5 结构面的变形与强度性质(中国地质大学)
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中国地质大学网络教育《岩体力学》期末考试及答案多选题1. 根据破裂面的力学成因,可以把结构面分为_______。
(4分)(A) 粗糙结构面(B) 光滑结构面(C) 剪性结构面(D) 张性结构面参考答案:C,D2. 结构面的连续性常用_______来表示。
(4分)(A) 隙宽(B) 线连续性系数(C) 迹长(D) 面连续性系数参考答案:B,C,D3. 结构面的形态可以由_______等方面进行研究。
(4分)(A) 侧壁的起伏形态(B) 粗糙度(C) 间距(D) 岩性参考答案:A,B4. 表示岩块的风化程度的定量指标主要有_______等。
(4分)(A) 风化空隙率指标(B) 含水率(C) 波速指标(D) 结构面间距参考答案:A,C5. 根据地质成因的不同,可以把结构面分为 _______ 。
(4分)(A) 原生结构面(B) 褶皱结构面(C) 构造结构面(D) 次生结构面参考答案:A,C,D6. 岩块风化程度的定性指标主要有_______等。
(4分)(A) 颜色(B) 破碎程度(C) 破碎程度(D) 开挖锤击技术特征参考答案:A,B,C,D7. 岩体力学研究中主要方法有_______。
(4分)(A) 工程地质研究法(B) 试验法(C) 数学力学分析法(D) 综合分析法参考答案:A,B,C,D8. 岩体是指地质历史过程中形成的,由_______组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
(4分)(A) 碎石土(B) 岩块(C) 气体(D) 结构面网络参考答案:B,D判断题9. 岩体是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
(4分)正确错误参考答案:错误解题思路:10. 微结构面是指存在于矿物颗粒之间内部或颗粒间的软弱面或缺陷,包括矿物节理.晶格缺陷.粒间空隙等。
(4分)正确错误参考答案:正确解题思路:11. 质量损失率是指岩冻融试验前后干质量之差与试验后干质量之比,用百分数表示。
第五讲变形岩石的应变分析基础一、变形和位移1.1变形处于地壳和岩石圈中的任何地质体,受到力作用而会发生变形。
变形—是指地质体(物体)初始形状、方位或位置发生了改变。
1.2 位移位移是指地质体(物体)及其内部各质点初始位置的改变,是通过物体内各质点的初始位置和终止位置的变化来表达的。
质点的初始位置和终止位置的连线叫位移矢量。
这条线只代表位移的最终结果,而不代表位移的实际路径。
1.3 位移方式四种方式:平移——(图示)旋转——形变——体变——平移:变形前后质点位置的平行移动旋转:变形前后物质线方位的改变形变:变形前后物体形状的改变体变:变形前后物体体积的改变二、应变应变——是指变形前后物体的形状、大小或物质线方位的改变量。
2.2 平方长度比λ指变形前后线段长度比的平方,一般用λ表示:λ=(L 1/ L 0)2=(1+ e)2(2)即:γ=tanϕ(3)并约定:逆时针方向旋转的剪应变为正值、顺时针方向旋转的剪应变为负值。
三、均匀应变和非均匀应变3.1 均匀应变变形物体内各点的应变特征相同。
3.2 非均匀应变变形物体内各点的应变特征发生不同的变化。
四、连续变形和不连续变形如果物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐改变的,则称为连续变形;如果是突然改变的,则应变是不连续的,称为不连续变形。
例如物体的两部分之间发生了断裂。
五、应变椭球体5.1概念单位圆球体经均匀应变变成的椭球体称为应变椭球体。
从数学上可以证明和推导出,由单位圆球变成的应变椭球有三个互相垂直的主轴,沿主轴方向只有线应变而没有剪应变。
这三个主轴分别以X、Y、Z或A、B、C表示,并分别代表应变椭球体的最大、中间和最小应变主轴。
包含应变椭球体的任意两个应变主轴的平面称为应变主平面。
分别以XY、XZ、YZ或AB、AC、BC三个平面表示。
5.2应变椭球体的类型:Flinn图解应变椭球体的形态及其类型可用图解来表示,其中Flinn图解是常用的。
在该图解中:a=X/Y=(1+e1)/(1+e2)(4)b=Y/Z=(1+e2)/(1+e3)(5)K=tan =(a-1)/(b-1)(6)图解中P点的K值代表任意一点的应变椭球体状态,P点与坐标原点(1,1)之间的距离d反映了应变椭球体的应变强度。
一:绪论1.工程地质(学):地质学的分支学科,属于应用地质学范畴。
它是一门研究与工程建设的地质问题,为工程建设服务的科学。
2.工程地质条件:与工程建筑有关的地质要素的综合,包括:地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质结构、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料六个方面。
3.工程地质问题:工程建筑物与工程地质条件之间的矛盾或问题。
如:地基沉降、水库渗漏等。
4.(名词解释仍答上面的)工程地质问题:工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。
对于场地工程地质条件不同,建筑物内容不同,所出现的工程地质问题也各不相同:岩土工程:地基承载力、沉降、基坑边坡问题、地下洞室稳定性问题。
矿山开采:边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定.水利水电工程:渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性。
5.不良地质现象:对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。
泛指由地球外动力作用为主引起的各种地质现象,如:崩塌,滑坡,泥石流,岩溶,土洞,河流冲刷,渗透变形等。
6.地质灾害:是指在地球的发展演化过程中,由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。
7.工程地质研究方法:自然历史分析法(定性),数学力学分析法(定量),模型模拟试验法(定量),工程地质类比法(既可定性,亦可定量)。
其中自然历史分析法是最重要,最根本的方法,是其他研究方法的基础。
8.工程地质类比法:工程地质研究的常用方法,通过场地内的工程地质条件与地质分析(主要指分析以前类似的)相结合进行对工程问题的分析及解答方法。
主要用于定性评价,有时也可以用于半定量评价,是将已建建筑物工程地质问题的评价经验用到自然地质条件与之大体相似的拟建建筑物中去的方法。
9.岩石力学、土力学与工程地质学有何关系?岩石力学和土力学与工程地质学有着十分密切的关系,工程地质学中的大量计算问题,实际上就是岩石力学和土力学中所研究课题,因此在广义的工程地质学概念中,甚至将岩石力学、土力学也包含进去。
绪论1、何谓岩体力学?它的研究对象是什么?是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下的变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。
研究对象是各类岩体。
2、岩体力学的研究内容和研究方法是什么?内容:○1岩块、岩体地质特征。
○2岩石的物理、水理与热学性质。
○3岩块的基本力学性质。
○4结构面力学性质。
○5岩体力学性质。
○6岩体中天然应力分布规律及其测量的理论与方法。
○7边坡岩体、地基岩体及地下洞室围岩等工程岩体的稳定性。
○8岩体性质的改善与加固技术。
○9各种新技术、新方法与新理论在岩体力学中的应用。
○10工程岩体的模型、模拟试验及原位监测技术。
方法:○1工程地质研究法。
○2试验法。
○3数学力学分析法。
○4综合分析法。
一、岩体地质与结构特征1、何谓岩块、岩体?试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点?岩块是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
岩体是指在地质历史过程中形成的,由岩石单元体和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
岩块岩体都是由岩石组成,但岩体包含若干不连续结构面,岩块不含显著结构面。
岩块是岩体的组成物质,岩体是岩块和结构面的统一体。
岩石露在地表部分被风化和淋滤后形成的不溶于水的物质,残留在原地的形成土。
矿物,岩石,岩体都可以形成土。
组成岩体的岩石的矿物颗粒间具有牢固的连接而土没有。
2、岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的?岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成。
力学性质主要取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。
矿物硬度大则强度大,反之则小。
3、何谓岩块的结构?它是怎样影响岩块的力学性质的?岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形式和排列方式及微结构面发育情况与粒间连接方式等反应在岩块构成上的特征。
力学性质主要取决于矿物颗粒连接及微结构面的发育特征。
4、为什么说基性岩和超基性岩最容易风化?可能与其二氧化硅的含量有关。
中国地质大学网络教育《岩体力学》期末考试及答案多选题1. 根据破裂面的力学成因,可以把结构面分为_______。
(4分)(A) 粗糙结构面(B) 光滑结构面(C) 剪性结构面(D) 张性结构面参考答案:C,D2. 结构面的连续性常用_______来表示。
(4分)(A) 隙宽(B) 线连续性系数(C) 迹长(D) 面连续性系数参考答案:B,C,D3. 结构面的形态可以由_______等方面进行研究。
(4分)(A) 侧壁的起伏形态(B) 粗糙度(C) 间距(D) 岩性参考答案:A,B4. 表示岩块的风化程度的定量指标主要有_______等。
(4分)(A) 风化空隙率指标(B) 含水率(C) 波速指标(D) 结构面间距参考答案:A,C5. 根据地质成因的不同,可以把结构面分为 _______ 。
(4分)(A) 原生结构面(B) 褶皱结构面(C) 构造结构面(D) 次生结构面参考答案:A,C,D6. 岩块风化程度的定性指标主要有_______等。
(4分)(A) 颜色(B) 破碎程度(C) 破碎程度(D) 开挖锤击技术特征参考答案:A,B,C,D7. 岩体力学研究中主要方法有_______。
(4分)(A) 工程地质研究法(B) 试验法(C) 数学力学分析法(D) 综合分析法参考答案:A,B,C,D8. 岩体是指地质历史过程中形成的,由_______组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
(4分)(A) 碎石土(B) 岩块(C) 气体(D) 结构面网络参考答案:B,D判断题9. 岩体是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
(4分)正确错误参考答案:错误解题思路:10. 微结构面是指存在于矿物颗粒之间内部或颗粒间的软弱面或缺陷,包括矿物节理.晶格缺陷.粒间空隙等。
(4分)正确错误参考答案:正确解题思路:11. 质量损失率是指岩冻融试验前后干质量之差与试验后干质量之比,用百分数表示。
第一章绪论岩体复杂性表现在以下几个方面:(1)不连续性(2)非均质性(3)各向异性(4)岩体中存在不同于自重应力场的天然应力场(5)岩体赋存于一定地质环境之中,岩体中的水、温度、应力场,对岩体性质有较大的影响。
第二章:岩石和岩体的地质特征岩石:矿物,岩屑的集合体。
是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
结构面:是指地质发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度厚度相对较小的地质界面或带。
岩体:指地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
岩石风化指标:定性指标:颜色,矿物蚀变程度,破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标:风化孔隙率指标和波速指标等。
风化系数;结构面规模:(1)Ⅰ级指大断层或区域性断层,一般延伸约数公里至数十公里以上,破碎带宽约数米至数十米乃至几百米以上。
(2)Ⅱ级指延伸长而宽度不大的区域性地质界面,百米至千米单位。
(3)Ⅲ级指长度数十米至数百米的断层、区域性节理、延伸较好的层面及层间错动等。
(4)Ⅳ级指延伸较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理面等。
是构成岩块的边界面,破坏岩体的完整性,影响岩体的物理力学性质及应力分布状态。
(数十厘米-米)(5)Ⅴ级又称微结构面。
常包含在岩块内,主要影响岩块的物理力学性质,控制岩块的力学性质。
结构面线密度和间距: 1、线密度(Kd)是指结构面法线方向单位测线长度上交切结构面的条数(条/m)。
2、间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的平均距离。
RQD:岩体质量指标RQD:是长度大于10cm的岩心累计长度与回次进尺的比值。
RQD与方向有关,按地质分层计算RQD值大于20厘米为长柱状;10—20厘米为短柱状;小于1厘米为扁柱状;大于5厘米为块状;2---5厘米为碎块状;小于2厘米为碎屑状、粉末状。
岩体5种结构类型:1.整体状结构 2.块状结构 3.层状结构 4.碎裂状结构 5.散体状结构岩体工程分类的目的:通过分类,概括地反映各类工程岩体的质量好坏,预测可能出现的岩体力学问题,为工程设计,支护衬砌,建筑物选型和施工方法选择提供参数和依据。