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岩体力学答案

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第二章 岩块的物理性质

1、某岩样测得其天然密度3/34.2cmg，饱和吸水率%25pW，干密度3/11.2cmgd，且已知其颗粒密度3/85.2cmgs。试计算该岩样的大开空隙率dn，小开空隙率an，总空隙率n，吸水率aW，水下容重。

解：%96.25%10085.211.21%1001sdn

总开空隙率%75.52%1001%2511.2%1000wpdWn

%89.10%100)1%96.251185.234.2(%100)111(%100)1(%100%100nVVmmmmmWsssssswa %98.22%1001%89.1011.2%100waddWn

%77.29%98.22%75.520dannn

水下容重3/38.26%25111.211mKNWggVWmpdpssat

17、某岩石的单轴抗压强度为8Mpa。在常规三轴试验中，当围压加到4Mpa时，测得其抗压强度为16.4Mpa。试求这种岩石的强度参数C和φ值。

解：MPac8 ，MPa4 3，MPam4.16 1

16.4MPa)2tg(4522/45tan4)2tg(452)245(tg2231CCm

MPaCm8)2tg(4521

MPac76.2  79.20

18、某岩块为7cm×7cm×7cm的立方体试块。当试块承受200kN压力后，试块轴向缩短0.003cm，横向增长0.000238cm。试求试块的弹性模量和泊松比。

解：3777cmV kNP200 cml003.0 cmd000238.0

MPaE81.95237/003.077/200

079.07/003.07/000238.0ld

第三章结构面的变形与强度性质

5、试述粗糙起伏无充填结构面的剪切强度特征。某节理面的起伏角20i，基本摩擦角35b，两壁岩石的内摩擦角40，MPaC10，作出节理面的剪切强度曲线。

解：

MPaiCb98.1640tan2035tan10tantan1

第六章 岩体天然应力

10、某岩体，在深度100m 内，密度为2.543/cmg，在深度100-200 m内，密度为2.713/cmg，天然应力比值系数为1.89，试按自重应力理论计算深度50m,150

m处的天然应力大小？

解: 深度50m处，铅直天然应力为：

MPaKPagzv246.187.12455081.954.211

水平天然应力MPavv355.224587.189.1

在深度100m处，铅直天然应力

MPagzgzv821.35081.971.210081.954.22211

水平天然应力MPavv222.7821.389.1

第七章 岩体本构关系与强度理论

17、某均质岩石的强度曲线为：tanc，其中c=40Mpa，φ=30°。试求在侧向围岩应力σ3=20Mpa的条件下，岩石的极限抗压强度。并求出破坏面的方位。

解：MPacm56.1981545tan4021545tan202/45tan22/45tan2231

破坏面的方位：与最大主应力面的夹角602/45

18、将一个岩石试件进行单轴试验，当其压应力达到27.6Mpa时，即发生破坏，破坏面与最大主应力面得夹角为60°，假设抗剪强度随正应力呈线性变化，试计算：（1）在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度；（2）在上述试验中与最大主应力面的夹角为30°的那个平面上的抗剪强度；（3）内摩擦角；（4）破坏面上的正应力和剪应力。

解： 602/45 30

MPac6.27 MPa6.271，MPa03

MPacc6.272/45tan2 MPac97.7

（1）MPa02cos223131

MPaccf97.7tan

（2）30

MPa7.2060cos26.2726.272cos223131

MPacf92.1930tan7.2097.7tan

（3）602/45 30

（4）破坏面上的

MPa9.6120cos26.2726.272cos223131

MPa95.11602sin26.272sin231

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岩体力学

岩体力学

第一章 绪 论

第一节岩体力学与工程实践

岩体力学(rockmass mechanics)是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下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。

岩体力学的研究对象是各类岩体，而服务对象则涉及到许多领域和学科。如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、重要工厂(如核电站、大型发电厂及大型钢铁厂等)以及地震地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科都应用到岩体力学的理论和方法。但不同的领域和学科对岩体力学的要求和研究重点是不同的。概括起来，可分为三个方面：①为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学，重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。②为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学，主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。③为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学，重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理，为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。以上三方面的研究虽各有侧重点，但对岩石及岩体基本物理力学性质的研究却是共同的。本书主要是以各类建筑工程和采矿工程为服务对象编写的，因此，也可称为工程岩体力学。

在岩体表面或其内部进行任何工程活动，都必须符合安全、经济和正常运营的原则。以露天采矿边坡坡角选择为例，坡角选择过陡，会使边坡不稳定，无法正常采矿作业，坡角选择过缓，又会加大其剥采量，增加其采矿成本。然而，要使岩体工程既安全稳定又经济合理，必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。其中，准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良的工程场址，防止重大事故，为合理的工程设计提供岩体力学依据，是工程岩体力学研究的根本目的和任务。

岩体力学习题集,答案

岩体力学习题集,答案

岩体力学习题集

一、名词解释

1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、 稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、 剪切刚度17、八面体强度理论 18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度

二、填空题

1．表征岩石抗剪性能的基本指数是（ ）和（ ）。 2．如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是（ ）和（ ）。

3．岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的增加，变形总量逐次（ ），变形增量逐次（ ）。

4．所谓洞室围岩一般是指洞室周围（ ）倍半径范围内的岩体。

5．边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（ ）、（ ）和（ ）三种类型。

6．垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（ ），弹性模量（ ）；顺层面加压时的抗压强度（ ），弹性模量（ ）。

7．莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（ ）应力和（ ）应力有关，而与（ ）应力无关。

8．岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于（ ）的；而破坏面又总是与中间主应力（ ）。

岩体力学实验..

岩体力学实验..

岩体力学实验

一.实验目的

岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。

二.实验设备、仪器和材料

1.钻石机、锯石机、磨石机；

2.游标卡尺，精度0.02mm；

3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；

4.YE-600型液压材料试验机；

5.JN-16型静态电阻应变仪；

6.电阻应变片（BX-120型）；

7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。

三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态

1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。

2. 加工精度：

a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。

b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm，用游标卡尺检查。

c 轴向偏差：试样的两端面应垂直于试样轴线。检测方法如图5-2所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显缝隙。

3.试样数量： 每种状态下试样的数量一般不少于3个。

4.含水状态：采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。

四.电阻应变片的粘贴

1.阻值检查：要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电阻值一般选用120欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超过0.5Ω。

2.位置确定：纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。

岩体力学试卷(答案)

岩体力学试卷(答案)

中南大学考试试卷标准答案

200 7 –2007学年 2 学期 时间110分钟 2008年1 月21 日

岩体力学 课程48 学时 3 学分 考试形式： 闭 卷

专业年级： 城市地下空间专业0501，0502，0503班 总分100分，占总评成绩 70 %

注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上

一、名词解释（本题20分，每小题4分）

1. 岩体工程:主要指岩基和岩体中的各种地表半地下或地下坑硐。其研究包括岩体初始应力、围岩稳定、岩基稳定、边坡稳定和岩爆等等问题。

2. 岩石质量指标:直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。

3. 岩石流变：应力不变，应变随时间增大的现象叫蠕变；应变不变，应力随时间减小的现象叫松弛，统称为流变。

4. 次主应力:某个面上的正应力的极值，一般不等于主应力；次应力作用面上仍然有剪应力，而主应力作用面上无剪应力；只有三个正交平面上的剪应力都为零时，次应力才等于主应力。

5. 围岩:在岩体中的各种坑道，开挖打破了岩体原始应力平衡状态，在其周围一定范围内的岩体中发生应力重分布，通常将这部分岩体叫围岩。

二、填空题（本题24分，每小题1.5分,共16小题）

1. 岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和5个阶段。

2. 格里菲斯判据是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了一个近似理论。

3. 岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。

4. 结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。

5.

霍克－布朗经验判据在岩体力学的实验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁，克服了借助经验方法将岩石力学参数进行折减的缺陷。

6. 岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。