巖石力學(xué)考試試題

2、巖體的尺寸效應(yīng)是指（）。

（A）巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系

（B）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象

（C）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象

（D）巖體的強(qiáng)度比巖石的小

3、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（）。

（A）巖石類型、埋深

（B）巖石類型、含水量、溫度

（C）巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度

（D）巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深

4我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅(jiān)硬程序確定是按照（）o

（A）巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度

（B）巖石的抗拉強(qiáng)度

（C）巖石的變形模量

（D）巖石的粘結(jié)力

5、下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（）

（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形

1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、

A10、D

6、沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（）

（A）原生結(jié)構(gòu)面（B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面

（C）次生結(jié)構(gòu)面

7、巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（）

（A）劈理面（B）解理面（C）結(jié)構(gòu)

（D）晶面

8、同一形式的結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是

（）

（A）柱狀〉板狀〉塊狀

（B）塊狀〉板狀〉柱狀

（C）塊狀〉柱狀〉板狀

（D）板狀〉塊狀〉柱狀

9、不同形式的結(jié)構(gòu)體對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列

次序?yàn)椋ǎ?/p>

（A）聚合型結(jié)構(gòu)體＞方形結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體＞錐形結(jié)構(gòu)體

（B）錐形結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體〉方形結(jié)構(gòu)體＞聚合型結(jié)構(gòu)體

（C）聚合型結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體〉文形結(jié)構(gòu)體＞錐形結(jié)構(gòu)體

（D）聚合型結(jié)構(gòu)體,方形結(jié)構(gòu)體＞錐形結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體

10、巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體

分割成相對(duì)的完整堅(jiān)硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于

()

(A)結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)(B)結(jié)構(gòu)體型式

(C)巖石建造的組合(D)三者都應(yīng)考慮

1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、

A10、D

選擇題

1、在我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，軟巖表示巖石的飽和單軸抗壓

強(qiáng)度為()。

(A)15~30MPa(B)<5MPa(C)5~15Mpa(D)

<2MPa

2、我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中巖體完整性確定是依據(jù)()。

(A)RQD(B)節(jié)理間距(C)節(jié)理密度

(D)巖體完整性指數(shù)或巖體體積節(jié)理數(shù)

3、在我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，較完整巖體表示巖體的完整性

指數(shù)為()。

(A)0.55~0.35(B)0.35~0.15(C)>0.55(D)0.75~0.55

4、在我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)是由哪兩個(gè)

指標(biāo)村確定的？()。

(A)RQD和節(jié)理密度(B)巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度和巖體的

完整性指數(shù)

（C）地下水和RQD（D）節(jié)理密度和地下水

5、我國工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)哪些因素對(duì)巖石基本質(zhì)量進(jìn)

行修正的？（）。

①地應(yīng)力大小；②地下水；③結(jié)構(gòu)面方位；④結(jié)構(gòu)面粗

糙度。

（A）①，@（B）①，②（C）③（D）①，②,③

6、某巖石、實(shí)測(cè)單軸飽利抗壓強(qiáng)度RC=55MPa,完整性指數(shù)

KV=0.8,野外鑒別為原層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好，錘擊清脆

有輕微回彈，按工程巖

體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定該巖石的基本質(zhì)量等級(jí)為（）

（A）I級(jí)（B）II級(jí)（C）III級(jí)（D）IV級(jí)

問答題

1、為什么要進(jìn)行工程巖體分類？

1、C2、D3、D4、B5、D6、B

選擇題

1、初始地應(yīng)力主要包括（）。

（A）自重應(yīng)力（B）構(gòu)造應(yīng)力

（C）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力（D）殘余應(yīng)力

2、初始地應(yīng)力是指（）。

（A）未受開挖影響的原始地應(yīng)力

（B）未支護(hù)時(shí)的圍巖應(yīng)力

（C）開挖后巖體中的應(yīng)力

（D）支護(hù)完成后圍巖中的應(yīng)力

3、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向?yàn)椋ǎ?/p>

A、鉛垂方向B、近水平方向

C、斷層的走向方向D、傾斜方向

4、下列關(guān)于巖石初始應(yīng)力的描述中，哪個(gè)是正確的？（）。

（A）垂直應(yīng)力一定大于水平應(yīng)力

（B）構(gòu)造應(yīng)力以水平應(yīng)力為主

（C）自重應(yīng)力以壓應(yīng)力為主

（D）自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致

5、如果不時(shí)行測(cè)量而想估計(jì)巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，則一般假設(shè)

側(cè)壓力系數(shù)為下列哪一個(gè)值比較好？（）

（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>1

6、測(cè)定巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍采用的方法是（）

（A）應(yīng)力恢復(fù)（B）應(yīng)力解除法

（C）彈性波法（D）模擬試驗(yàn)

1、C2、A3、B4、B5、B6、B

選擇題

1、在工程實(shí)踐中，洞室圍巖穩(wěn)定性主要取決于（B）。

（A）巖石強(qiáng)度（B）巖體強(qiáng)度（C）結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度（D）

結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度

計(jì)算題

7.1解釋巖體原始應(yīng)力、二次應(yīng)力、圍巖壓力。

7.2某直墻型隧道處于IV類圍巖，凈寬5.5m,凈高7.4m,圍巖

容重r=20,適用鐵路隧道計(jì)算方法確定圍巖壓力。

7.3一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m,圍巖巖石容

重r=23內(nèi)摩榛角

q=36，巖石抗壓強(qiáng)度R=8Mpa,隧道寬6m,高8m,使用泰

沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。

7.4III類圍巖中的一直墻型隧道，埋深26m,圍巖容重22,計(jì)

算內(nèi)摩擦角30度，隧道寬6m,高8m。試按淺埋隧道確定圍巖壓

7.4IH類圍巖自：墻型隧道，埋深26m,

圍巖容重7=2琢/病，計(jì)算內(nèi)摩擦

角S3隧道寬6m.高8陣試按淺埋隧

道確定圍巖壓力。

7.5某圓形隧道覆蓋層厚40嘰巖體asnm

重，側(cè)壓力系數(shù)值，毛洞直徑

7m.巖體彈性變形模量E=150酬松

比。設(shè)置襯砌時(shí)gHE/f位

移_____o襯砌厚度___________

正

量SS，波松比rwi自重

應(yīng)力引起的彈性變形樂力。

力。

D；

7.6砂性土質(zhì)隧道，埋深h=40m,圍巖容

重7=20JW//n，內(nèi)摩擦角皿，隧道寬6m.

高8m,試確定圍巖壓力。

解：此時(shí)令側(cè)壓力系數(shù)值，

隧道頂部垂汽小力E!

203+8taii4f-§'

“tan2s

水平壓力

e,=812taiiJ^45°-^-j

=IMPae2=(812+20*8)tan[45°-351kpa

7.8某隧洞覆蓋層厚度30m,毛洞跨徑6.6m”

巖石容重y=T8kNIm,原巖應(yīng)力p^40kPa,

彈性變形模T-：E=150Mpa.泊松比gfi

離開挖面3m處設(shè)置襯砌，襯砌厚度為

￡=2x

0.06m,襯砌材料變形模c10&MPa

「LI其由/

電從二0167，泊松比

自重應(yīng)力引起的彈性變形壓力。

解：由題知，由自重所引起的原巖

應(yīng)力p-540左Pa

其中萬開挖面3m

處設(shè)置襯砌，此距離約為毛洞直徑的一

半，此時(shí)圍巖的自由變形占總變形的

所彈性變形壓力為■szamiHi

〃=-T-N=

P+K,

應(yīng)當(dāng)指出，上述計(jì)克是假設(shè)襯砌與仰拱瞬

即同時(shí)完成的，若仰拱留待以后建筑，

則實(shí)際產(chǎn)生的彈性變形壓力將小丁,此值

7.9某地質(zhì)隧洞,埋深30m,毛洞跨度6.6m,±

體容電Y=18KN/m3,平均粘結(jié)力c=100kPa,

內(nèi)摩擦角，上體塑性區(qū)平?均剪切變形模

6G=33,33址a,襯砌厚度0.06m,襯砌材料變

形模；tE=2X104Mpa,泊松比Pc=0.167支護(hù)前

-------------------------rL

洞周上體徑卜'diV.移u（）=1.65cm。求Pi,Pinan，Rftaxi

解

由題知,原巖應(yīng)p=540kPa,則

M=22siii0+2ccos°=71%/%

匚。［言:島"由

2H.//ll

由式（7.34）算得p「192kPa,設(shè)c值不變，

解得最小松動(dòng)區(qū)辛徑，/3.82?1,因而最

小國巖慶力punin=4.7kPa；如c值下降

70%,則解得R1nm=5.5m,pumn=19.6kPa.

可見，求得的Pi值是較高的，因而可適當(dāng)

擴(kuò)大％值，即適當(dāng)遲緩支護(hù)，以降低R

值.7；.IL

1.1巖石與巖體的關(guān)系是（B）。

（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的

（C）巖體代表的范圍大于巖石（D）巖石是巖體的主要組成部分

1.2大部分巖體屬于（D）。

（A）均質(zhì)連續(xù)材料（B）非均質(zhì)材料

（C）非連續(xù)材料（D）非均質(zhì)、非連接、各向異性材料

2.1巖石的彈性模量一般指（B）。

（A）彈性變形曲線的斜率（B）割線模量

（C）切線模量（D）割線模量、切線模量及平均模量中的任一種

2.2巖石的割線模量和切線模量計(jì)算時(shí)的應(yīng)力水平為（D）。

（A）3B2>（C）5（D）工

2.3由于巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于它的抗拉強(qiáng)度，所以巖石屬于（B）。

（A）脆性材料（B）延性材料

（C）堅(jiān)硬材料（D）脆性材料，但圍壓較大時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)延性特征

2.4剪脹（或擴(kuò)容）表示（D）o

（A）巖石體積不斷減少的現(xiàn)象（B）裂隙逐漸閉合的一種現(xiàn)象

（C）裂隙逐漸漲開的一種現(xiàn)象（D）巖石的體積隨壓應(yīng)力的增大逐漸增大的現(xiàn)象

2.5剪脹（或擴(kuò)容）發(fā)生的原因是由于（D）。

（A）巖石內(nèi)部裂隙閉合引起的（B）壓應(yīng)力過大引起的

（C）巖石的強(qiáng)度大小引起的（D）巖石內(nèi)部裂隙逐漸張開的貫通引起的

2.6巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍巖的增大（A）。

（A）而增大（B）而減?。–）保持不變（D）會(huì)發(fā)生突變

2.7劈裂試驗(yàn)得出的巖石強(qiáng)度表示巖石的（B）。

（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

9、格里菲斯強(qiáng)度準(zhǔn)則不能作為巖石的宏觀破壞準(zhǔn)則的原因是（D）。

（A）它不是針對(duì)巖石材料的破壞準(zhǔn)則

（B）它認(rèn)為材料的破壞是由于拉應(yīng)力所致

（C）它沒有考慮巖石的非均質(zhì)特征

（D）它沒有考慮巖石中的大量身長(zhǎng)裂隙及其相互作用

10、巖石的吸水率是指（B）0

（A）巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比

（B）巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比

（C）巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比

（D）巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比

11、已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度之比為0.72,則該巖石（A

（A）軟化性強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)不良

（B）軟化性強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)較好

（C）軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)較好

（D）軟化性弱，工程地質(zhì)性質(zhì)不良

12、當(dāng)巖石處于三向應(yīng)力狀態(tài)且比較大的時(shí)候，一般應(yīng)將巖石考慮為（B）.

（A）彈性體（B）塑性體

（C）彈塑性體（D）完全彈性體

13、在巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，若加荷速率增大，則巖石的抗壓強(qiáng)度（A）。

（A）增大（B）減?。–）不變（D）無法判斷

14、按照庫侖一莫爾強(qiáng)度理論，若巖石強(qiáng)度曲線是一條直線，則巖石破壞時(shí)破裂面與最大主

應(yīng)力作用方向的夾角為（C）。

（A）45°（B）45°+（p/2（C）45°-q）/2（D）60°

15、在巖石的含水率試驗(yàn)中，試件烘干時(shí)應(yīng)將溫度控制在（D）o

（A）95“05c（B）100~105℃

（C）100-110℃（D）105-110℃

16、按照格理菲斯強(qiáng)度理論，脆性巖體破壞主要原因是（A）。

（A）受拉破壞（B）受壓破壞（C）彎曲破壞（D）剪切破壞

17、在缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，-搬取巖石抗拉強(qiáng)度為抗壓強(qiáng)度的（B）

（A）1/2-1/5（B）1/10-1/50

（C）2?5倍（D）10?50倍

18、某巖石試件相對(duì)密度ds=2.60,孔隙比e=0.05,則該巖石的干密度Pd為（D）

（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.48

19、下列研究巖石彈性、塑性和粘性等力學(xué)性制裁的理想力學(xué)模型中，哪一種被稱為凱爾文

模型？（C）

（A）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)

2、巖體的尺寸效應(yīng)是指（C）。

（A）巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系

（B）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象

（C）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象

（D）巖體的強(qiáng)度比巖石的小

3、影響巖體質(zhì)量的主要因素為（C）。

（A）巖石類型、埋深

（B）巖石類型、含水量、溫度

（C）巖體的完整性和巖石的強(qiáng)度

（D）巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深

5、下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（D）

（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形

7,巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（C）

（A）劈理面（B）解理面（C）結(jié)構(gòu)

（D）晶面

8、同?形式的結(jié)構(gòu)體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是（B）

（A）柱狀〉板狀〉塊狀

（B）塊狀〉板狀〉柱狀

（C）塊狀〉柱狀〉板狀

（D）板狀〉塊狀〉柱狀

9、不同形式的結(jié)構(gòu)體對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序?yàn)椋ˋ）

（A）聚合型結(jié)構(gòu)體〉方形結(jié)構(gòu)體）菱形結(jié)構(gòu)體＞錐形結(jié)構(gòu)體

（B）錐形結(jié)構(gòu)體〉菱形結(jié)構(gòu)體〉方形結(jié)構(gòu)體＞聚合型結(jié)構(gòu)體

（C）聚合型結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體〉文形結(jié)構(gòu)體,錐形結(jié)構(gòu)體

（D）聚合型結(jié)構(gòu)體〉方形結(jié)構(gòu)體＞錐形結(jié)構(gòu)體＞菱形結(jié)構(gòu)體

10、巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體分割成相對(duì)的完整堅(jiān)硬的單

無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（D）

（A）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)（B）結(jié)構(gòu)體型式

（C）巖石建造的組合（D）三者都應(yīng)考慮

3、構(gòu)造應(yīng)力的作用方向?yàn)椋˙）。

A、鉛垂方向B、近水平方向

C、斷層的走向方向D、傾斜方向

4、下列關(guān)于巖石初始應(yīng)力的描述中，哪個(gè)是正確的？（B）。

（A）垂直應(yīng)力一定大于水平應(yīng)力

（B）構(gòu)造應(yīng)力以水平應(yīng)力為主

（C）自重應(yīng)力以壓應(yīng)力為主

（D）自堇應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力分布范圍基本一致

5、如果不時(shí)行測(cè)量而想估計(jì)巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，則一般假設(shè)側(cè)壓力系數(shù)為下列哪個(gè)值

比較好？（B）

（A）0.5（B）1.0（C）＜1（D）＞1

6、測(cè)定巖體的初始應(yīng)力時(shí)，最普遍采用的方法是（B）

（A）應(yīng)力恢復(fù)（B）應(yīng)力解除法

（C）彈性波法（D）模擬試驗(yàn)

3.1某均質(zhì)巖體的縱波波速是4722&,橫波波速是2655m巖石容重A=25%'”,求

巖體的動(dòng)彈性模量，動(dòng)泊松比和動(dòng)剪切模量。

解：彈性理論證明，在無限介質(zhì)中作三維傳播時(shí)，其彈性參數(shù)間的關(guān)系式如卜.:

*1儀1+雨-剜

哈若47201-2x265、8180350

=0.27

：】)-

動(dòng)泊松比-2(*/)-2(4720-265530458750

+網(wǎng)-W;

口”—1111

動(dòng)彈性模量8。一網(wǎng)

Z63Q+dZ?Xl-2x0.27)x22278400

9.81x0-0.27)

3422R58126x100

=477979.636"”

7.1316

B

'?'Ar=一

動(dòng)剪切模量G,按公式2CF

-R47.8xVO*4?i

:.O=---------=---------------=1fo8.o8xf1A0Ag/o?r

2(1-02(0.27+0

3.2求在自重作用下地殼中的應(yīng)力狀態(tài)：如果花崗巖r=N6g'“，泊松比〃=0.25,則一公里深

度以卜.的應(yīng)力是多少？

解：因?yàn)榈貧ず穸缺鹊厍虬霃叫〉亩唷Ｔ诰植康貐^(qū)可以把地表看作一個(gè)半平面，在水平方向?yàn)闋?，深度?/p>

無限?，F(xiàn)考慮地面下深度z處的一個(gè)微小單元體。它受到在它上邊巖、土體重量的壓力。在單位面積上，

這個(gè)重量是,"Xi,其中，Zxl是它上面物體的體積，下是物理單位體積的重量，因此：/=，-2

如果單元體四周是空的，它將向四周膨脹，當(dāng)由于單元體四周也都在自重作用下，相互作用的

影響使單元體不能向四周擴(kuò)張。即

4=g?=0

%-儀,+%)=0；%-掰/+。)=。

口0工—一。一-JL.t口r,—-金一名Xir

解之，則得：1-M1+"

對(duì)于花崗巖，，=，-公里深度以下的應(yīng)力為:

2.6x1000

xUn=26QAg/“

1000

nos

。iL5能x2?=873*

由此可見，深度每增加公里，垂直壓力增加渤融,由，而橫向壓力約為縱向壓力的三分之一。

6.1設(shè)某花崗巖埋深一公里，其上復(fù)蓋地層的平均容重為花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松

比"=0.25。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力分別為（）。

(A)2600和867&0(B)26000和86670U

(C)2600和866Ml"(D)2600和866.7股A

解答

(1)垂直應(yīng)力計(jì)算

6=Z力用=.WOO=籌000%1

IJ.

(2)水平應(yīng)力計(jì)算

其中：側(cè)壓力系數(shù)2的大小與巖體的性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)巖體處于彈性狀態(tài)時(shí)，采用彈性力學(xué)公式：當(dāng)巖體比較

破碎時(shí)，采用松散介質(zhì)極限平衡理論公式；當(dāng)巖體處于潛塑狀態(tài)時(shí).，采用海姆公式。因?yàn)楸绢}巖體處于彈

性狀態(tài)，所以采用彈性力學(xué)公式，側(cè)壓力系數(shù)：為

,P0.25I

-l-#e-1-0.25-3

所以：

可見，本題的正確答案為（B）

1.圣維南原理：如果把物體的一小部分邊界上的面力，變換為分布不同但靜力等效的面力

（主矢量相同，對(duì)于同一點(diǎn)的主矩也相同），那么，近處的應(yīng)力分布將有顯著的改變，但遠(yuǎn)

處所受的影響可以不計(jì)。

2.逆解法：先設(shè)定各種形式的、滿足相容方程的應(yīng)力函數(shù)，并求出應(yīng)力分量；然后再根據(jù)

應(yīng)力邊界條件和彈性體的邊界形狀，看這些應(yīng)力分量對(duì)應(yīng)于邊界上什么樣的面力，從而得知

所選取的應(yīng)力函數(shù)可以解決的問題。

6.結(jié)構(gòu)面線連續(xù)性系數(shù)：沿結(jié)構(gòu)面延伸方向上，結(jié)構(gòu)面各段長(zhǎng)度之和與測(cè)線長(zhǎng)度的比值。

8.支承壓力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改

變后的切向應(yīng)力增高部分稱為支承壓力。

9.構(gòu)造應(yīng)力：山地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而引起的地應(yīng)力。

10.地應(yīng)力的間接測(cè)量法：借助某些傳感元件或某些媒介，測(cè)量和記錄巖體中某些與應(yīng)力有

關(guān)的間接物理量的變化，如巖體中的變形或應(yīng)變，巖體的密度、滲透性、吸水性、電磁、電

阻、電容的變化，彈性波傳播速度的變化等，然后由測(cè)得的間接物理量的變化，通過己知的

公式計(jì)算出巖體中的應(yīng)力值。

2.將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到28MPa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面

的夾角為60°,設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則，

(1)試求該巖石的內(nèi)摩擦角。和粘聚力C,寫出摩爾-庫侖方程式？

(2)畫出此受力狀態(tài)時(shí)的摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則示意圖。

解：(1)根據(jù)摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為a=45°+0，

2

并由題意知a=60°,所以得巖石的內(nèi)摩擦角。=30。。

再由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合歷=買變蟲由題

l-sin0

14

意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)必=2SMPa,MPao

cr3=OMPa,繼而求得。=

14

即得摩爾?庫侖方程式為力=C+=

(2)

3.在地下400m深處,掘進(jìn)一個(gè)圓形巷道,斷面半徑為5m,覆蓋巖層的容重/=25kN/m3,

側(cè)壓力系數(shù)為1,試求：

（1）求離巷道壁面2m處圍巖的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力4大??？

（2）繪出巷道頂板中線和側(cè)壁中線處的（7。-/?和5,-r曲線圖。

解：（1）由題意知該巷道處的垂直應(yīng)力區(qū)=俎=400x25=10M。，并由側(cè)壓力系數(shù)為1,

得水平應(yīng)力%=2%=10〃“。由此得該圓形巷道處于靜水壓力下，此時(shí)圍巖的徑向應(yīng)力

和環(huán)向應(yīng)力表達(dá)式為：

<

2

八a、

°e=%（1+?。?/p>

再由題意知，式中原始應(yīng)力5）=<7,,=<7/,=10MP4,斷面半徑a=5機(jī)，離巷道壁面2m

處圍巖即為距巷道中心距離r=7m,代入上式得。=4.9MPa,4=15AMPa。

1.巖石力學(xué)：巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性質(zhì)的一門理論和應(yīng)用科學(xué)，是探討巖石對(duì)周圍

物理環(huán)境中力場(chǎng)的反應(yīng)。

2.半逆解法：針對(duì)所要求解的問題，根據(jù)彈性體的邊界形狀和受力情況，假設(shè)部分或全部

應(yīng)力分量的函數(shù)形式，并從而推出應(yīng)力函數(shù)的形式，然后代入相容方程，求出應(yīng)力函數(shù)的具

體表達(dá)式，再由應(yīng)力函數(shù)求得應(yīng)力分量,并考察這些應(yīng)力分量能否滿足全部應(yīng)力邊界條件（對(duì)

于多連體，還須滿足位移單值條件）。如果所有條件都能滿足，自然得出的就是正確解答。

如果某方面的條件不能滿足，就要另作假設(shè)，重新進(jìn)行求解。

6.變形模量：在應(yīng)力一應(yīng)變曲線上的任何點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)相連的割線斜率，表示該點(diǎn)所代表

的應(yīng)力的變形模量。

7.巖體結(jié)構(gòu)：巖體中結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體形態(tài)和組合的特征。

9.支承應(yīng)力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改

變后的切向應(yīng)力增高部分稱為支承壓力。

10.地應(yīng)力的直接測(cè)量法：由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量和記錄各種應(yīng)力量，如補(bǔ)償應(yīng)力、恢復(fù)應(yīng)力、

平衡應(yīng)力，并由這些應(yīng)力量和原巖應(yīng)力的相互關(guān)系，通過計(jì)算獲得原巖應(yīng)力值。

1.將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，其壓應(yīng)力達(dá)到40Mpa時(shí)發(fā)生破壞，破壞面與水平面

的夾角為60°設(shè)該巖石滿足摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則，試求：

(1)該巖石的內(nèi)摩擦角。和粘聚力C?

(2)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，圍壓為lOMPa時(shí)，軸向壓應(yīng)力達(dá)到多少時(shí)巖石破壞？

解：(1)根據(jù)摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)的破壞面與水平面的夾角為a=45°+幺，

2

并由題意知a=60°,所以得巖石的內(nèi)摩擦角。=30。。

2Ccos0+cr3(l+sin。),由題

再由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合0=

1-sin0

20

意知巖石單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)歷=40Mpa,cr=OMPa,繼而求得。=MPa。

3忑

(2)當(dāng)進(jìn)行三軸實(shí)驗(yàn)時(shí)，fT3=\OMPa,由摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則知巖石破壞時(shí)主應(yīng)力符合

cr,=2。。。5。+%(1+上1町即求得力=70MPa,即軸向壓應(yīng)力達(dá)到70MPa時(shí)巖石破

1-sin°

壞。

2.在地下600m處，掘進(jìn)一圓形巷道，斷面半徑為3m,覆蓋巖層的容重/=27kN/〃/,

側(cè)壓力系數(shù)為1,試求：

(1)求離巷道壁面4m處圍巖的徑向應(yīng)力b。和環(huán)向應(yīng)力cr。大??？

(2)繪出巷道頂板中線和側(cè)壁中線處的。。-廠和。8-廠曲線圖。

解：(1)山題意知該巷道處的垂直應(yīng)力/=俎=600x27=16.2Ma,并由側(cè)壓力系數(shù)為

1,得水平應(yīng)力%=/lcr?=16.2Ma0由此得該圓形巷道處于靜水壓力下，此時(shí)圍巖的徑向

應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力表達(dá)式為：

,?>

八礦、

5=仇(1--F)

r

/a2

G=%(1+F)

廣

再由題意知，式中原始應(yīng)力。0=5,=16.2MRz,斷面半徑。=3〃?，離巷道壁面4m

處圍巖即為距巷道中心距離r=7m,代入上式得,=l32MPa,4=19.2MPa。

(2)

2(To°。

《巖石力學(xué)》

巖石力學(xué)習(xí)題

1.什么叫巖石？什么叫巖體？它們之間的區(qū)別何在？

答：巖石，是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下

按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。

巖體，是指一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體，它經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的自然

歷史過程，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，在其內(nèi)

部保留了各種永久變形和各種各樣的地質(zhì)構(gòu)造形跡（不整合、褶皺、

斷層、層里、節(jié)理、劈理等不連續(xù)面。

巖石和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干連續(xù)面，巖體的強(qiáng)度遠(yuǎn)

低于巖石強(qiáng)度。

2巖石按照成因分成哪幾類？其各自的成因及特征是什么?試舉出幾

種巖石實(shí)例。

答：按照成因，巖石可分成巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。巖漿巖

是由巖漿冷凝而成的巖石。組成巖漿巖的各種礦物化學(xué)成分和物理性

質(zhì)較為穩(wěn)定，它們之間的連接是牢固的，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和均勻

性（橄欖巖、流紋巖）。沉積巖是由母巖在地表經(jīng)風(fēng)化剝蝕而產(chǎn)生的

物質(zhì)，通過搬運(yùn)、沉積、和固結(jié)作用而形成的巖石。沉積巖的物理力

學(xué)特性與礦物和巖屑的成分，膠結(jié)物的性質(zhì)有很大關(guān)系，另外，沉積

巖具有層理構(gòu)造（礫巖、頁巖、泥巖）。變質(zhì)巖是由巖漿巖、沉積巖

甚至變質(zhì)巖在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)活動(dòng)性流體的影響下發(fā)生

編制而形成的巖石。它的物理性質(zhì)與原巖的性質(zhì)、變質(zhì)作用的性質(zhì)和

變質(zhì)程度有關(guān)（片麻巖、板巖、大理巖）。

3.什么叫巖石力學(xué)？其研究?jī)?nèi)容是什么？研究方法有哪些？

答：巖石力學(xué)是研究巖石及巖體在各種不同受力狀態(tài)下產(chǎn)生變形和破

壞的規(guī)律，并在工程地質(zhì)定性分析的基礎(chǔ)上定量地分析巖體穩(wěn)定性的

一門學(xué)科。巖石力學(xué)研究的內(nèi)容：（D基本原理，包括巖石的破壞、

斷裂、蠕變及巖石內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變理論等的研究；（2）實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)

場(chǎng)原位試驗(yàn)，包括各種靜力和動(dòng)力方法，以確定巖塊和巖體在靜力和

動(dòng)力作用下的性狀及tanti內(nèi)的初始應(yīng)力；（3）在實(shí)際應(yīng)用方面，包

括地表巖石地基的穩(wěn)定和變形問題、巖石邊坡的穩(wěn)定性等問題的研

究。研究方法有科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法。

4巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)主要有哪些？它們是如何定義的？

答：質(zhì)量密度（單位體積的質(zhì)量）；重度（單位體積的重量）；相對(duì)密

度（巖石的干重量除以巖石的實(shí)體積所得的量與1個(gè)大氣壓下4攝氏

度的純水的重度的比值）；孔隙率（孔隙體積與總體積百分比）；孔隙

比（孔隙體積與固體的體積之比）；含水率（天然狀態(tài)下巖石中水的

重量與巖石烘干重量的百分比）；吸水率（干燥巖石試樣在一個(gè)大氣

壓和室溫條件下吸入水的重量與巖石干重百分比）；飽水率（巖樣在

強(qiáng)制狀態(tài)（真空、煮沸、高壓）下，巖樣的最大吸水重量與巖樣烘干

重量的百分比）；滲透性（在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過

水的能力）；膨脹性（巖石浸水后體積增大的性質(zhì)）；崩解性（巖石與

水相互作用時(shí)失去黏結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能）；

軟化性（巖石與水相互作用時(shí)強(qiáng)度降低的特性）；抗凍性（巖石抵抗

凍融破壞的性能稱為巖石的抗凍性）O

5.巖石的容重、密度取決于何種因素？與巖石的力學(xué)性質(zhì)有何相關(guān)

性？

答：巖石的容重、密度取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含

水量。巖石的重度在一定程度上反映出巖石力學(xué)性質(zhì)的優(yōu)劣，通常巖

石的重度愈大，其力學(xué)性質(zhì)愈好。

6巖石的比重取決于何種因素？

答：巖石的比重取決于組成巖石的礦物的相對(duì)密度，巖石中重礦物越

多其比重越大，大部分巖石比重介于2.56280之間。

7.巖石含空隙指標(biāo)與巖石力學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？

答：巖石含空隙指標(biāo)值越大巖石力學(xué)性質(zhì)就越差。

&巖石的吸水率取決于何種因素？與巖石力學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？

答：巖石吸水率大小取決于巖石中孔隙數(shù)量多少和細(xì)微裂隙的連通情

況。吸水率愈大，巖石的力學(xué)性能就愈差。

9.巖石的飽水指標(biāo)與巖石的抗凍性有何相關(guān)性？

答：巖石飽水指標(biāo)反映巖石中張開型裂隙和孔隙的發(fā)育情況，對(duì)巖石

的抗凍性有較大影響。飽水系數(shù)吸水率與飽水率百分比）一般在

0.0.8之間。試驗(yàn)表明，飽水系數(shù)VI%寸，可免遭凍脹破壞。

巖石的軟化、膨脹和崩解的機(jī)理是什么？它們與巖石的力學(xué)性質(zhì)

有何關(guān)系？

答：巖石的軟化機(jī)理，由于水分子進(jìn)入顆粒間的間隙而消弱了顆粒間

的聯(lián)結(jié)造成的；崩解機(jī)理，由于水花過程中消弱了巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)

結(jié)引起的；膨脹機(jī)理，經(jīng)水化作用后相鄰顆粒間產(chǎn)生的契劈效應(yīng)，當(dāng)

契劈作用力大于結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力，巖石顯示膨脹性。巖石的軟化、崩解和

膨脹性質(zhì)越好，巖石力學(xué)性質(zhì)就越差。

11.試推導(dǎo)用巖石的干容重、比重和水的容重表示巖石的空隙率和空

隙比。

答：已知巖石干容重兀；比重Gs；水的容重?zé)o.據(jù)土力學(xué)公式：空

隙比e=G*V-1；空隙率n=±n=l--J

九e+1Gs*九

12巖石的吸水性與空隙率有什么關(guān)系？

答案：因?yàn)閹r石中包含空隙，才導(dǎo)致巖石吸水性的存在?？障对蕉?，

吸水性越明顯。巖石的吸水率是在常溫常壓下進(jìn)行的，水只能進(jìn)入大

開空隙，而小開空隙和閉空隙水不能進(jìn)入，因此它與大開空隙率有關(guān)。

巖石的飽和吸水率在高壓或真空）條件下浸水，一般認(rèn)為水能進(jìn)入所

有開空隙中，因此它與開空隙率有關(guān)。

13.試推導(dǎo)巖石吸水率與巖石大開空隙率的關(guān)系。

解：設(shè)巖石的大開空隙率小，大開空隙體積外占總空隙體積也的百

分比為k,巖石相對(duì)密度為G，，則巖石吸水率Wa與大開空隙率的關(guān)

系表示如下：

_m3_P?*L_認(rèn).v“，球也”球.1

a

ms也G"5G/fv-vJG,*（吁**Q-i

Cr,vk1*

Vnh

14試推導(dǎo)巖石飽水率與巖石開型空隙率的關(guān)系。

解：通常認(rèn)為，在高壓條件下水能進(jìn)入巖樣所有敞開的空隙中。所以,

由上題可知，巖石飽和吸水率與開型空隙率的關(guān)系如下（G,為巖石

相對(duì)密度，小為大開空隙率）：

=也〃―———1

a

msp*vsGJnGJ（f）G

15.何謂巖石強(qiáng)度，取決于哪些因素？

答：巖石在荷載作用下破壞時(shí)所承受的最大荷載應(yīng)力稱為巖石的強(qiáng)

度。巖石的強(qiáng)度決定于很多因素，巖石結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、水、溫度、

圍壓大小、各向異性等都影響巖石的強(qiáng)度。

16表示巖石強(qiáng)度的指標(biāo)主要有哪些？格式如何定義的？

答：巖石的強(qiáng)度指標(biāo)主要有抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。其中，

抗壓強(qiáng)度包括單軸抗壓強(qiáng)度（巖石試件在單軸壓力作用下所能承受的

最大壓力）、三軸抗壓強(qiáng)度（巖石試件在三個(gè)方向應(yīng)力作用下的強(qiáng)度）；

抗剪強(qiáng)度（巖石抵抗剪切破壞的極限能力）；抗拉強(qiáng)度（巖石試件在

單軸拉力作用下抵抗破壞的極限能力）。

17.巖石的抗壓、抗拉、抗剪指標(biāo)試驗(yàn)方法各有哪些，有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：抗壓指標(biāo)試驗(yàn)方法有直接單軸抗壓試驗(yàn)，普通三軸試驗(yàn)和真三軸

試驗(yàn)。抗拉指標(biāo)試驗(yàn)有直接抗拉試驗(yàn)（缺點(diǎn)：試樣制備困難，且不易

與拉力機(jī)固定），霹靂法（優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，只要有普通壓力機(jī)就可

以進(jìn)行試驗(yàn)）?？辜糁笜?biāo)試驗(yàn)方法有直接剪切試驗(yàn)（缺點(diǎn)：強(qiáng)度曲線

并不是絕對(duì)嚴(yán)格的直線），契形剪切試驗(yàn)，三軸壓縮試驗(yàn)（優(yōu)點(diǎn)：結(jié)

果較精確）。

試件的大小、形狀是如何影響巖石的力學(xué)性質(zhì)的？原因是什么？

答：試件的形狀、和尺寸大小對(duì)強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在高徑比h/d或

高寬比h/s和橫斷面積上。試件太長(zhǎng)、高徑比太大，會(huì)由于彈性不穩(wěn)

定提前發(fā)生破壞，降低巖石的強(qiáng)度。試件太短，又會(huì)由于試件端面與

承壓板之間出現(xiàn)的摩擦力會(huì)阻礙試件的橫向變形，使試件內(nèi)部產(chǎn)生約

束效應(yīng)，以致增大巖石的試驗(yàn)強(qiáng)度。試件橫斷面積減小，會(huì)相應(yīng)地增

大端部約束效應(yīng)，因而強(qiáng)度也會(huì)有所提高。

19.影響巖石單軸抗壓強(qiáng)度有哪些？

答：試件的形狀、尺寸、加載速率、加壓板與試件之間產(chǎn)生的摩擦力。

西南科技大學(xué)考試試題單

考試科目：巖石力學(xué)

（不必抄題，但必須寫明題號(hào)，試題共計(jì)三大題）

一、解釋下列術(shù)語（每小題4分，共28分）

1.巖石的三向抗壓強(qiáng)度巖石在三向同時(shí)受壓時(shí)每個(gè)單向分別的強(qiáng)度極限

2.結(jié)構(gòu)面具有一定形態(tài)而且普遍存在的地質(zhì)構(gòu)造跡象的平面或曲面。不同的結(jié)構(gòu)面，其

力學(xué)性質(zhì)不同、規(guī)模大小不一。

3.原巖應(yīng)力巖石在地下未受人類擾動(dòng)時(shí)的原始應(yīng)力狀態(tài)

4.流變?cè)谕饬ψ饔孟?，巖石的變形和流動(dòng)

5.巖石的碎脹性巖石破碎后的體積VP比原體積V增大的性能稱為巖石的碎脹性，

用碎脹系數(shù)匕來表示。

6.蠕變巖石在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象

7.礦山壓力地下礦體被開采后，其周圍巖體發(fā)生了變形和位移，同時(shí)圍巖內(nèi)的應(yīng)力也

增大和減小，甚至改變了原有的性質(zhì)。這種引起圍巖位移的力和巖體變化后的應(yīng)力就叫礦山

壓力。

二、簡(jiǎn)答題（每小題7分，共42分）

1.巖石的膨脹、擴(kuò)容和蠕變等性質(zhì)間有何異同點(diǎn)？

都是巖石形狀改變的一種類型，膨脹和擴(kuò)容時(shí)巖石的體積會(huì)增大，擴(kuò)容和蠕變時(shí)需要受力

2.巖體按結(jié)構(gòu)類型分成哪幾類？各有何特征？

整體塊狀

層狀

碎裂

散體

3.用應(yīng)力解除法測(cè)巖體原始應(yīng)力的基本原理是什么？

4.格里菲斯強(qiáng)度理論的基本要點(diǎn)是什么？

5.在不同應(yīng)力狀態(tài)下，巖石可以有兒種破壞形式？

壓縮破壞拉伸破壞剪切破壞

6.噴射混凝土的支護(hù)作用主要體現(xiàn)在哪些方面？

噴射混凝土的厚度是否越大越好？為什么？

三、計(jì)算題（30分）

?

1.將一巖石試件進(jìn)行三向抗壓試驗(yàn)，當(dāng)側(cè)壓。2=o3=300kg/cm

時(shí)，垂直加壓到2700kg/cm2試件破壞，其破壞面與最大主平面夾角

成60°,假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化。試計(jì)算：（1）內(nèi)磨擦

角6；（2）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；（3）在正應(yīng)力為零的那個(gè)

面上的抗剪強(qiáng)度；（4）假如該試件受到壓縮的最大主應(yīng)力和拉伸最

小主應(yīng)力各為800kg/cm2,試用莫爾園表示該試件內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力狀

態(tài)？（本題20分）

2.巖體處于100m深，上部巖體的平均容重Y=2.5T/M3,泊松比u=0.2,

自重應(yīng)力為多少？當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)為1.0時(shí)，自重應(yīng)力為多少？（本題10

分

《巖石力學(xué)》

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《礦山巖體力學(xué)》考試題

一、根據(jù)你自己的理解，給下列術(shù)語賦予定義（每個(gè)詞2分，共20

分）

1.真三軸壓縮實(shí)驗(yàn)巖石的一種三軸壓縮試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)61>。2>63

2.塑'性破壞巖體在外力作用下，出現(xiàn)明顯塑性變形后的破壞稱為塑性破壞

3.各向同性體物理、化學(xué)等方面的性質(zhì)不會(huì)因方向的不同而有所變化的物體

4.原生結(jié)構(gòu)面巖石在成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面

5.殘余變形巖石在荷載時(shí)產(chǎn)生變形，卸荷載后變形只能部分恢復(fù)，不能恢復(fù)的那

一部分變形稱殘余變形

6.R、Q、D指標(biāo)

7.空壁應(yīng)變法

8.應(yīng)力變化系數(shù)

9.膨月長(zhǎng)地壓巖石由于浸水等原因?qū)е麦w積膨脹增大所帶來的地壓

10.采場(chǎng)頂板彎曲帶

二、回答下列問題（每小題5分，共40分）

1.什么是莫爾一庫侖準(zhǔn)則？均質(zhì)巖石中的剪切破壞是否發(fā)生在

剪切應(yīng)力最大的面上？

2.根據(jù)格里菲斯強(qiáng)度理論的基本觀點(diǎn)，巖石中裂紋的擴(kuò)張方向與

裂紋延展方向有什么關(guān)系？與最大主應(yīng)力方向有什么關(guān)系？

3.對(duì)于含有一組節(jié)理的巖體，單軸加壓方向連續(xù)變化，巖體強(qiáng)度

會(huì)發(fā)生怎樣的變化（可繪圖輔助說明）？

4.堅(jiān)硬致密的巖體與節(jié)理裂隙極其發(fā)育的巖體處于構(gòu)造形跡埋

藏深度巖石類型及上履巖層的容重均相同的條件下，它們的原

巖應(yīng)力是否相同？為什么？

5.圓形和橢圓形斷面巷道的圍巖應(yīng)力分布有何特點(diǎn)（與折線形相

比）？

6.圍巖塑性區(qū)范圍的大小與支架支護(hù)反力間有怎樣的關(guān)系？

7.從維護(hù)圍巖穩(wěn)定的角度出發(fā)，怎樣選擇巷道的位置？

8.常用的采空區(qū)處理方法有哪兒種？各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

三、有一橫推斷層，走向東西，北側(cè)向動(dòng)移動(dòng)，試用莫爾強(qiáng)度理論

確定形成斷層時(shí)的最大主應(yīng)力的大致方向（繪圖說明）。（14分）

四、某礦在距地表200米處的頁巖中掘進(jìn)半徑為2.0M的巷道，上露

巖層GAMA=25KN/M3圍巖C的=2.5Mpa,FI=30,MU=0.5該巷道

圍巖時(shí)候會(huì)出現(xiàn)塑性區(qū)？（13分）

在房柱法開采中，單一采場(chǎng)采完后，空區(qū)上履巖層的重力轉(zhuǎn)移到采場(chǎng)

左右兩側(cè)承壓帶中，使該兩承壓帶中的垂直應(yīng)力大幅度增加。左右又

各自采空一個(gè)采場(chǎng)后，原承壓帶（現(xiàn)稱之為礦柱）的承載面積減小，

而空區(qū)上履巖層

《巖石力學(xué)》測(cè)試題三

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西南科技大學(xué)考試試題單

考試科目：巖石力學(xué)

（不必抄題，但必須寫明題號(hào)，試題共計(jì)三大題）

一、解釋下列術(shù)語（每小題4分，共28分）

1.應(yīng)力變化系數(shù)

2.原生結(jié)構(gòu)面巖石在成巖階段形成的結(jié)構(gòu)面

3.原巖應(yīng)力巖石在地下未受人類擾動(dòng)時(shí)的原始應(yīng)力狀態(tài)

4.蠕變巖石在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象

5.塑性破壞巖體在外力作用下，出現(xiàn)明顯塑性變形后的破壞稱為塑性破壞

6.巖石的碎脹性

7.膨脹地壓

二、簡(jiǎn)答題（每小題7分，共42分）

1.巖石的膨脹、擴(kuò)容和蠕變等性質(zhì)間有何異同點(diǎn)？

2.巖體按結(jié)構(gòu)類型分成哪兒類？各有何特征？

3.假設(shè)某巖體內(nèi)一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為簡(jiǎn)單剪切，其剪應(yīng)力從T降到T-ZiT,問彈性應(yīng)變能改變了多少？

4.格里菲斯強(qiáng)度理論的基本要點(diǎn)是什么？

5.用圖線表示巖體變形與時(shí)間的關(guān)系曲線，并指出有哪幾個(gè)不同階段？

6.噴射混凝土的支護(hù)作用主要體現(xiàn)在哪些方面？噴射混凝土的厚度是否越大越

好？為什么？

三、計(jì)算題（30分）

1.將一巖石試件進(jìn)行三向抗壓試驗(yàn)，當(dāng)側(cè)壓。2=o3=300kg/cm2時(shí)，垂直

加壓到2700kg/cm2試件破壞，其破壞面與最大主平面夾角成60°,假定抗剪強(qiáng)

度隨正應(yīng)力呈線性變化。試計(jì)算：（1）內(nèi)磨擦角＜1＞；（2）破壞面上的正應(yīng)力和

剪應(yīng)力；（3）在正應(yīng)力為零的那個(gè)面上的抗剪強(qiáng)度；（4）假如該試件受到壓縮

的最大主應(yīng)力和拉伸最小主應(yīng)力各為800kg/cm2,試用莫爾園表示該試件內(nèi)任一

點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)？（15分）

2.大理巖的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，當(dāng)。產(chǎn)60千克/平方厘米，02n=100千克/平方厘

米，T『192千克/平方厘米，Ln=220千克/平方厘米.該巖石作三軸抗壓強(qiáng)度試

驗(yàn)時(shí)，當(dāng)。,=0,則也=1000千克/平方厘米。求側(cè)壓力?！?60千克/平方厘米時(shí)，

其三軸抗壓強(qiáng)度等于多少？（15分）

《巖石力學(xué)》練習(xí)題四

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學(xué)院：環(huán)境工程學(xué)院課程名稱：巖石力學(xué)命題人：

專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生層次：第頁共頁

一、解釋下列術(shù)語（18分，每小題3分）

1.抗壓強(qiáng)度2.原巖應(yīng)力3.脆性破壞4.松馳5.巖體結(jié)構(gòu)6.莫爾強(qiáng)度理論

二、問答題（47分）

1.應(yīng)力解除法的基本原理是什么？（8分）

2.簡(jiǎn)述新奧法法支護(hù)的設(shè)計(jì)原理和施工方法。（10分）

3.對(duì)巖石進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)，如果發(fā)生剪切破壞，破壞面是否一定是試樣中的最大剪切應(yīng)力面？

為什么？如果發(fā)生拉斷破壞，此時(shí)的抗壓強(qiáng)度是否即為抗拉強(qiáng)度？為什么？（12分）

4.試分別從地質(zhì)和工程兩個(gè)方面，簡(jiǎn)要敘述影響圍巖壓力的一些主要因素是什么？（10分）

5.影響邊坡穩(wěn)定有那些主要因素？試舉例說明之。（7分）

三、計(jì)算題（35分）

1.有一塊兒何尺寸為7X7X7cm3的石英巖立方體試塊。當(dāng)試塊承受20噸壓力后，試塊軸向縮短了

0.003cm,橫向增長(zhǎng)了0.000238cm試求石英巖試塊的彈性模量和泊松比。（8分）

2.在2000米深處的單元體，由復(fù)蓋層重量引起的垂直應(yīng)力為500kg/cm2,水平的壓力為lOOkg/cnf。這里

有一個(gè)傾角為60。的正斷層，求斷層的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，并用應(yīng)力園表示。（12分）

3.某礦大理巖試驗(yàn)成果如卜.：其單向抗壓強(qiáng)度Sc=1200kg/cm2；當(dāng)側(cè)壓力。2=。3=400kg/cm2時(shí)，其破

2

壞時(shí)垂直壓力為o1=2800kg/cm；當(dāng)側(cè)壓力為。2=。3=800kg/cm\其破壞時(shí)垂直壓力為。］=3800kg/cm2。

試問（1）當(dāng)側(cè)壓力為O2=03=600kg/cm2時(shí)，垂直壓力。i=2400kg/cm2,其試件是否破壞？（2）當(dāng)側(cè)壓

力為。2=。3=400kg/cm2時(shí)，垂直壓力。］=3600kg/cm2時(shí)，其試件是否破壞？