巖體力學(xué)典型例題

1、一、緒論1、巖體力學(xué)的定義：巖體力學(xué)主要是研究巖體和巖體力學(xué)性能的一門學(xué)科，是探討巖石和巖體在其周圍物理環(huán)境（力場、溫度場、地下水等）發(fā)生變化后，做出響應(yīng)的一門力學(xué)分支。2、何謂巖石？何謂巖體？巖石與巖體有何不同之處？1）巖石：由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而形成的自然物體。2）巖體：一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體。3）不同之處：巖體是由巖石塊和各種各樣的結(jié)構(gòu)面的綜合體。3、何謂巖體結(jié)構(gòu)？巖體結(jié)構(gòu)的兩大要素是什么？（1）巖體結(jié)構(gòu)是指

2、結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及其組合關(guān)系；或者是指結(jié)構(gòu)體的規(guī)模、形態(tài)及其排列形式所表現(xiàn)的空間形態(tài)。（2）結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面。4、中科院地質(zhì)所提出的巖體結(jié)構(gòu)可分為那六大類型？塊狀、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結(jié)構(gòu)5、巖體有哪些特征？（1）不連續(xù)；受結(jié)構(gòu)面控制，巖塊可看作連續(xù)。（2）各向異性；結(jié)構(gòu)面有一定的排列趨勢，不同方向力學(xué)性質(zhì)不同。（3）不均勻性；巖體中的結(jié)構(gòu)面方向、分布、密度及被結(jié)構(gòu)面切割成的巖塊的大小、形狀和鑲嵌情況等在各部位不同，各部位的力

3、學(xué)性質(zhì)不同。（4）賦存地質(zhì)因子特性（水、氣、熱、初應(yīng)力）都會對巖體有一定作用。二、物理力學(xué)性質(zhì)1、巖石有哪些物理力學(xué)參數(shù)？巖石的質(zhì)量指標(biāo)，水理性質(zhì)指標(biāo)，描述巖石風(fēng)化能力指標(biāo)，完整巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度，三向壓縮強(qiáng)度和各種受力狀態(tài)相對應(yīng)的變形特性。2、影響巖石強(qiáng)度特征的主要因素有哪些？對單軸抗壓強(qiáng)度的影響因素有承壓板、巖石試件尺寸及形狀（形狀、尺寸、高徑比），加載速率、環(huán)境（含水率、溫度）。對三相壓縮強(qiáng)度的影響因素：側(cè)向壓

4、力、試件尺寸與加載速率、加載路徑、空隙壓力。3、何謂巖石的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線？所謂應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線是指在剛性實驗機(jī)上進(jìn)行實驗所獲得的包括巖石達(dá)到峰值應(yīng)力之后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。5、試比較莫爾強(qiáng)度理論、格里菲斯強(qiáng)度理論和E.Hoek和.T.Brown提出的經(jīng)驗強(qiáng)度理論的優(yōu)缺點：莫爾強(qiáng)度理論優(yōu)點是使用方便，物理意義明確；缺點是1不能從巖石破壞機(jī)理上解釋其破壞特征2忽略了中間主應(yīng)力對巖石強(qiáng)度的影響；格爾菲斯強(qiáng)度理論優(yōu)點是明確闡明了脆性材料破裂的

5、原因、破裂所需能量及破裂擴(kuò)展方向；缺點是僅考慮巖石開裂并非宏觀上破壞的緣故。E.hoek和E.T.brown提出的經(jīng)驗理論與莫爾強(qiáng)度理論很相似其優(yōu)點是能夠用曲線來表示巖石的強(qiáng)度，但是缺點是表達(dá)式稍顯復(fù)雜。6、典型的巖石蠕變曲線有哪些特征？典型的巖石蠕變曲線分三個階段第Ⅰ階段：稱為初始蠕變段或者叫瞬態(tài)蠕變階段。在此階段的應(yīng)變一時間曲線向下彎曲；應(yīng)變與時間大致呈對數(shù)關(guān)系，即ε∝㏒t。第Ⅱ階段：稱為等速蠕變段或穩(wěn)定蠕變段。在此階段內(nèi)變形緩慢，

6、應(yīng)變與時間近于線性關(guān)系。第Ⅲ階段：稱為加速蠕變段非穩(wěn)態(tài)蠕變階段。此階段內(nèi)呈加速蠕變，將導(dǎo)致巖石的迅速破壞。7、有哪三種基本的力學(xué)介質(zhì)模型？1）彈性介質(zhì)模型；2）塑性介質(zhì)模型（理想塑性模型、有硬化塑.性介質(zhì)模型）；3)黏性介質(zhì)模型四、巖體基本力學(xué)性質(zhì)1、描述結(jié)構(gòu)面的參數(shù)及其所表達(dá)的含義：2、闡述結(jié)構(gòu)面法向彈性變形的假設(shè)條件和計算方法。3、闡述結(jié)構(gòu)面法向變形的三個分量。4、闡述結(jié)構(gòu)面法剪切位移的類型及其特征。5、闡述結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度表達(dá)式及其與莫

7、爾應(yīng)力圓的幾何關(guān)系。6、簡述結(jié)構(gòu)面的面摩擦效應(yīng)。7、簡述結(jié)構(gòu)面的楔效應(yīng)摩擦的三種評價方法。8、闡述結(jié)構(gòu)面與主應(yīng)力面的夾角對極限最大主應(yīng)力的影響。9、闡述帶有單一結(jié)構(gòu)面的巖體的力學(xué)效應(yīng)的分析方法。10、闡述孔隙水壓力對單一結(jié)構(gòu)面的巖體強(qiáng)度的影響。11、闡述巖體的變形曲線及其變形參數(shù)的確定方法。五、工程分類、1、簡述圍巖分類的目的和意義：（1）為巖石工程建設(shè)的勘察、設(shè)計、施工和編制定額提供必要的基本依據(jù)。（2）便于施工方法的總結(jié)交流推廣。（

8、3）為便于行業(yè)內(nèi)技術(shù)改革和管理。2、闡述圍巖分類有哪些原則？（1）有明確的類級和適用對象。（2）有定量的指標(biāo)。（3）類級一般分五級為宜。（4）分類方法簡單明了、數(shù)字便于記憶和應(yīng)用。（5）根據(jù)適用對象，選擇考慮因素。3、簡述圍巖分類的基本方法：按巖石的單軸抗壓強(qiáng)度RC分類；以點荷載強(qiáng)度指標(biāo)分類；按巷道巖石穩(wěn)定性分類；前蘇聯(lián)巴庫地鐵分類；按巖體完整性分類；按巖體綜合指標(biāo)分類。4、簡述巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD的定義及評價方法：RQD是選用堅固完整的

9、、其長度大于等于10cm的巖芯總長度與鉆孔長度的比。評價方法：巖石的RQD與巖體完整性關(guān)系密切，RQD與體積節(jié)理數(shù)JV之間存在下列統(tǒng)計關(guān)系：RQD=115—3.3JV（%），對于JV小于等于4.5的巖體，其RQD=100%5、闡述巴頓（Barton）Q分類采用了哪些參數(shù)？它們代表了何種含義？采用了六個參數(shù)：RQD：巖體質(zhì)量指標(biāo)。Jn節(jié)理的組織數(shù)系數(shù)。Jr節(jié)理的粗糙度系數(shù)。Ja節(jié)理的飾變系數(shù)。JW地下水的影響系數(shù)。SRF應(yīng)力折減系數(shù)。6、

10、闡述國際巖體分級采用了哪兩種方法？采用了定性、定量兩種方法分別確定巖體質(zhì)量的好壞，相互協(xié)調(diào)、相互調(diào)整，最終確定巖石的堅硬程度與巖體完整性指數(shù)。7、闡述國際巖體分級采用了哪些指標(biāo)作為分級的基本參數(shù)？（一）確定巖體基本質(zhì)量：1.定量確定巖體基本質(zhì)量，包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。2.定性確定巖體基本質(zhì)量，也包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。（二）基本質(zhì)量分級：巖體基本質(zhì)量指標(biāo)；巖體基本質(zhì)量的確定。（三）具體工程巖體質(zhì)