東北大學(xué)巖土力學(xué)考試答案

1、東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院巖石力學(xué)試卷（作業(yè)考核線上2）B卷（共6頁）總分題號(hào)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(guān)系是（B）。（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的（C）巖石是巖體的主要組成部分2、流變性質(zhì)指材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與（B）因素有關(guān)系的性質(zhì)。（A）強(qiáng)度（B）時(shí)間（C）載荷大?。―）材料屬性3、比較巖石抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的大小為（C）。（A）抗壓強(qiáng)度<抗剪強(qiáng)度<抗拉強(qiáng)度（B）抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度（C）抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度4、影響巖體力學(xué)性質(zhì)各向異性的主要因素為（B）。（A）地下水（B）結(jié)構(gòu)面（C）構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)5、巴西

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

3、度的百分比。(A)10cm(B)20cm(C)30cm11、下列關(guān)于巖石長期強(qiáng)度Sg和瞬間強(qiáng)度S0的關(guān)系正確的是（D）。（A）Sg>S。（B）SgWS。（C）S詩So（D）S<SQ12、下列關(guān)于庫倫強(qiáng)度理論論述不正確的是（B）（A）庫倫準(zhǔn)則是摩爾強(qiáng)度理論的一個(gè)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(jié)構(gòu)面壓剪破壞13、關(guān)于格里菲斯強(qiáng)度理論論述不正確的是（C）（A）巖石抗壓強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的8倍（B）證明了巖石在任何應(yīng)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(duì)其他巖石也適用（D）微裂紋延展方向與最大主應(yīng)力方向斜交，最終與最大主應(yīng)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(gè)常數(shù)來表示。4.3. 巖石變形性質(zhì)按卸載后變形是否可以恢復(fù)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(jì)算，其計(jì)算公式為（同樣巖石的拉梅常數(shù)入也可以用巖石的彈性模量E和泊松比口計(jì)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(yàn)中，P為劈裂破壞時(shí)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(qiáng)度的公式為（。t=2P/nDH）。7. 巖石的力學(xué)性質(zhì)可分為

5、變形性質(zhì)和強(qiáng)度性質(zhì)兩類，變形性質(zhì)主要通過（應(yīng)變關(guān)系）關(guān)系來反映，強(qiáng)度性質(zhì)主要通過（應(yīng)力）來反映。8. 邊坡的變形主要變現(xiàn)為（松動(dòng)）和（蠕動(dòng)）。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(fù)的變形。（錯(cuò)）2. 摩爾強(qiáng)度理論認(rèn)為材料發(fā)生破壞或屈服，主要因某一截面上的剪應(yīng)力達(dá)到一定程度，和作用在該面上的正應(yīng)力無關(guān)。（錯(cuò)）3. 在三軸壓縮條件下，巖石的抗壓強(qiáng)度隨圍壓增大而增大。（對(duì)）4. 巖石在單軸壓縮試驗(yàn)時(shí)，加載速率越快，測(cè)得的彈性模量越小，加載速率越慢，彈性模量越大。（錯(cuò)）5. 凱爾文體是由彈性元件和粘性元件并聯(lián)而成的流變模型。（對(duì)）6. 巖石在循環(huán)載荷作用下，其

6、強(qiáng)度一般要低于靜態(tài)強(qiáng)度。（對(duì)）四、簡(jiǎn)答題（每題4分，共16分）1. 地下水對(duì)巖體穩(wěn)定性的不利影響包括哪幾個(gè)方面？答:靜水壓力、動(dòng)水壓力、物理化學(xué)作用降低力學(xué)強(qiáng)度。2. 在實(shí)驗(yàn)室對(duì)巖石做蠕變?cè)囼?yàn)，巖石的蠕變可劃分成幾個(gè)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(jù)結(jié)構(gòu)面的形成原因，結(jié)構(gòu)面分為哪幾類？其力學(xué)性質(zhì)主要包括哪幾個(gè)方面？答：地下水、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)因素2. 巖性風(fēng)化作用和侵蝕作用的影響3. 力學(xué)因素的影響4. 水因素的影響5. 氣溫因素的影響6. 巖體結(jié)構(gòu)面賦存物和地下水化學(xué)成分的因素的影響7

7、. 時(shí)間因素和漸進(jìn)破壞的影響8. 構(gòu)造作用和殘余應(yīng)力的影響9. 擾動(dòng)因素的影響五、問答與計(jì)算題（36分）1. 闡述巖體的主要強(qiáng)度理論和強(qiáng)度條件（列舉其中3種）（9分）答：（1）最大線應(yīng)變理論：該理論認(rèn)為，使材料發(fā)生拉伸破壞的決定因素是拉伸應(yīng)變。不論單元體處在什么樣的應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)其拉伸線應(yīng)變達(dá)到單向拉伸破壞瞬間的極限應(yīng)變值，巖石就會(huì)發(fā)生破裂。其強(qiáng)度條件為：?jiǎn)蜗蚶鞎r(shí)拉斷瞬間的伸長應(yīng)變巖石單元體的拉伸線應(yīng)變0££<0££（2）格里菲斯理論：在任何材料內(nèi)部存在著各種缺陷，當(dāng)含有這些裂隙的材料處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)之下，在這些裂隙端部會(huì)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力集中。當(dāng)這

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

9、加固結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為和工程活動(dòng)對(duì)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(quán)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(zhì)力學(xué)的方法，后三種是基于非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法。3. 維護(hù)地下工程穩(wěn)定的基本原則是哪四個(gè)?（8分）答：（1）合理利用和充分發(fā)揮巖體強(qiáng)度。巖石強(qiáng)度差異很大，將工程位置設(shè)計(jì)在巖性好的巖層中；避免巖石強(qiáng)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(yīng)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(hù)。包括支護(hù)形式、支護(hù)剛度、支護(hù)時(shí)間、支護(hù)受力情況（4）強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)和信息反饋

10、。地質(zhì)條件復(fù)雜，難以完全預(yù)知，巖體力學(xué)性質(zhì)有許多不確定性；巖體工程設(shè)計(jì)與施工不能像“白箱”那樣操作，有一個(gè)確定性的結(jié)果；通過圍巖在施工中的反響，來判斷和推測(cè)以后可能出現(xiàn)的變化規(guī)律，成為控制巷道穩(wěn)定的最現(xiàn)實(shí)的方法；利用監(jiān)測(cè)和反饋技術(shù)，通過施工過程或后期的監(jiān)測(cè)，結(jié)合數(shù)字和力學(xué)現(xiàn)代理論，獲得預(yù)測(cè)的結(jié)果或用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。4課程名稱:巖石力學(xué)學(xué)習(xí)中心：煙臺(tái)學(xué)習(xí)中心院校學(xué)號(hào)：16090330092姓名許京平4. 一個(gè)直徑為5cm，高度為10cm的巖石試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，當(dāng)壓力達(dá)到235kN時(shí)，該巖石試樣發(fā)生破壞，破壞面與主應(yīng)力作用平面的夾角為60°。假設(shè)該巖石抗剪強(qiáng)度遵循Mohr-Coulomb準(zhǔn)則，試計(jì)算：1）巖石的抗壓強(qiáng)度；2）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；3）巖石的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力。（13分）答，抗壓強(qiáng)匪U為3.14x(