巖體力學(xué)考試試卷含答案全套

巖體力學(xué)考試試卷含答案全套一、名詞解釋1,、巖體：只在地質(zhì)歷史過程中形成的，由巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的，但有一定結(jié)構(gòu)并賦存有一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。2、原生結(jié)構(gòu)面：巖體在成巖過程中形成的結(jié)構(gòu)面，其特性與巖體成因密切相關(guān)(可分為沉積結(jié)構(gòu)面，巖漿結(jié)構(gòu)面和變質(zhì)結(jié)構(gòu)面)。3、巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）：大于10cm的巖心累計(jì)長度與鉆孔進(jìn)尺長度紙幣的百分?jǐn)?shù)。4、塊體密度：指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量5、初始天然應(yīng)力：人類工程活動(dòng)之前存在于巖體中的應(yīng)力。6、剪脹角：剪切時(shí)剪切唯一的軌跡線與水平線的夾角7、吸水率：指巖石試件在大氣壓力和室溫條件下自由吸水的質(zhì)量與巖樣干質(zhì)量之比，用不分手表示8、轉(zhuǎn)化性：指巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，即Kr=σcw/σc9、天然應(yīng)力比值系數(shù)：巖體中天然水平應(yīng)力σh余鉛直應(yīng)力σv之比，入=σh/σv10、單軸抗壓強(qiáng)度：在單向壓縮條件下，巖塊能受的最大壓應(yīng)力二、填空1、巖石按成因可以分為：巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖2、巖石的塊體密度課規(guī)則試件的量積法，不規(guī)則試件的蠟封法。3、巖體的流變主要包括蠕度、松弛、彈性后效4、在研究巖石流變中常用流變模型的三個(gè)基本元件為：彈性元件、粘性元件、塑性元件5、大量的試驗(yàn)和觀察證明，就破壞形式而言，巖石的破壞主要有拉破壞、剪切破壞和流動(dòng)破壞6、影響天然應(yīng)力分布的主要因素有：地形起伏、地表剝蝕、巖體性質(zhì)、地下水、地溫7、巖體天然應(yīng)力量測(cè)方法主要包括應(yīng)力恢復(fù)發(fā)、套心法、水壓致裂法8、大量的巖體實(shí)驗(yàn)表明。巖體的應(yīng)力變形曲線可以劃分為四種類型，即直線型、下凹型、S型和凹型復(fù)合型9、Kelvin體是由彈性元件和粘性元件并聯(lián)而成的10、國家GB系用的BQ法巖體質(zhì)量分組主要考慮了組成巖體巖石的堅(jiān)硬程度、巖體完整性、巖體賦存條件三、簡答題1、在掩飾的三軸試驗(yàn)中，固壓對(duì)巖石的力學(xué)性質(zhì)有什么影響？巖石破壞前應(yīng)隨σ3增大而增大巖石的峰值強(qiáng)度隨σ3增大而增大隨σ3增大巖石變形模量增大，軟巖增大明顯，致密硬巖增大不明顯隨σ3增大，巖石的塑形不斷增大，隨σ3增大到一定值時(shí)，巖石由脆性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄?，這時(shí)，σ3的大小成為轉(zhuǎn)化壓力隨σ3的增大巖塊以脆性劈裂破壞逐漸向塑性剪切及塑性劉冬破壞方式過渡2、水平天然應(yīng)力的主要特征有哪些巖體中水平天然應(yīng)力以壓力為主，出現(xiàn)啦應(yīng)力折甚少，且多局部性質(zhì)大部分巖體中的水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力巖體中兩個(gè)水平應(yīng)力σmax和σmin通常不相等在單薄的山體，坡附近以及未受構(gòu)造變動(dòng)的巖體中，天然水平應(yīng)力均小于垂直應(yīng)力3、簡述巖石材料的彈性與塑性，脆性與延性、說明彈性與塑性和出現(xiàn)于延性的根本區(qū)別彈性：物體受理產(chǎn)生變形，在胃里撤除后能夠恢復(fù)其原有形狀和尺寸的性質(zhì)，擔(dān)心分為線彈性和非線彈性塑性：物體產(chǎn)生變形，在外力撤除后不能完全恢復(fù)原狀的性質(zhì)根本區(qū)別：物體發(fā)生破壞之前的變形是否可以恢復(fù)脆性：物體受力后，在變形很小時(shí)就產(chǎn)生破壞的性質(zhì)延性：物體能承受較大塑性變形而不喪失其承載能力的性質(zhì)根本區(qū)別：物體發(fā)生破壞前變形的大小四、計(jì)算題1、某種巖性的巖體中，存在一起伏狀結(jié)構(gòu)面，起伏角i=12°，已知巖石的內(nèi)聚力C1=8MPa，內(nèi)摩擦角φ1=45°，結(jié)構(gòu)面的內(nèi)聚力C2=0，內(nèi)摩擦角φ2=33°，已測(cè)得巖體的應(yīng)力狀態(tài)σ1=52MPa,σ3=2MPa，結(jié)構(gòu)面與最大主應(yīng)力作用面夾角方向?yàn)?0°，遲判斷巖體是否破壞解：σ=（σ1+σ2）/2+（σ1-σ3）/2*cos2β=27=25*1/2=39.5MPaτ=（σ1-σ3）/2*sin2β=25*√3/2=21.65MPa當(dāng)σ較小時(shí)τ1=σtan（Φ+i）=39.5tan（33°+12°）=39.5MPa當(dāng)σ較大時(shí)τ2=tanΦ1+C=39.5tan45°+8=47.5MPaτ<τ1,τ<τ2巖體會(huì)破壞2、有如下的勘察資料：巖石縱波波速為4400m/s，巖體縱波波速為3200m/s，單軸飽和抗壓強(qiáng)度為80MPa，工作面如淋雨?duì)罨蛴苛鳡畛鏊?，水?lt;=0.1MPa，主要結(jié)構(gòu)面走向與同軸夾角76°，請(qǐng)教為80°，處于高應(yīng)力區(qū)，試按我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算該巖體的基本質(zhì)量和考慮工程的級(jí)別解：Kv=（Vmp/Vvp）^2=(3200/4400)^2=0.5390Kv+30=90*0.53+30=77.7MPa<σcw0.04σcw+0.4=0.04*80+0.4=3.6>KvBQ=90+3σcw+250Kv=90+3*77.7+250*0.53=455.6MPa[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=455.6-100(0.1+0.1+0.5)=385.6MPa3、某巖體，在深度100m內(nèi)，密度為2.54g/cm^3，在深度100~200內(nèi)，密度為2.7g/cm^3，天然應(yīng)力比值系數(shù)為1.89，試按自重應(yīng)力理論計(jì)算深度為50m，150m處的天然應(yīng)力大小解：當(dāng)深度為50m時(shí)ρ=2.54*10^3kg/m^3σv=ρgz=2.54*10^3*10*50=1.27MPaσh=λσv=1.89*1.27=2.4MPa當(dāng)深度為100m時(shí)ρ=2.71*10^3kg/m^3σv=ρgz=2.71*10^3*10*50+2.54*10^3*10*100=3.895*10^6MPaσh=λσv=7.4*10^6MPa4、某花崗巖巖柱，橫截面積A=0.5,m^2，柱頂承受荷載P=30MN，自重忽略不計(jì)，其坑剪強(qiáng)度指標(biāo)，粘聚力C=20MPa，Φ=30°，試問該巖性是否會(huì)發(fā)生破壞，許用強(qiáng)度σ1=εσ3+2CcosΦ/(1-sinΦ)；若巖柱中，有一軟弱結(jié)構(gòu)面，軟弱結(jié)構(gòu)面的坑剪強(qiáng)度指標(biāo)為σw=10，Φw=20°，其法線與巖柱軸線呈75°叫，試問是否會(huì)發(fā)生破壞解：σ1=εσ3+2CcosΦ/(1-sinΦ)=0+2*20*cos30°=69.28MPaσ=P/A=60MPa<σ1不會(huì)發(fā)生破壞σ=(σ1+σ3)/σ2+(σ1-σ3)/σ2*cos2β=30+30cos150°=4.02MPaτ=(σ1-σ3)/2*sin2β=30*sin(2*75°)=15MPaτ1’=σtanΦ+C=4.02tan20°=10=11.46MPa<τ沿結(jié)構(gòu)面剪切破壞5、室內(nèi)的剪切實(shí)驗(yàn)有一下成果當(dāng)正應(yīng)力分別為6MPa，10MPa，剪切強(qiáng)度分別是19.2MPa，22MPa，假設(shè)巖石強(qiáng)度符合莫爾且直線理論，求巖石剪切強(qiáng)度系數(shù)解：τ=σtanΦ+C19.2=6tanΦ+C22=10tanΦ=C2.8=4tanΦtanΦ=0.7C=15MPaΦ=35°6、某均質(zhì)巖石的強(qiáng)度曲線為τ=σtanφ+C其中C=40MPa，φ=30°，試