巖土力學(xué)模擬題

一、填空題（每空1分，共25分）TOC\o"1-5"\h\z土的顆粒分析試驗最常用的室內(nèi)試驗方法有 和 。土的不均勻系數(shù)C= ;曲率系數(shù)C= 。u c土的壓縮性指標(biāo)可以用 和 來表示，e-p曲線愈陡，土的壓縮性就愈 （高、低）。4土的抗剪強(qiáng)度試驗的目的，是測定土的抗剪強(qiáng)度指 和 。5.某土單元體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=20Kpa,9=18°，大主應(yīng)力o]=400Kpa,則該單元體小主應(yīng)力O3= Kpa時，該土處于極限平衡狀態(tài)，若o3=200Kpa,該土處于 狀態(tài)。6表示巖石吸水能力的物理指標(biāo)有 和’ ，兩者的比值被稱為 ，它對于判別巖石的 具有重要意義。巖石的破壞形式： 、， 、 。均質(zhì)巖石破壞面與主應(yīng)力面總成一定的關(guān)系，當(dāng)抗壓破壞時，破裂面與最大主應(yīng)力—角，當(dāng)拉斷時，破裂面就是 。無裂隙圍巖的應(yīng)力計算方法有 和 。10?巖滑根據(jù)滑動面的形式，組合可分為： ， 和 。二、 判斷題（每題2分，共10分）不均勻系數(shù)C愈大，說明土粒愈不均勻。 （ ）U土的壓縮模量是指在安全側(cè)限條件下豎向應(yīng)力增量與豎向應(yīng)變之比。（ ）0根據(jù)莫爾一庫倫準(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 45o--（）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山巖壓力。（ ）巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)稱為巖石的軟化性，用軟化系數(shù)表示。（ ）三、 簡答題（每題5分，共25分）土的級配曲線的特征可用哪兩個系數(shù)來表示？這兩個系數(shù)是怎樣定義的？什么叫土的抗剪強(qiáng)度?常用的試驗方法有哪些?什么叫滑坡？滑坡滑動面的形式有幾種？4.直剪破壞試驗全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點是什么？巖石直剪破壞試驗全過程曲線如圖所示四、計算題（每題10分，共40分）1.某試樣，在天然狀態(tài)下的體積為140cm3,質(zhì)量為240g，烘干后的質(zhì)量重為190g，設(shè)土粒比重為2.67，試求該試樣的天然容重、含水量、孔隙比、飽和度。有一8m厚的飽和粘土層，上下兩面均可排水，現(xiàn)從粘土層中心處取得2cm厚的試樣做固結(jié)試驗（試樣上下均有透水石）。試樣在某級壓力下達(dá)到60％的固結(jié)度需要8分鐘，則該粘土層在同樣的固結(jié)壓力作用下達(dá)到60％的固結(jié)度需要多少時間？若該粘土層單面排水，所需時間為多少？（12分）3.某巖樣C=20Kpa，申二30。，若該巖樣受到最小主應(yīng)力3二300KPa，最大主應(yīng)力b1=500KPa，試判斷該巖樣是否處于穩(wěn)定狀態(tài)？某圓形洞室圍巖丫=25千牛咪3埋置深度H=160米，洞的半徑r。=7米。設(shè)折減后的凝聚力c=0.02MPa，申二31。，求松動壓力。系數(shù)k系數(shù)k1曲線 系數(shù)k2曲線參考答案一、填空題1■土的顆粒分析試驗最常用的室內(nèi)試驗方法有篩析法和比重計法。60-d 60-d yd10 :曲率系數(shù)Cc= ? 10 60 。2■土的不均勻系數(shù)Cu=十的壓縮性指標(biāo)可以用壓縮系數(shù)av和壓縮指數(shù)CC來表示，e-p曲線愈陡，十的壓縮性就愈高（高、低）。4十的抗剪強(qiáng)度試驗的目的，是測定十的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)內(nèi)摩擦角和凝聚力。5.某土單元體抗剪強(qiáng)度扌旨標(biāo)c=20Kpa, 18,大主應(yīng)力o1=400Kpa，則該單元體小主應(yīng)力o3=182Kpa時，該十處于極限平衡狀態(tài)，若j3=200Kpa,該十處于穩(wěn)定狀態(tài)。6表示巖石吸水能力的物理指標(biāo)有吸水率和飽和吸水率，兩者的比值被稱為飽水系數(shù)，它對于判別巖石的抗凍性具有重要意義。巖石的破壞形式：脆性破壞、延性破壞、弱面剪切破壞。均質(zhì)巖石破壞面與主應(yīng)力面總成一定的關(guān)系，當(dāng)抗壓破壞時，破裂面與最大主應(yīng)力成Q45.-2角，當(dāng)拉斷時，破裂面就是最大主應(yīng)力面。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。巖滑根據(jù)滑動面的形式，組合可分為：平面滑動，楔形滑動和旋轉(zhuǎn)滑動。二、判斷題

不均勻系數(shù)Cu愈大，說明土粒愈不均勻。土的壓縮模量是指在安全側(cè)限條件下豎向應(yīng)力增量與豎向應(yīng)變之比。（v）0根據(jù)莫爾一庫倫準(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45o--（X）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山巖壓力。（v）巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)稱為巖石的軟化性，用軟化系數(shù)表示。（v）五、簡答題（每題5分，共25分）土的級配曲線的特征可用哪兩個系數(shù)來表示？這兩個系數(shù)是怎樣定義的？CC6010答：不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc6010dd1060ddddi0, 30, 60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10%,30%,60%時所對應(yīng)的粒徑。什么叫土的抗剪強(qiáng)度?常用的試驗方法有哪些?土的抗剪強(qiáng)度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力?？辜魪?qiáng)度試驗的方法有室內(nèi)試驗和野外試驗等,室內(nèi)最常用的是直剪試驗、三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗等。野外試驗有原位十字板剪切試驗等。確定地基承載力的方法有那些？答：（1）按土的強(qiáng)度理論確定地基承載力（普朗特極限承載力公式、太沙基極限承載力公式魏錫克極限承載力公式）（2） 規(guī)范查表方法（根據(jù)野外堅定結(jié)果或土的物理性質(zhì)指標(biāo)查表確定）。（3） 靜載荷試驗及其它原位測試方法（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探試驗,輕便觸探試直剪破壞試驗全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點是什么？巖石直剪破壞試驗全過程曲線如圖所示

T0:T0:f''Tf"

Tf'5j（mm）該曲線共分三段。第一段：原點—卩區(qū)段’該段近似為一直線即變形為彈性，Tp為極限強(qiáng)度（即裂隙開始發(fā)展的強(qiáng)度）；第二段：T」f區(qū)段，Tf—卩區(qū)段’該段近似為一直線即變形為彈性，Tp為極限強(qiáng)度（即裂隙開始發(fā)展的強(qiáng)度）；剪斷面上的摩擦力（剩余強(qiáng)度）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40分）1.某試樣，在天然狀態(tài)下的體積為140cm3,質(zhì)量為240g，烘干后的質(zhì)量重為190g，設(shè)土粒比重為2.67，試求該試樣的天然容重、含水量、孔隙比、飽和度。mY=g=v誥xmY=g=v誥x9?8X102=1-676X103Gs-Y-1=Gs-Y-1=0.9722.67x0.2630.972=72.4%2）含水量?=mwX100%=240—190X100%=26.3%ms 1903）孔隙比2.67x9.8xG+0.263)1.678x1034）飽和度有一8m厚的飽和粘土層，上下兩面均可排水，現(xiàn)從粘土層中心處取得2cm厚的試樣做固結(jié)試驗（試樣上下均有透水石）。試樣在某級壓力下達(dá)到60％的固結(jié)度需要8分鐘，則該粘土層在同樣的固結(jié)壓力作用下達(dá)到60％的固結(jié)度需要多少時間？若該粘土層單面排水，所需時間為多少？（12分）

解：由于原位土層和試樣土的固結(jié)度相等，且°值相等，因而Tvi=Tv2C二C又土的性質(zhì)相同，Cv1-Cv2tH2=80x800tH2=80x8002H222=1.28x107（如改單面，其達(dá)到60%固結(jié)度時間為13由T=T，C=Cv1 v3 v1 v3tt貝I」 + =1nt=4t=5.12x107(H八2 H2 3 1IQ丿1埋深200m處的巖體內(nèi)開挖一硐徑為2a=2m圓形斷面隧道，如果巖體中初始地應(yīng)力為靜水壓力式，并且上覆巖層的平均容重為丫=2.7g/cm3,若隧道周巖的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)解：c=0.4MPa，0=30。，試用莫爾-庫侖強(qiáng)度條件評價其硐壁的穩(wěn)定性。解：Q=Yz Q=Q=KQz xy0z洞壁：6=2gg=01z3Q-洞壁：6=2gg=01z3Q-Q 1 3—Q+Q+2cctg*13vsinQQ-Q 13 =siupQ+Q+2cctQg13Q-Q 1 3—Q+Q+2cctgp13>sinp（穩(wěn)定）（極限平衡）（不穩(wěn)定）某圓形洞室圍巖丫=25千牛咪3,埋置深度H=160米，洞的半徑r0=7米。設(shè)折減后的凝聚力c=0.02MPa，p=31。，求松動壓力。系數(shù)k1曲線 系數(shù)k2曲線解：p=yH=25X160=4MPa,0P=土=200，貝I」由9=31查圖6-27和圖6-28的曲線得：c0.02k=0.79，k=1.6412所以p=kyr—kc=0.79x25x7x0.001-1.64x0.02=0.105MPaa102一、選擇題（每題1分共10分）格里菲斯準(zhǔn)則認(rèn)為巖石的破壞是由于拉應(yīng)力引起的拉裂破壞 B.壓應(yīng)力引起的剪切破壞C.壓應(yīng)力引起的拉裂破壞 D.剪應(yīng)力引起的剪切破壞按照庫侖—莫爾強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度曲線是一條直線，貝巖石破壞時破裂面與最大主TOC\o"1-5"\h\z應(yīng)力作用面的夾角為， 。\o"CurrentDocument"A.45°;B^+2；C^"2； D.60°巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大 。A.而增大；B.而減小；C.保持不變；D.會發(fā)生突變.下列研究巖石彈性、塑性和粘性等力學(xué)性質(zhì)的理想力學(xué)模型中，哪一種被稱為凱爾文模型？ 。彈簧模型 B.緩沖模型C.彈簧與緩沖器并聯(lián)D.彈簧與緩沖器串聯(lián)巖石的飽水率是 條件下巖石吸入水的重量與巖石的烘干重度之比的百分率。天然狀態(tài)巖石試樣，真空、煮沸或高壓條件下。干燥巖石試樣，一個大氣壓和室溫條件下。天然狀態(tài)巖石試樣，一個大氣壓和室溫條件下。干燥巖石試樣，真空、煮沸或高壓條件下。巖體沿結(jié)構(gòu)面破壞與莫爾圓和抗剪強(qiáng)度線的關(guān)系可描述為 莫爾圓與結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度線相切時巖體沿結(jié)構(gòu)面破壞。莫爾圓與結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度線相割時巖體一定沿結(jié)構(gòu)面破壞。即使莫爾圓與結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度線相割，巖體也不一定沿結(jié)構(gòu)面破壞。莫爾圓與巖石抗剪強(qiáng)度線相切時巖體沿結(jié)構(gòu)面破壞。TOC\o"1-5"\h\z劈裂試驗得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的 。（A）抗壓強(qiáng)度（B）抗拉強(qiáng)度（C）單軸抗拉強(qiáng)度（D）剪切強(qiáng)度巖體的完整性系數(shù)為 。A.巖體縱波速度與巖石縱波速度之比 B.巖體縱波速度與巖石縱波速度之比的平方C.巖體橫波速度與巖石橫波速度之比 D.巖石縱波速度與巖體縱波速度之比的平方確定巖基承載力的基本原則 。巖基具有足夠的強(qiáng)度，在荷載作用下，不會發(fā)生破壞；巖基只要求能夠保證巖基的穩(wěn)定即可；巖基不能產(chǎn)生過大的變形而影響上部建筑物的安全與正常使用；巖基內(nèi)不能有任何裂隙。A.③； B.①，②；C.②，③；D.①，③.邊坡的治理應(yīng)根據(jù)工程措施的技術(shù)可能性和必要性、工程措施的經(jīng)濟(jì)合理性、工程措施的社會環(huán)境特征與效應(yīng)，并考慮工程的重要性及社會效應(yīng)來制定具體的整治方案。以下以防為主的總原則下主要遵循以下幾項具體原則： 實際工程在選線、址時，應(yīng)盡量以避為主；對大、中型滑坡應(yīng)采取一次根治和分期整治相結(jié)合的原則，選擇方案；針對病因采取措施，治早治小，防患于未然；當(dāng)滑坡對建筑物可能產(chǎn)生危害時，必須采取有效的應(yīng)急工程措施。A.①，②，③；B.①，②；C.②，③； D.①，②，③，④.二、填空題（每空1分，共30分）TOC\o"1-5"\h\z巖體在力學(xué)性質(zhì)上具有以下特 、 、馬克斯威爾模型是彈簧和 、 組成的。巖體的變形模量（ED）與彈性模量（E）的大小關(guān)系為 巖體的抗拉強(qiáng)度的測試方法有 、 、格里菲斯強(qiáng)度判據(jù)認(rèn)為：巖石的單軸抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度白 倍。巖石的流變主要包括： 、 和 。7?某鉆孔長為250cm，巖芯采取總長度為200cm，而大于10cm的巖芯總長度為157cm,

則巖芯采取率為 ,RQD為 。壓力機(jī)進(jìn)行單向壓力試驗時的應(yīng)力一應(yīng)變曲線包括為 和 四個階段。側(cè)壓力系數(shù)久工1時，圓形洞室二次應(yīng)力的計算簡圖可為：軸則對稱與反對稱的疊加，軸則對稱與反對稱的疊加，p=,q=p=成了一個消耗的能量消之比。距圓心距離為r的點處的應(yīng)力為（°e均為壓應(yīng)力）:成了一個消耗的能量消之比。r— ?）e— o在進(jìn)行加—卸載試驗后，巖石的應(yīng)力—應(yīng)變曲線形環(huán)通常稱為 。反映了經(jīng)加一卸載試驗后，于耗。12.巖石的吸水率是指 與三、問答題（每題5分共25分）說出高地應(yīng)力區(qū)域巖石具有以下哪些特征。解釋巖體原始應(yīng)力、二次應(yīng)力、圍巖4、說出你知道的測定巖體初始應(yīng)力的測量方法。5、簡述普氏壓力拱的基本假設(shè)。四、計算題（共35分）1.求在自重作用下的地殼的應(yīng)力狀態(tài)，如果花崗巖Y=27KN/m3，泊松比p=0.32，則1.5公里深度以下的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力是多少？（8分）2、巖體中有一結(jié)構(gòu)面，其摩擦角°s=35°,cs=0，巖體受圍壓冬蟲3=10MPa，受最大主應(yīng)力&1=45MPa，結(jié)構(gòu)面與J方向夾角為50度，問巖體是否沿結(jié)構(gòu)面破壞？（9分）3、某巖石的強(qiáng)度曲線："6如少+U,其中C=400^^ 試求此巖石在側(cè)向圍巖壓力6=測嘶的條件下的極限抗壓強(qiáng)度止匚，并求出破壞面的方位。（9分）一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深45m,圍巖容重Y七加心皿,巖體抗壓強(qiáng)度R=12Mpa，隧道寬6m,高8m,試用普氏壓力拱理論確

1.有一節(jié)理面，其起伏角i=10°，基本摩擦角1=35°，兩壁巖石的內(nèi)摩擦角2=40°,C=10Mpa,作此節(jié)理面的強(qiáng)度線。解：應(yīng)力較小時：T=C加?1+門應(yīng)力教大時：T=c+ctan（e2）11M=35°c=0 a=48°2.巖體中有一結(jié)構(gòu)面，其摩擦角9s— ,s— ,巖石內(nèi)摩擦角9e— ，內(nèi)聚力c=10MPa g=g=lOMPa c=45MPae ，巖體受圍壓2 3 ，受最大主應(yīng)力1 ，結(jié)構(gòu)面與Gi方向夾角為45度，問巖體是否沿結(jié)構(gòu)面破壞？巖體是否破壞？解：結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度方程為：t=gtan35°=°.7o巖石的的抗剪強(qiáng)度方程為：T=C+gtan48°=1-11g+10莫爾應(yīng)力圓的中，結(jié)構(gòu)面與G1作用面夾角為45度，則該面上的應(yīng)力狀態(tài)為:10+10+452=27.5MPag—gg—gT= 1 3245—10=17.5MPa該點（27.5，17.5）與結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度的位置關(guān)系為：0.7x27.5=19.25>17.5即抗剪能力大于剪應(yīng)力，巖體不從結(jié)構(gòu)面破壞。莫爾應(yīng)力圓與巖石的的抗剪強(qiáng)度曲線的位置關(guān)系為：從圓心（27.5，0）向巖石的的抗剪強(qiáng)度曲線作垂線距離為：

l.llx27.5+10|?1.112+12=18)17.5距離大于半徑，所以巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。3l.llx27.5+10|?1.112+12=18)17.5距離大于半徑，所以巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。3在大理巖中，存在著一個與主應(yīng)力&1夾角為卩角的節(jié)理面，節(jié)理面的摩擦角為u內(nèi)聚力為0，求巖體沿節(jié)理面發(fā)生滑動的應(yīng)力狀態(tài)。解：方法1用莫爾圓與抗剪強(qiáng)度曲線的位置關(guān)系如圖sin? sin(180°-2P )c-c c+c—1 3 —1 322c tan(P+?)—1-ctanP3方法2：節(jié)理的抗剪強(qiáng)度曲線為t=c+ctan?=ctan?與主應(yīng)力c1夾角為卩角的節(jié)理面上的應(yīng)力狀態(tài)為:c+cc-cc=— 3+1 3cos2(90°-P)22c-ct=^3sin2(90°-P)將其帶入得：c-c c+cc-c1—3sin2(90°-P)=[—3+1—3cos2(90°-P)]tan?222c+c12c-c3sin?= 1 3sin(2p+?)2c得：c3=tan(p+?)tanP4在大理巖中，已經(jīng)找到一個與主應(yīng)力 作用面成?角的節(jié)理面。對原有節(jié)理面設(shè)5=°，摩擦角為州，問該巖體重新開始滑動需要的應(yīng)力狀態(tài)。

解：由圖可知：沿節(jié)理面滑動的準(zhǔn)則由OD代表，引起滑動的應(yīng)力狀態(tài)由應(yīng)力圓ADB表示。與6作用面成戸角的節(jié)理面對應(yīng)于D點，cACD=130°-2儀<BCD=2/3,<COD=2/3-州，在占OCT?中應(yīng)用正弦定理：CD_OCsin% sin（2戸一血）2 _ （5+巧”2sin州 sin（20_說）j一、填空題（每空1分，共計30分）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 山巖壓力的影響因素除巖石性質(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、時間、施工方法等因素。3?地下工程巖體穩(wěn)定性影響因素主要有巖土性質(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。巖基的極限承載力，就是指巖基所能負(fù)擔(dān)白 。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。大壩失穩(wěn)的形式主要有：表戻滑動破壞、深戻滑動破壞、混合滑動破壞。由于巖體變形而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱 ;將由于巖體—而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為 。在中等質(zhì)量的巖石中，洞室圍巖的變形較大。由干洞室圍巖的應(yīng)力重分布需要一定的時間，所以在進(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,于是產(chǎn)生山巖壓力。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)上沒有山巖壓力。這種支護(hù)主要是用來防止巖石的風(fēng)化以及剝落碎塊的掉落。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。二、 判斷題（每小題2分，共計10分）TOC\o"1-5"\h\z1?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。 （V）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（X）圍巖處于塑性變形狀態(tài)時，洞室埋置愈深，山巖壓力愈大。 （V）開挖洞室的影響范圍是6倍洞直徑。 （X）洞室的形狀相同時，圍巖壓力與洞室的尺寸無關(guān)。 （V）三、 問答題（每小題5分，共計20分）簡述地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律答：地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律:未開挖前巖體內(nèi)均為壓應(yīng)力,所以每點均處于擠壓狀態(tài).地下開挖后洞室周圍巖體就向洞室這個空間松脹,松脹方向沿著半徑指向洞室中心,圍巖松脹后洞壁上的徑向應(yīng)力為零.在離開洞墮的一定距離處,松脹已經(jīng)很小,基本上沒有松脹,在該處的徑向應(yīng)力與原來未開挖的初始應(yīng)力相等.洞室圍巖中的切向應(yīng)力則有相反的變化規(guī)律:越接近洞壁的圓,徑向移動就越大（其切向應(yīng)力增加值越大）;而越深入圍巖內(nèi)部的圓,其徑向移動越?。ㄆ淝邢驊?yīng)力增加值越?。?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？答：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別如何？3．答：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)度無破碎。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。如果支護(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，還可能有少量破碎，支護(hù)上以變形壓力為主，松動壓力為輔。在破碎和軟弱巖石中，巖體強(qiáng)度低，被切割的很碎，圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度很多，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)生山巖壓力的主要原因。4.簡述高壓固結(jié)灌漿的施工方法。4.教材344－347〔巧—%、sin〔20—%）=（6+%、血札巧［血〔20_知一血庇］=巧［sin（20—坯）十血sinj4±sinB-2sini(j4±5)cos—(j4+5)利用 的關(guān)系得:2a^sin —州)二2qsin(0—州)戸匚駅0堰（戸—斑〕最后得：上式就是與口1作用面成?角的節(jié)理面重新開始滑動所需的應(yīng)力狀態(tài)；在圖（2—20）中，RQ代表完整巖石的剪破裂線，由圖可知在DE范圍內(nèi)的截面，雖然超過了OD線，但是尚未達(dá)到RQ線，故并未產(chǎn)生破裂。5、有一組節(jié)理，其傾角為卩，節(jié)理面上總應(yīng)力狀態(tài)下的凝聚力為Cj，內(nèi)摩擦角為巴，孔隙水壓力Pw，巖體內(nèi)大主應(yīng)力為垂直方向，試推導(dǎo)節(jié)理面上達(dá)到極限平衡時所滿足的公式。t>C+qtanp解： j11◎二一（◎+◎）+ ）cos2卩2132131二一(a-a)sin2P帶入得：213帶入得：+ccospjj>0acos卩sin(p—卩)+asin卩cos(p+ccospjj>01 j 3 ja3=◎'3+Pw代入上式求pw6、體內(nèi)有一組節(jié)理，其傾角為卩，節(jié)理面上的有效凝聚力為Cj，有效內(nèi)摩擦角為Pi，孔隙水壓力Pw，巖體內(nèi)大主應(yīng)力為垂直方向，設(shè)水平面夾角?二5°°，Pj=35，j100kPa,垂直應(yīng)力ay—1000kPa。在這巖體內(nèi)開挖一個洞室，必須對邊墻施加150kPa的水平壓力才能使邊墻穩(wěn)定，試推算節(jié)理面上的孔隙水壓力Pwt>C+atanp解：： j

◎二一(L+L)+ (L一L)cos2P將2132131t= (L—L)sin2P213帶入L二l一p二1000一pl'=150一p帶入1 1 w w 3 w帶入R二2cJN7、 證明單軸抗壓強(qiáng)度cl甲。l=lN+2cJN L=0L二RR=2c」N解：在公式1 3? '申中，當(dāng)3時，1cCI98、 某種巖體中存在一個與最大主應(yīng)力L1方向夾角為P的裂隙面，已知該裂隙面的內(nèi)摩擦6角為j、內(nèi)聚力為cj，試求巖體沿著該裂隙面滑動破壞的極限應(yīng)力狀態(tài)。lcosPsinVp—P^+GsinPcosQp—P)+ccos9j>o解：1 j j>o問：一均質(zhì)無粘性邊坡，7sat為20KN/m3，p=30°，坡角25°,試問干坡或完全浸水時，其安全系數(shù)是多少？有順坡滲流發(fā)生時，坡角為多少度邊坡將達(dá)到極限平衡狀態(tài)？解：在干坡或浸水時，安全系數(shù)為：F=tgPStga=0.577/0.466=1.24有順坡滲流發(fā)生邊坡達(dá)到極限平衡狀態(tài)時：Fs=l,則tga7tgptga7sat=(20-9.8)X0.577/20=0.21坡角為：a坡角為：a=16.39o問：土粒比重為2072，飽和度為37%，孔隙比是0.95，當(dāng)飽和度提高到90%時，每立方米應(yīng)加多少水？解：Vv=eVs=V-Vs,每立方米的土粒體積為：Vs=V/(1+e)=1/(1+0.95)=0.513m3Vv=eVs=0.95X0.513=0.487m3當(dāng)Sr=37%時，當(dāng)Sr=90%時，=SrVv=0.37X0.487=0.18m3w1=SrVv=0.90X0.487=0.438m3w2則AVw=0.438—4.18=0.258m3

人 yAW應(yīng)加水：AWw=ww=10X0.258=2.58kN問：有一8m厚的飽和粘土層，上下兩面均可排水，現(xiàn)從粘土層中心處取得2cm厚的試樣做固結(jié)試驗(試樣上下均有透水石)。試樣在某級壓力下達(dá)到60％的固結(jié)度需要8分鐘，則該粘土層在同樣的固結(jié)壓力作用下達(dá)到60％的固結(jié)度需要多少時間？若該粘土層單面排水，所需時間為多少？答：由于原位土層和試樣土的固結(jié)度相等，且°值相等，因而Tv1二T2C二C又土的性質(zhì)相同，v1 v2tttH22_1—H22=80tttH22_1—H22=80x8002=1.28x107如改單面，其達(dá)到60%固C=Cv1 v3tt1 =—nt=4t=5.12x107(H八2 H2 3 1丿-'2 1則―丿問：根據(jù)圖(a)中給出地基中多層土中各土層的厚度、容重，繪制地基中的自重應(yīng)力隨深度的分布曲線圖。［解］由圖(a)給出的資料，可計算出各土層分界面上的應(yīng)力：g=Yh=17.0x(44.0-41.0)=51kPaTOC\o"1-5"\h\zsz1 11g=g+y'h=51+(19.0—9.8)x1=60.2kPasz2 sz1 22g=g+y'h=60.2+(18.5—9.8)x2=77.6kPasz3 sz2 33g=g+y'h=77.6+(20—9.8)x3=108.2kPasz4 sz3 44上述自重應(yīng)力隨深度的變化關(guān)系結(jié)果(b)。問：什么叫土的抗剪強(qiáng)度?常用的試驗方法有哪些?土的抗剪強(qiáng)度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力?？辜魪?qiáng)度試驗的方法有室內(nèi)試驗和野外試驗等，室內(nèi)最常用的是直剪試驗、三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗等。野外試驗有原位十字板剪切試驗等。問：試述莫爾---庫倫破壞準(zhǔn)則，什么是極限平衡條件？當(dāng)莫爾應(yīng)力圓在強(qiáng)度線以內(nèi)時，說明單元土體中任一平面的剪應(yīng)力都小于該面上相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度，故土體單元處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有剪破；當(dāng)莫爾應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切時，說明單元土體中有一平面的剪應(yīng)力達(dá)到了它的抗剪強(qiáng)度；把莫爾應(yīng)力圓與庫倫抗剪強(qiáng)度相切時的應(yīng)力狀態(tài)，作為土的破壞準(zhǔn)則。根據(jù)莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應(yīng)力條件及其大、小主應(yīng)力之間的關(guān)系稱為極限平衡條件。問：什么是主動土壓力，什么是被動土壓力？如果擋土結(jié)構(gòu)在土壓力的作用下，其本身不發(fā)生變形和任何位移（移動或轉(zhuǎn)動），土體處于彈性平衡狀態(tài)，則這時作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為靜止土壓力。擋土結(jié)構(gòu)在土壓力作用下向離開土體的方向位移，隨著這種位移的增大，作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力將從靜止土壓力逐漸減小。當(dāng)土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動土壓力。擋土結(jié)構(gòu)在荷載作用下向土體方向位移，使土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)時的土壓力稱為被動土壓力。問：發(fā)生滑坡時，土體內(nèi)的滑動面上的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的原因是什么？一是由于剪應(yīng)力的增加。二是因為土體本身的抗剪強(qiáng)度減小。問：確定地基承載力的方法有那些？答：（1）按土的強(qiáng)度理論確定地基承載力（普朗特極限承載力公式、太沙基極限承載力公式魏錫克極限承載力公式）（2）規(guī)范查表方法（根據(jù)野外堅定結(jié)果或土的物理性質(zhì)指標(biāo)查表確定）。（3）靜載荷試驗及其它原位測試方法（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探試驗，輕便觸探試問：土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為什么?影響土的抗剪強(qiáng)度因素有哪些?土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為C,9。土的抗剪強(qiáng)度影響影響因素有：

1)土粒的礦物成分、形狀、顆粒大小與顆粒級配2)土的密度3)含水量4)土體結(jié)構(gòu)的擾動情況5)孔隙水壓力的影響問：已知地基中一點的大小主應(yīng)力為°1=300kPa,°3二150kPa,土的強(qiáng)度指標(biāo)c二20kPa, =16。，試判斷該點是否會剪破？剪破面與大主應(yīng)力之間的夾角為多少?解：由摩爾-庫倫準(zhǔn)則：°1f=°tg°1f=°tg2(45o+3f+2ctg(45o+=150X1.76+2X20X1.33=317.2kPa由于：o1f>o1=300kPa或O3=140.2Kpa所以不會剪破。問：某擋土墻高8m,墻背豎直光滑，填土面水平，填土為無粘性土，Y=18kN/m3,<p=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算主動土壓力以及作用點位置。解(1)土壓力系數(shù)ka=tg2「45。単=tg2「45。-30。］12丿12丿2)主動土壓力墻頂pa=qka=20x1/3=6.7kPa墻底pa=qka+rHka=6.7+18x8x1/3=54.7kPa總土壓力Pa=(6.7+54.7)/2x8=245.6kN/m作用點距墻底的距離=2.96m6.7788號+十*4一6.7)x883=2.96m245.6問：在均布條形荷載作用下，土體中A點的大主應(yīng)力01=400kPa中,小主應(yīng)力。3=150kPa,土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=0,p=30°。試求：1)A點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？「45。単-2c-tg「45。単-2c-tg「45。-百12丿1 2丿O°3計=°1tg2-2707tg45=400tg2(45。-竝解:1)I2丿26。、2丿二133kPa133kPaV150kPa處于穩(wěn)定狀態(tài)問：有一條形基礎(chǔ)，寬度B為6m,埋深D為1?5m,其上作用著中心荷載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,P=20。，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（P=20o時，Nr=3.5,Nq=6.5N二15、c ）。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=—yBN=—yBN+qN2rq+cN=19X6X3.5/1+19X1.5X6.5+20X15=684.8kPa（3）容許承載力為=684.8/2.5=273.9kPa由于：p>[f],地基不穩(wěn)定。問：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很大，且沒有明顯的破壞荷載。原因可能是巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯位的結(jié)果。問：什么叫滑坡？滑坡滑動面的形式有幾