断裂构造练习题

第八章 断裂力学习题及解习题1、已知I 型裂纹问题的应力函数为()()()z Z y z Z z I I I Im Re +=ϕ，其中()()z Z z Z I I ,分别为复变函数()z Z I 的二次积分和一次积分，试求出对应的应力分量。

解：令()()()y x iv y x u z Z I ,,+=，那么()udy v dx i v dy udx dz z Z CCC++-=⎰⎰⎰按C-R 条件有yux v y v x u ∂∂-=∂∂∂∂=∂∂,。

那么有如下关系式 y Zx Z Z ∂∂=∂∂='Im Re Re ， xZy Z Z ∂∂=∂∂-='Im Re Im ， 由应力函数可得应力()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∂∂+∂∂∂∂=+∂∂=∂∂=I I I I I 222I 2xx Z y Z y y Z y Z y Z y y σIm Im Re Im Re ϕ ()'Im Re Re Re Im Re Im I I I I I I I xx Z y Z Z yZ y Z Z y Z y -=+∂∂=++-∂∂=σ ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂∂∂=+∂∂=∂∂=x Z y xZ x Z y Z x x σI I I I 222I 2yyIm Re Im Re ϕ得 ()'Im Re Im Re I I I I yy Z y Z Z y Z x+=+∂∂=σ ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂-∂∂-∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∂∂-∂∂=∂∂∂-=I I I I I I 2xyZ y Z y y Z x Z y Z y x y x Im Im Re Im Re ϕτ ()'Re Re Im Re Im I I I I I xy Z y xZ y Z Z y Z x -=∂∂-=--∂∂=τ 习题2、如图8-1所示无限大板中含有一长度为2a 的中心贯穿裂纹，设I 型裂纹问题的应力函数为()()()z Z y z Z z I I I Im Re +=ϕ（双向拉伸），或为()()())(2Im Re 22y x A z Z y z Z z I I I --+=ϕ（单向拉伸）。

断层解剖试题及答案一、选择题（共20题，每题1分，共20分）1. 断层解剖是研究地壳运动的一门学科，其主要研究对象是（）。

A. 地质构造B. 卫星数据C. 地球物理D. 古地理2. 断层解剖的主要方法是（）。

A. 钻探B. 探矿C. 观测D. 野外实习3. 下面关于断层的说法中，错误的是（）。

A. 断层是地壳中发生变形的部位B. 断层可以分为正断层和逆断层C. 断层的产生与地震活动密切相关D. 断层位移可以使地层变形、破裂或移位4. 断层形态主要包括（）。

A. 线断层和岩群断层B. 断裂带和板块边界C. 正断层和逆断层D. 层状断裂和脆性断层5. 断层的产生原因主要有（）。

A. 地壳运动和地震活动B. 火山喷发和降雨侵蚀C. 高温作用和地层沉积D. 地球表面风化和侵蚀6. 断层的运动方式主要包括（）。

A. 水平滑移和垂直运动B. 拉伸和挤压C. 扭曲和变形D. 隆升和下沉7. 断层的划分根据其相对运动方向不同，可分为（）。

A. 左旋断层和右旋断层B. 正断层和逆断层C. 斜交断层和纵向断层D. 伸展断层和压缩断层8. 断层的位移是指断层两侧相对平移的距离，它可以通过（）来确定。

A. 地震波的传播速度B. GPS测量精度C. 地层的不连续性D. 断层岩体的破裂程度9. 断层活动对地质构造和地貌的影响主要有（）。

A. 形成山脉和高原B. 形成盆地和湖泊C. 造成地震和火山喷发D. 暴露岩石和侵蚀物质10. 断层解剖的应用主要包括（）。

A. 地质灾害预测B. 石油勘探C. 矿产资源评价D. 地震监测11. 断层活动是地壳中的一种（）现象。

A. 不稳定B. 持续C. 均匀D. 静止12. 断层带是指地壳中存在多个（）的区域。

A. 平行断层B. 平行褶皱C. 单一断层D. 离散断层13. 断层破裂的模式主要有（）。

A. 单一剪切B. 多次挤压C. 弯曲剪切D. 多段滑移14. 断层岩体是指断层两侧的岩石体出现（）的现象。

断裂力学考试试题 A 卷答案一、简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分）1、按裂纹的几何类型分：穿透裂纹，表面裂纹，深埋裂纹； 按裂纹的受力和断裂特征分类：张开型（I 型），滑开型（II 型），撕开型（III ）。

2、并列裂纹的作用使K Ⅰ下降，工程上偏安全考虑：(1)并列裂纹作为单个裂纹考虑；(2)对于密集的缺陷群,假定它们在空间规则排列,并可把空间裂纹简化成平面裂纹。

3、（1）做切线OA（2）做割线OPS ，斜率比切线斜率小5% （3）确定P θ若在5P 前,曲线各点小于5P ，则5P P θ= 若在5P 前,曲线各点小于5P ，则max P P θ=（4）计算max 1.1P P θ≤满足，则有效，否则加大试件 （5）计算I K ,利用前面给出公式。

（6）计算22.5()[,,()]SK a B W a θσ≤-，每项都满足一定要求满足IC K K θ=否则加大试件（厚度为原厚度1.5倍的试件）4、（1）回路积分定义：围绕裂纹尖端周围区域的应力、应变和位移所围成的围线积分。

（2）形变功率定义：外加载荷通过施力点位移对试件所作的形变功率给出。

5、平均应力，超载，加载频率，温度，腐蚀介质，随机载荷等。

P二、推导题（本大题共2小题，每小题20分，总计40分）1、假设裂纹闭合3(1sin sin)222yθθθσ=+当0θ=,r x=时,yσ=.又31)sin sin]22v kθθ=+-当r a x=∆-,θπ=时.2)v k=+应力0yσ→,位移0v→. 10分在闭合时,应力在a∆那段所做的功为ayB vdxσ∆⎰.2 001412)4a ayB kG vdx k dx KB a a Gσ∆∆+⇒==+=∆∆⎰⎰ⅠⅠ平面应力情况:23,1Kk GEμμ-=⇒=+ⅠⅠ平面应变情况:22134k G K Eμμ-=-⇒=ⅠⅠ 2K G E ⇒='ⅠⅠ21E EE E μ'=⎧⎪⎨'=⎪-⎩平面应力平面应变10分2、D-B 模型为弹性化模型，带状塑性区为广大弹性区所包围，满足积分守恒的诸条件。

断裂力学习题集
简述断裂力学的发展历程（含3-5个关键人物和主要贡献）。

断裂力学的定义，研究对象和主要任务。

什么是平面应力和平面应变状态，二者有什么特点？请举例说明之。

什么是应力强度因子的叠加原理，并证明之。

掌握工程应用的方法。

普通碳钢一次拉伸能够获得哪几个材料性能参数？
为什么裂纹尖端会发生应力松弛？如何对应力强度因子进行修正？
COD的定义，工程应用及局限性..........J积分的定义和特性
J积分工程估算原理..........K、G和J的关系如何？
什么是蠕变,有何特点？蠕变应变随时间的变化中一般可划分成几个阶
段？
在材料的弹塑性行为中，存在临界应力强度因子和临界J积分，它们是表
征裂纹是否扩展的材料参数，在材料的蠕变行为中是否存在这样的临界C*？为什么？
裂纹止裂的原理为何？工程中常用的止裂方法有哪些？
试述疲劳问题的特点，并试举2-3个工程案例；
分析疲劳断口的组成与影响因素；
分析疲劳应力应变曲线的特点；
抗疲劳设计方法有哪几种？
试述主要的疲劳损伤累积理论；
疲劳裂纹扩展规律与Paris公式，实验中如何获得裂纹扩展速率？
列举断裂力学相关的实验测试标准5个。

简要描述材料断裂韧性的测试方法及过程。

冲击试验可获得哪些材料性能参数？这些参数在工程中如何应用？
我国缺陷评定规范GB/T19624《在用含缺陷压力容器安全评定》中常规评定采用了
双参量失效评定图技术，请画出该图的简图，在该图中横纵坐标分别是什么，如何用该图来评定一含裂纹缺陷的结构安全？。

2021年水利水电专业知识练习题和答案（Part15）共2种题型，共65题一、单选题(共40题)1.在饮用水源保护区内设置排污口的，由县级以上地方人民政府责令限期拆除、恢复原状；逾期不拆除、不恢复原状的，强行拆除、恢复原状，并处()。

A：5万元以上10万元以下罚款B：1万元以上10万元以下罚款C：2万元以上10万元以下罚款D：1万以上5万元以下罚款【答案】：A【解析】：《中华人民共和国水法》第六十七条在饮用水水源保护区内设置排污口的，由县级以上地方人民政府责令限期拆除、恢复原状；逾期不拆除、不恢复原状的，强行拆除、恢复原状，并处五万元以上十万元以下的罚款。

2.适用于河谷狭窄、地质条件允许的坝址的导流方式是()。

A：分期围堰B：全段围堰C：断流围堰隧洞D：断流围堰明渠【答案】：C【解析】：A项，分期围堰导流一般适用于河床较宽的坝址。

B项，全段围堰导流包括隧道导流和明渠导流。

D项，明渠导流方式，适用于河流流量较大、河床一侧有较宽台地、垭口或古河道的坝址。

3.国家对水资源实行的管理体制是()。

A：流域管理B：行政区域管理C：流域管理与行政区域管理相结合D：灌区管理【答案】：C【解析】：《中华人民共和国水法》第十二条规定，国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制。

4.防渗墙施工平台高程应高于施工时段设计最高水位2m以上，并埋设主孔口导向槽板，以便槽孔内废浆、岩屑等杂物顺利排除。

平台的平面尺寸应满足()要求。

A：造孔、清渣、混凝土浇筑和交通B：造孔、混凝土浇筑、混凝土运输C：造孔、清渣、混凝土运输D：造孔、清渣、混凝土浇筑、使用施工机械【答案】：A【解析】：根据防渗墙施工要求，防渗墙施工平台的高程应高于施工时段设计最高水位2m以上。

平台的平面尺寸应满足造孔、清渣、混凝土浇筑和交通要求。

5.确定主要水文参数和成果，是()阶段的主要内容之一。

A：项目建议书B：预可行性研究C：可行性研究D：初步设计【答案】：C6.钢管穿过主厂房**墙处，宜设()。

高中地质构造练习题及讲解一、选择题1. 地质构造是指地球内部力量作用下形成的地表形态，以下哪项不是地质构造的类型？A. 断层B. 褶皱C. 岩浆岩D. 地层2. 以下哪个术语描述的是地壳内部的岩石层因受力而发生弯曲变形？A. 断层B. 褶皱C. 节理D. 地堑3. 地壳运动引起的岩层断裂并错位的现象称为：A. 地壳运动B. 地壳抬升C. 断层D. 地壳下沉4. 地壳中的岩层在受力后，形成的一种弯曲形态，其弯曲的中心部分称为：A. 背斜B. 向斜C. 地堑D. 地垒5. 地壳运动中，岩层发生断裂，但未发生明显错位，这种现象称为：A. 隐伏断层B. 正断层C. 逆断层D. 地堑二、填空题1. 地壳中的岩层在受到挤压力作用时，可能会形成________，这种现象在地质学中称为褶皱。

2. 当岩层受到拉伸力作用时，可能会形成________，这种现象在地质学中称为断层。

3. 地壳中的岩层在受到垂直力作用时，可能会形成________，这种现象在地质学中称为地堑或地垒。

4. 地壳中的岩层在受到水平力作用时，可能会形成________，这种现象在地质学中称为节理。

三、简答题1. 描述褶皱和断层在形成过程中的主要区别。

2. 解释为什么在某些地区，地壳的褶皱构造可以作为重要的矿产资源的指示。

3. 描述断层在地震发生过程中的作用。

四、计算题1. 假设某地区发生了一次地震，地震波在地壳中的传播速度为3.5 km/s，地震波从震源到观测点的时间为20秒。

如果地震波在断层带的传播速度降低到2.5 km/s，计算地震波在断层带内传播的距离。

2. 某地区的岩层在受到挤压力作用下形成了褶皱，褶皱的轴线长度为5公里，褶皱的宽度为2公里。

如果褶皱的弯曲角度为45度，计算褶皱的弯曲半径。

答案：一、选择题1. C2. B3. C4. A5. A二、填空题1. 褶皱2. 断层3. 地堑或地垒4. 节理三、简答题1. 褶皱是岩层在受到挤压力作用下形成的弯曲形态，而断层是岩层在受到剪切力作用下发生的断裂和错位。

构造图件题
1．半定量给出图1中（大圆弧）一背斜的两翼及枢纽的产状。

2.半定量给出图2中断层的产状。

3. 图3为某区地质略图，请阐述以下问题：
a.图中桥头、八角地区的闭合断层所反映的构造类型。

b.本区断裂构造总体的组合特点。

c.根据地层接触关系和构造变形特征简述本区构造发展史。

4．分析A、B图中断层的类型。

5．根据构造等高线图，指出其横剖面上的褶皱类型
（6．分析地质图，并回答问题
7．下图为一背斜赤平投影图，请定量给出两翼及枢纽产状（下半球投影）。

8．地质图分析
分析和判断图中的构造类型、形成时代；岩体的产状类型；各地质体间的接触关系及图区的构造演化历史。

9．．小图分析
根据A图中断层及其旁侧构造，用箭头标注断层的相对错动方向，说明其断层类型。

根据B图标志层中的原生和次生构造，恢复褶皱形态（用虚线）。

A B
10．分析图中可能出现的构造形态
11．下图为剖面图，判断可能的褶皱类型，并用虚线恢复其形态。

构造地质学试题二一、填空题：每个空格1分，计16分。

1、地形图上水平岩层的厚度等于岩层顶底面（）之差。

2、总滑距是指断层两盘（）之间的移动距离，而断距则指断层两盘（）之间的移动距离。

3、雁行式节理或雁列脉有两种斜列方式，当顺着节理走向观察时（）称为右阶（列），反之称为左阶（列）。

4、劈理的微观特征是具有域构造，即表现为（）和（）在岩石中的相间平行排列。

5、尽管劈理成因各异，单研究表明大多数劈理是（）于应变椭球体的（）主应变面。

6、共轭“X型”剪节理的锐角平分线与最大主压应力（σ1）方位（），与最小主压应力（σ3）方位（），中间主应力（σ2）与（）平行。

7、断层面上的擦痕也是一种线理，它指示断层两盘相对运动方向，因而擦痕是一种（）线理。

8、流劈理是变质岩或强烈变形岩石中的一种面状构造，它是由片状、板状、扁圆状矿物或集合体的（）排列而构成的。

9、A线理有两种成因类型：其一，岩石在变形时其中的岩石碎屑、砾石、矿物颗粒或集合体发生（）而形成的；其二，矿物或集合体在岩石变形变质时沿张应力方向（）的结果。

10、断层的滑距是指断层的实际位移，它是断层两盘（）之间的真正位移。

二、看图回答问题：计38分。

1、用作图法求图1中石炭系顶面产状，即求倾向和倾角。

（4分）2、图2为一倾斜岩层，试根据斜层理判断岩层地新老关系。

（4分）3、图3是石灰岩装饰石料（合肥工业大学行政楼大门门厅廊柱），其上发育很好的方解石张性雁列脉。

试判断其分布形式和可能的运动方向。

（4分）4、图4为一逆冲推覆构造立体示意图，请指出图上a、b、c、d 四部分名称。

（4分）5、指出图5的褶皱类型和枢纽的空间形态。

（4分）6、图6-a中断层带内发育一组密集劈理；图6-b主干断层SW盘发育一组羽状张节理，而NE盘发育一组羽状剪节理；图6-c主干断层的东盘发育一组由断层引起的牵引褶皱。

试根据各自旁侧的派生小构造分析其断层运动方向和断层类型。

（6分）图6图67、图7中的ab表示发育在某岩层面上的线理，ac是线理ab在竖直面上的投影，ad 为该倾斜岩层的走向线，试指出线理ab的倾伏向、侧伏向和侧伏角。

断裂力学复习题1．裂纹按几何特征可分为三类,分别是（穿透裂纹）、（表面裂纹）和（深埋裂纹）。

按力学特征也可分为三类，分别是（张开型）、（滑开型）和（撕开型）。

2．应力强度因子是与（外载性质）、（裂纹）及（裂纹弹性体几何形状）等因素有关的一个量。

材料的断裂韧度则是（应力强度因子）的临界值，是通过（实验）测定的材料常数。

3．确定应力强度因子的方法有：（解析法），（数值法），（实测法）。

4．受二向均匀拉应力作用的“无限大”平板，具有长度为2a的中心贯穿裂纹，求应力强度因子的表达式。

【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。

可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：5．对图示“无限大”平板Ⅱ型裂纹问题，求应力强度因子的表达式。

【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。

可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：6．对图示“无限大”平板Ⅲ型裂纹问题，求应力强度因子的表达式。

【解】将x坐标系取在裂纹面上，坐标原点取在裂纹中心，则上图所示问题的边界条件为：① 当y = 0，x → ∞时，；② 在y = 0，的裂纹自由面上，；而在时，随，。

可以验证，完全满足该问题的全部边界条件的解析函数为（1）将坐标原点从裂纹中心移到裂纹右尖端处，则有z =ζ+a或ζ= z－a，代入（1），可得：于是有：7．“无限大”平板中，在长度为2a的中心贯穿裂纹表面上，距裂纹中点为x=±b处各作用一对集中力p，求应力强度因子的表达式。

构造地质学练习题一、名词解释复背斜构造尺度剪裂角递进变形侧伏角与侧伏向剪应变节理组与节理系构造窗视厚度流面与流线节理分期与配套枢纽叠加褶皱劈理域构造置换地层断距均匀变形构造层相似褶皱韧性断层构造应力场劈理折射蠕变复背斜飞来峰劈理假整合张节理断距应力与应变劈理域协调褶皱正应力与剪应力横截面节理分期Q节理地层断距轴迹侧伏角枢纽与轴迹滑距透入性构造同沉积褶皱轴面推覆构造真倾角与视倾角角度不整合轴面二、选择题1、纵弯滑作用在层面上所形成的一组擦痕，其产状（）。

A、与所在层面的倾斜线一致B、与所在层面的走向一致C、与所在褶皱的枢纽一致D、与所在褶皱的枢纽垂直2、Q节理是（）节理。

A、垂直流面，平行流线B、垂直流面，垂直流线C、平行流面，平行流线D、平行流面，垂直流线3、对称波痕其波峰（）。

A、指向岩层顶面B、指向岩层底面C、有时指向岩层顶面D、有时指向岩层底面4、逆断层形成的应力状态是（）。

A、б3直立，б1、б2水平B、б1直立，б2、б3水平C、б2直立，б1、б3水平D、б1低角度倾斜5、旋转节理（）。

A、与层面近于垂直B、与褶皱轴面近于垂直C、与层面呈45oD、与褶皱轴面呈45o6、岩层通过山脊时，其露头界线与等高线弯曲方向相同，但曲率较小，表明该岩层的倾斜是（）。

A、与山脊坡向相反B、与山脊坡向相反，但岩层倾角大于坡角C、与等高线同向弯曲D、与山脊坡向相同，但岩层倾角小于坡角7、不整合的共同特点是具有（）。

A、变质作用B、上下两套地层产状不一致C、岩浆活动D、沉积间断8、擦痕线理是（）。

A、a线理B、b线理C、c轴线理D、交面线理9、（）与主断层所夹锐角指示本盘运动方向。

A、劈理带B、旁侧小褶皱C、羽状张节理D、构造透镜体10、无根勾状褶皱是（）的标志之一。

A、纵弯褶皱作用B、横弯褶皱作用C、塑性变形D、构造置换11、应变椭球体中的BC面代表（）。

A、最大挤压面B、最大张裂面C、最大剪裂面D、圆切面12、当构造面直立时，该面上任何构造线的侧伏角和它的倾伏角（）。