分）1. 闡述巖體的主要強度理論和強度條件（列舉其中3種）（9分）答：（1）最大線應變理論：該理論認為，使材料發(fā)生拉伸破壞的決定因素是拉伸應變。不論單元體處在什么樣的應力狀態(tài)下，當其拉伸線應變達到單向拉伸破壞瞬間的極限應變值，巖石就會發(fā)生破裂。其強度條件為：單向拉伸時拉斷瞬間的伸長應變巖石單元體的拉伸線應變0££<0££（2）格里菲斯理論：在任何材料內部存在著各種缺陷，當含有這些裂隙的材料處于復雜應力狀態(tài)之下，在這些裂隙端部會產生大的拉應力集中。當這

8、些裂隙端部某一個拉應力值超過該材料的抗拉強度值時，裂隙便開始擴展，其方向最后將與最大主應力方向平行，導致材料發(fā)生脆性拉伸破壞。其強度條件為：1）當時，2）當時，為拉應力，此值為時產生裂隙（3）摩爾強度理論：該理論認為材料在壓應力作用下發(fā)生破壞或屈服，主要因某一截面上的剪應力達到一定程度，但也和作用在該面上的正應力有關。其強度條件為：某點的應力狀態(tài)的應力圓處于該表達式所代表的曲線之下，則該點不會發(fā)生破壞，與該強度曲線相切則巖石在此截面發(fā)生剪壞。2. 簡述巖石力學數值分析方法的主要用途，常用的數值分析方法都有那些？（6分）答：巖石力學數值分析方法主要用于研究巖土工程活動和自然環(huán)境變化過程中巖體及其

9、加固結構的力學行為和工程活動對周圍環(huán)境的影響。目前常用的方法有有限元法、邊界元法、有限差分法、加權余量法、離散元法、剛體元法、不連續(xù)變形分析法、流形方法等。其中前四種是基于連續(xù)介質力學的方法，后三種是基于非連續(xù)介質力學的方法。3. 維護地下工程穩(wěn)定的基本原則是哪四個?（8分）答：（1）合理利用和充分發(fā)揮巖體強度。巖石強度差異很大，將工程位置設計在巖性好的巖層中；避免巖石強度的損壞；充分發(fā)揮巖體的承載能力；加固巖體。（2）改善圍巖的應力條件。選擇合理的隧（巷）道斷面形狀和尺寸；選擇合理的位置和方向；“卸壓”方法（3）合理支護。包括支護形式、支護剛度、支護時間、支護受力情況（4）強調監(jiān)測和信息反饋

10、。地質條件復雜，難以完全預知，巖體力學性質有許多不確定性；巖體工程設計與施工不能像“白箱”那樣操作，有一個確定性的結果；通過圍巖在施工中的反響，來判斷和推測以后可能出現的變化規(guī)律，成為控制巷道穩(wěn)定的最現實的方法；利用監(jiān)測和反饋技術，通過施工過程或后期的監(jiān)測，結合數字和力學現代理論，獲得預測的結果或用于指導設計和施工。4課程名稱:巖石力學學習中心：煙臺學習中心院校學號：16090330092姓名許京平4. 一個直徑為5cm，高度為10cm的巖石試樣進行單軸壓縮試驗，當壓力達到235kN時，該巖石試樣發(fā)生破壞，破壞面與主應力作用平面的夾角為60°。假設該巖石抗剪強度遵循Mohr-Coulomb準則，試計算：1）巖石的抗壓強度；2）破壞面上的正應力和剪應力；3）巖石的內摩擦角和內聚力。（13分）答，抗壓強匪U為3.14x(