1.一個5cm×5cm×10cm試樣，其質(zhì)量為678g，用球磨機(jī)磨成巖粉并進(jìn)行風(fēng)干，天平稱得其質(zhì)量為650g，取其中巖粉60g做顆粒密度試驗，巖粉裝入李氏瓶以前，煤油的讀數(shù)為0.5cm3，裝入巖粉后靜置半小時，得讀數(shù)為20.3cm3，求：該巖石的天然密度、干密度、顆粒密度、巖石天然孔隙率〔不計煤油隨溫度的體積變化?！辰猓海?，,,,天然密度：干密度：顆粒密度：巖石天然孔隙率：2．巖石單元體A—E的應(yīng)力狀態(tài)如下圖，并巖石的c=4MPa，=35試求：⑴各單元體的主應(yīng)力大小、方向，并作出摩爾應(yīng)力圖。⑵判斷在此應(yīng)力下，巖石單元體按摩爾—庫倫理論是否會破壞？〔單位：MPa〕DDBACE解：1〕、由公式及求得：對A:如圖所知，在此應(yīng)力下巖石單元體沒有破壞。對B:不存在正應(yīng)力，存在切應(yīng)力由圖可知，在此應(yīng)力下單元體已被破壞。對C:由圖可知在此應(yīng)力下單元體不破壞。對D：因為R=0，所以，在此應(yīng)力下單元體不被破壞。對E:如圖可知在此應(yīng)力下，單元體不被破壞。3．對某種砂巖作一組三軸實驗得到如題2—13表示峰值應(yīng)力。序號12341.02.09.515.09.628.048.774.0試求：⑴該砂巖峰值強度的莫爾包絡(luò)線；⑵求該巖石的c,值；⑶根據(jù)格里菲斯理論，預(yù)測巖石抗拉強度為多少？解：(1)(2),由令那么有〔1〕〔2〕由〔1〕、〔2〕式可得，(3),由得4．將某一巖石試件進(jìn)行單軸壓縮試驗，其壓應(yīng)力到達(dá)28.0MPa時發(fā)生破壞。破壞面與水平面夾角為60°，設(shè)其抗剪強度為直線型。試計算：⑴該巖石的c，值；⑵破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；⑶在正應(yīng)力為零的面上的抗剪強度；⑷在與最大主應(yīng)力作用面成30°的面上的抗剪強度。解：〔1〕、破壞角是巖石試件在單向或三向受力條件下破壞時，破壞面與最大主應(yīng)力作用面的夾角。破壞面與水平面夾角為，那么〔2〕、最大、最小主應(yīng)力〔3〕、正應(yīng)力為零的面上的抗剪強度為〔4〕、在與最大主應(yīng)力作用面成30°的面上的抗剪強度為5．某砂巖地層,砂巖的峰值強度參數(shù)c=1.2MPa，=40°。某一點的初始應(yīng)力狀態(tài)為：由于修建水庫巖石孔隙水壓力增大，試求該點巖石當(dāng)孔隙水壓力為多大時會使砂巖破壞？解：由題意知，圓心位置為設(shè)與圓心的距離為X，那么那么有該點巖石當(dāng)孔隙水壓力為14.MPa時會使砂巖破壞6.某水庫庫址附近現(xiàn)場地應(yīng)力為：Mpa,Mpa。該水庫位于多孔性石灰?guī)r區(qū)域內(nèi)，該灰?guī)r三軸實驗結(jié)果為c=1.0Mpa，。試問：能修多深的水庫而不致因地下水位升高增加空隙水壓力面導(dǎo)致巖石破壞？解：由摩爾應(yīng)力圓圖中的比例關(guān)系式可知：由可解得7、如果某種巖石的強度條件為τ=σtg30°十10(MPa)，試求，(1)這種巖石的單軸抗壓強度；(2)設(shè)σ1>σ2>σ3(壓應(yīng)力為正，單位為MPa)，那么應(yīng)力狀態(tài)為(53.7，30，1)時巖石是否破壞。解答：由知，；〔1〕由有〔2〕由三向抗壓強度有：〔53.7，30，1〕時三向抗壓強度，已破壞；8、在均質(zhì)巖體中開一巷道，巳知巖石的內(nèi)摩擦角φ=30°，內(nèi)聚力C=30MPa,由實測知道巷道圍巖所受平均垂直應(yīng)力為200MPa，這種情況下至少應(yīng)對巷道邊幫提供多大的側(cè)向應(yīng)力才能維持巷道邊幫的平衡?解答：此題實質(zhì)為求三向受力下最大主應(yīng)力為200不破壞時的最小側(cè)壓。由有需提供最小側(cè)向應(yīng)力為0.64。9、某巖塊強度符合庫侖準(zhǔn)那么，c=5MPa，φ=30°。如果三軸應(yīng)力狀態(tài)下的σ3=10MPa保持常數(shù)，求極限平衡時σ1?！?分〕解：c=5MPa，φ=30°，σ3=10MPa極限平衡狀態(tài)莫爾圓與強度線相切，有10、在某巖體中，僅含有一條節(jié)理面，節(jié)理面和最大主應(yīng)力平面成某角度α。圖1表示出了完整巖塊的莫爾應(yīng)力圓，并給出了完整巖塊和結(jié)構(gòu)面的強度線。結(jié)合下列圖，試進(jìn)行以下分析：〔共10分〕〔1〕圖示強度線1代表完整巖塊還是結(jié)構(gòu)面的強度線？判斷依據(jù)是什么？〔3分〕〔2〕假設(shè)要保證巖體處于平安工作狀態(tài)，莫爾應(yīng)力圓與強度線1和強度線2分別處于怎樣的幾何關(guān)系？〔相離？相切？相割？〕〔2分〕〔3〕當(dāng)α在何種取值范圍時，巖體會破壞，且?guī)r塊先于節(jié)理發(fā)生破壞？破壞角是多少？〔3分〕〔4〕當(dāng)α在何種取值范圍時，巖體會破壞，且節(jié)理先于巖塊發(fā)生破壞？〔2分〕圖1結(jié)構(gòu)面對巖體強度影響分析圖解：〔1〕圖示強度線1代表完整巖塊的強度線，因為在一般情況下巖塊的強度要高于結(jié)構(gòu)面的強度，故在τ-σ圖上，巖塊的強度線處于結(jié)構(gòu)面強度線的上方?！?〕假設(shè)要保證巖體處于平安工作狀態(tài)，莫爾應(yīng)力圓與強度線1相離，故也與強度線2相離?！?〕當(dāng)α＞α2或α＜α1時，巖體會破壞，且?guī)r塊先于節(jié)理發(fā)生破壞，破壞角為450+1／2Φ1?！?〕當(dāng)α1＜α＜α2時，巖體會破壞，且節(jié)理先于巖塊發(fā)生破壞。11、某巖石試件，測得容重，比重△＝2.69，含水量，試求該巖樣的孔隙比，孔隙度n，飽和度和干容重?！?2分〕解：孔隙比：孔隙度：飽和度：干容重：12、在2000m深處的巖體，由覆蓋巖層重量引起的垂直應(yīng)力為50Mpa，水平應(yīng)力為10Mpa。該處有一傾角為60°的正斷層(如圖)?！?〕求斷層面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；〔2〕并畫出其摩爾應(yīng)力圓?！?7分〕答：〔1〕由題意得：=10Mpa，=50Mpa；=30°，帶入公式求出：〔2〕由主應(yīng)力、斷定B(10，0)和點A(50，0)，以AB為直徑畫出摩爾應(yīng)力圓。在應(yīng)力