巖土力學(xué)考試試題

1、HYPERLINK ././巖土力學(xué) 作業(yè)一講明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材1至3章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題 （每空1分，共計25分）1工程上常用的土的密度有濕密度、飽和密度、浮密度和干密度。 2土是由 固相 、 氣相 、和 液相 三部分組成。3土體的應(yīng)力按引起的緣故分為 自重應(yīng)力 和 附加應(yīng)力 兩種。4關(guān)于天然土，OCR1時的土是 超固結(jié)土 ，OCR=1的土屬于 正常固結(jié)土 ，而OCR1=300kPa或3=140.2Kpa 因此可不能剪破。某擋土墻高8m，墻背豎直光滑，填土面水平，填土為無粘性土，=18kN/m3，=30，填土表面作用有連續(xù)均布荷載，q=20kPa。試用朗肯土壓力理論計

2、算主動土壓力以及作用點(diǎn)位置。解 （1）土壓力系數(shù)（2）主動土壓力墻頂 pa=qka=201/3=6.7kPa墻底 pa=qka+rHka=6.7+1881/3=54.7kPa總土壓力Pa=（6.7+54.7）/28=245.6kN/m作用點(diǎn)距墻底的距離 在均布條形荷載作用下，土體中A點(diǎn)的大主應(yīng)力1=400kPa中，小主應(yīng)力3=150kPa，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=0，=30。試求：A點(diǎn)處土是否處于極限平衡狀態(tài)。最危險的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)面夾角為多少度？ 解：1）133kPa150kPa 處于穩(wěn)定狀態(tài)2）最危險的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)面夾角60（10分）4有一條形基礎(chǔ)，寬度B為6m，埋深D為1.5m，其

3、上作用著中心荷載P為1700kN/m，地基土質(zhì)均勻，容重為19kN/m3，土的強(qiáng)度指標(biāo)為：c=20kPa，=20o，安全系數(shù)為2.5，假定基底完全粗糙，應(yīng)用太沙基理論，驗算地基的穩(wěn)定性 (=20o時，)。（10分）解：（1）基底壓力為：p=P/B=1700/6=283.3kPa(2) 由太沙基理論，地基的極限承載力為=1963.5/1+191.56.5+2015=684.8kPa(3) 容許承載力為=684.8/2.5=273.9kPa由于：pf，地基不穩(wěn)定。巖土力學(xué) 作業(yè)三講明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材7至9章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、單項選擇題 （每小題2分，共計10分）1巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯

4、位的結(jié)果，引起巖石的 （b） a、晚性破壞 b、塑性破壞 c、弱面剪切破壞2巖石的單軸抗壓強(qiáng)度一般與單軸抗拉強(qiáng)度間成下列哪種關(guān)系： (b)a.Rc=(1-4)Rtb. Rc=(4-10)Rt c. Rt=(1-4)Rc d. Rt=(1-4)Rc 3下面巖體的那種應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài) (a)a. sinc. =sin4.廣義虎克定律中巖石的剪切模量G為 （a）a. ，b. ，c. ，d. 5. 巖石的變形（彈性）模量可表示為 （c）a. ，b.，c.，d.二、填空題 （每空1分，共計20分）1巖石的破壞形式：脆性破壞、延性破壞、弱面剪切破壞。2巖石的力學(xué)強(qiáng)度是工程設(shè)計中最重要的力學(xué)指標(biāo)，分不是單

5、軸抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。3巖石的抗壓強(qiáng)度確實是巖石試件在單軸壓力（無圍壓）作用下，抗壓破壞的極限能力。4巖石的抗剪強(qiáng)度確實是指巖石抵抗剪切破壞（滑力）的能力，用凝聚力C和內(nèi)摩擦角來表示。5 巖石的變形是指巖石在任何物理因素作用下形狀和體積大小的變化。巖石的變形特性常用彈性模量E和泊松比兩個指標(biāo)來表示；6. 巖石的蠕變是指巖石在應(yīng)力不變的情況下巖石變形隨著時刻t而增加的現(xiàn)象，一般而言，典型的巖石蠕變曲線可分為三個時期：初期蠕變，二次蠕變（穩(wěn)態(tài)蠕變），（加建蠕變）第三期蠕變。7. 天然應(yīng)力(或初始應(yīng)力)是適應(yīng)上常將工程施工前就存在于巖體中的地應(yīng)力，稱為初始應(yīng)力。8. 巖滑依照滑動面的形式，

6、組合可分為：平面滑動，楔形滑動和旋轉(zhuǎn)滑動。三、推斷題 （每小題2分，共計10分）1巖石的脆性破壞是由于巖石中裂隙的發(fā)生和進(jìn)展的結(jié)果所致（）2巖石的變形是指巖石在外力作用下形狀和大小的變化。（）3最大正應(yīng)變理論是用來推斷脆性巖石破壞的理論。（）4依照莫爾庫倫準(zhǔn)則可證明均質(zhì)巖石的破壞面法線與大應(yīng)力方向間夾角為（） 5在一般壓力板上做巖石的變形試驗，即可得到巖石的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線。（）四、問答題 （每小題5分，共計20分）1何為塑性破壞，其破壞機(jī)理是個什么？答案：塑性破壞(延性破壞)是巖石在破壞之前變形量專門大，且沒有明顯的破壞荷載。緣故可能是巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯位的結(jié)果。2阻礙單軸抗壓強(qiáng)度的因素有哪些

7、？阻礙單軸抗壓強(qiáng)度的因素有：一方面是巖石材料本身的，一方面是試驗方法上的因素。 巖石材料本身的要緊因素有：礦物組成；結(jié)晶程度和顆粒大小；膠結(jié)情況；生成條件；風(fēng)化作用；密度；水的作用等。試驗方面的因素有：試件尺寸和大??；加荷速度等。3. 直剪破壞試驗全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點(diǎn)是什么？巖石直剪破壞試驗全過程曲線如圖所示該曲線共分三段。第一段：原點(diǎn)p區(qū)段，該段近似為一直線即變形為彈性，p為極限強(qiáng)度(即裂隙開始進(jìn)展的強(qiáng)度)；第二段：p f區(qū)段，f為峰值強(qiáng)度，該段內(nèi)裂隙進(jìn)展至破壞；第三段：fo區(qū)段。o為剪斷面上的摩擦力(剩余強(qiáng)度)4. 什么叫滑坡？滑坡滑動面的形式有幾種 當(dāng)巖坡受力過大或巖石強(qiáng)度過

8、低，一部分巖體向下或向外滑動叫滑坡，滑波滑動面有三種：軟弱結(jié)構(gòu)面；結(jié)構(gòu)面；在巖體中；六、計算題 （每題10分，共計40分）1將一個巖石試件進(jìn)行單軸試驗，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到120MPa時即發(fā)生破壞，破壞面與大主應(yīng)力平面的夾角(即破壞所在面與水平面的仰角)為60，假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化(即遵循莫爾庫倫破壞準(zhǔn)則)，試計算：1)內(nèi)摩擦角：2)破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。解： = ，理論上的抗拉強(qiáng)度：2某巖樣c=15kPa，=30，如該土受到最小主應(yīng)力3=200kPa，最大主應(yīng)力1=400kPa，試推斷該土樣處于何種狀態(tài)？解： (不穩(wěn)定)3試求證。解： 代入即求4巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度為160MPa，泊

9、松比。巖石試件在三軸試驗中破壞，破壞時的最小主應(yīng)力為130MPa，中間主應(yīng)力為260MPa，依照最大正應(yīng)變理論的破壞準(zhǔn)則，推算這時的最大主應(yīng)力。解： 巖土力學(xué) 作業(yè)四講明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材10至12章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題 （每空分，共計30分）1把由于洞室圍巖的變形和破壞作用而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為山巖壓力。2山巖壓力的阻礙因素除巖石性質(zhì)外，還應(yīng)考慮洞室的形狀和大小，地質(zhì)構(gòu)選，支護(hù)的形式和剛度、洞室深度、時刻、施工方法等因素。3.地下工程巖體穩(wěn)定性阻礙因素要緊有巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造、地下水、地應(yīng)力及地形等。3巖基的極限承載力，確實是指巖基所能負(fù)擔(dān)的最大荷載(或

10、稱極限荷載)。4脆性圍巖的變形破壞類型有張裂坍落、劈裂、剪切滑動或破壞、巖爆、和彎折內(nèi)鼓。5大壩失穩(wěn)的形式要緊有：表層滑動破壞、深層滑動破壞、混合滑動破壞。6. 由于巖體變形而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為變形壓力；將由于巖體破壞而而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為松動壓力。7. 在中等質(zhì)量的巖石中，洞室圍巖的變形較大。由于洞室圍巖的應(yīng)力重分布需要一定的時刻，因此在進(jìn)行支護(hù)或襯砌以后圍巖的變形受支護(hù)或襯砌的約束，因此產(chǎn)生山巖壓力。8. 在整體性良好，裂隙節(jié)理不發(fā)育的堅硬巖石中開挖洞室，開挖結(jié)束后，圍巖的彈性變形就完成。若在此后進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)沒有山巖壓力。這種支護(hù)要緊是用來防止巖石的風(fēng)化以及剝落碎塊的掉落。9

11、.無裂隙圍巖的應(yīng)力計算方法有內(nèi)應(yīng)力分配法和抗力系數(shù)法。三、推斷題 （每小題2分，共計10分）1求解山巖壓力的計算理論中，太沙基理論把巖體假定為散粒體。 （ ）2由于洞室圍巖的變形和破壞而作用于支護(hù)或襯砌上的壓力稱為圍巖壓力。（ ）3圍巖處于塑性變形狀態(tài)時，洞室埋置愈深，山巖壓力愈大。 （ ）4開挖洞室的阻礙范圍是6倍洞直徑。 （）5.洞室的形狀相同時，圍巖壓力與洞室的尺寸無關(guān)。 （ ）四、問答題 （每小題5分，共計20分）1.簡述地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律教材283頁2何為山巖壓力？按其成因可分為哪幾類？各自用什么方法確定？把由于洞室圍巖的變形和破壞而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為

12、山巖壓力。 由于圍巖變形而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為變形壓力。 由于圍巖破壞而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為松沙壓力。 計算變形壓力的方法：彈塑理論推導(dǎo)出的芬納公式或修正芬納公式。 計算松動壓力的方法：壓力拱理論，太沙基理論和彈塑性理論推出卡柯公式。3不同質(zhì)量狀況的圍巖變形破壞特不如何？ 整體性良好，裂隙不發(fā)育的堅硬巖石中，圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度無破裂。變形以開挖過程中的彈性變形為主，開挖結(jié)束變形也結(jié)束。假如支護(hù)，支護(hù)上一般無山巖壓力，支護(hù)起防止巖石風(fēng)化或剝落碎塊的掉落。 中等質(zhì)巖的巖體，洞室變形大，還可能有少量破裂，支護(hù)上以變形壓力為主，松動壓力為輔。 在破裂和

13、軟弱巖石中，巖體強(qiáng)度低，被切割的專門碎，圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度專門多，因此，巖塊在不大的應(yīng)力作用就會破壞坍落，在這類巖石中，坍落和松動是產(chǎn)生山巖壓力的要緊緣故。4.簡述高壓固結(jié)灌漿的施工方法。教材344347五、計算題 （每題10分，共計40分）1埋深200m處的巖體內(nèi)開挖一硐徑為2a=2m圓形斷面隧道，假如巖體中初始地應(yīng)力為靜水壓力式，同時上覆巖層的平均容重為g/cm3，若隧道周巖的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)MPa，試用莫爾-庫侖強(qiáng)度條件評價其硐壁的穩(wěn)定性。解： 洞壁：1=2z 3=0 (不穩(wěn)定)2在地下50m深度處開挖一地下洞室，其斷面尺寸為5m5m。巖石性質(zhì)指標(biāo)為：凝聚力c=200kPa，內(nèi)摩擦角，容重=25kN/m3，側(cè)壓力系數(shù)。已知側(cè)壁巖石不穩(wěn)，試用太沙基公式計算洞頂垂直山巖壓力及側(cè)墻的總的側(cè)向山巖壓力。解： 這時， 3某圓形洞室圍kN/m3，埋置深度H=160m，洞的半徑r0=7m。設(shè)折減扣的凝聚力c=0.02MPa，求松動壓力。 系數(shù)k1曲線 系數(shù)k2曲線 解 MPa ，則由查圖6-16和圖6-17的曲線得：因此MPa4.有壓隧洞的最大內(nèi)水壓力=2.8MPa，隧洞(內(nèi))半徑為2.3m，用厚度為0.4m的混凝土襯砌。已知混凝土的彈性模量=1.8104MPa，泊松比。巖石的彈性模