巖石力學(xué)習(xí)題思考題答案

1、1第一章習(xí)題與思考題答案1構(gòu)成巖石的主要造巖礦物有那些？答：巖石的主要物質(zhì)成分:正長石、斜長石、石英、黑云母、白云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、高嶺石、赤鐵礦等。2為什么說基性巖和超基性巖最容易風(fēng)化？答：基性巖石和超基性巖石主要由易風(fēng)化的橄欖石、輝石及基性斜長石組成。所以基性巖石和超基性巖石非常容易風(fēng)化。3常見巖石的結(jié)構(gòu)連結(jié)類型有那幾種？答：巖石中結(jié)構(gòu)連結(jié)的類型主要有兩種：1.結(jié)晶連結(jié)：巖石中礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在一起，

2、如巖漿巖、大部分變質(zhì)巖以及部分沉積巖的結(jié)構(gòu)連結(jié)。2.膠結(jié)連結(jié)：指顆粒與顆粒之間通過膠結(jié)物質(zhì)連結(jié)在一起的連結(jié)。如沉積碎屑巖、部分粘土巖的結(jié)構(gòu)連結(jié)。4何謂巖石中的微結(jié)構(gòu)面，主要指那些，各有什么特點(diǎn)？答：巖石中的微結(jié)構(gòu)面（或缺陷）是指存在于礦物顆粒內(nèi)部或礦物顆粒及礦物集合體之間微小的弱面及空隙。它包括礦物的解理、晶格缺陷、晶粒邊界、粒間空隙、微裂隙等。礦物的解理面：是指礦物晶體或晶粒受力后沿一定結(jié)晶方向分裂成的光滑平面。晶粒邊界：礦物晶體內(nèi)部

3、各粒子都是由各種離子鍵、原子鍵、分子鍵等相連結(jié)。由于礦物晶粒表面電價(jià)不平衡而使礦物表面具有一定的結(jié)合力，但這種結(jié)合力一般比起礦物內(nèi)部的鍵連結(jié)力要小，因此，晶粒邊界就相對(duì)軟弱。微裂隙：是指發(fā)育于礦物顆粒內(nèi)部及顆粒之間的多呈閉合狀態(tài)的破裂跡線，也稱顯微裂隙。粒間空隙：多在成巖過程中形成，如結(jié)晶巖中晶粒之間的小空隙，碎屑巖中由于膠結(jié)物未完全充填而留下的空隙。粒間空隙對(duì)巖石的透水性和壓縮性有較大的影響。晶格缺陷：有由于晶體外原子入侵結(jié)果產(chǎn)生的化

4、學(xué)上的缺陷，也有由于化學(xué)比例或原子重新排列的毛病所產(chǎn)生的物理上的缺陷。它與巖石的塑性變形有關(guān)。5自然界中的巖石按地質(zhì)成因分類，可分為幾大類，各大類有何特點(diǎn)？答：根據(jù)地質(zhì)學(xué)的巖石成因分類可把巖石分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。巖漿巖:巖漿巖分三大類，其特點(diǎn)：1）深成巖：常形成較大的入侵體。顆粒均勻，多為粗中粒狀結(jié)構(gòu)，致密堅(jiān)硬，孔隙很小，力學(xué)強(qiáng)度高，透水性較弱，抗水性較強(qiáng)。2）淺成巖：成分與深成巖相似，但產(chǎn)狀和結(jié)構(gòu)都不相同，多為巖床、巖墻和巖脈

5、。均勻性差，與其他巖種相比，它的性能較好。3）噴出巖：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，巖性不均一，連續(xù)性較差，透水性較強(qiáng)，軟弱結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育。沉積巖特點(diǎn)：1）火山碎屑巖：具有巖漿和普通沉積巖的雙重特性和過渡關(guān)系，各類火山巖的性質(zhì)差別很大。2）膠結(jié)碎屑巖：是沉積物經(jīng)過膠結(jié)、成巖固結(jié)硬化的巖石。其性質(zhì)取決于膠結(jié)物的成分、膠結(jié)形式和碎屑物成分和特點(diǎn)。3）粘土巖：包括頁巖和泥巖。其性質(zhì)較差。4）化學(xué)巖和生物巖：碳酸鹽類巖石，以石灰石分布最廣。結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬、強(qiáng)度較

6、高。12??????在圓盤中心點(diǎn)，r1r2=Dr1=r2=D2則σx=σt=2p（dπt）σy=σc=6p（dπt）在對(duì)徑壓縮時(shí)圓盤中心點(diǎn)的壓應(yīng)力值為拉應(yīng)力值的3倍，而巖石的抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的5~20倍。巖石在受壓破壞前就被抗拉應(yīng)力所破壞。所以破壞面上出現(xiàn)拉應(yīng)力破壞。P——試件劈裂破壞發(fā)生時(shí)的最大壓力值；D——巖石圓盤試件的直徑；T——巖石圓盤試件的厚度，9、什么是全應(yīng)力應(yīng)變曲線？為什么普通材料實(shí)驗(yàn)機(jī)得不出全應(yīng)力應(yīng)變曲線？答：全應(yīng)力應(yīng)

7、變曲線：能顯示巖石在受壓破壞過程中的應(yīng)力、變形特性，特別是破壞后的強(qiáng)度與力學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律。由于材料試驗(yàn)機(jī)的剛度小，在試件壓縮時(shí)，其支柱上存在很大的變形和變形能，在試件快要破壞時(shí)，該變形能突然釋放，加速試件破壞，從而得不出極限壓力后的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。10.如何根據(jù)全應(yīng)力應(yīng)變曲線預(yù)測(cè)巖石的巖爆、蠕變和在反復(fù)加載、卸載作用下的破壞？答：(a)預(yù)測(cè)巖爆：左半部分OEC代表達(dá)到峰值強(qiáng)度時(shí)積累在巖石試件中的應(yīng)變能，右邊CED代表試件從破壞到破壞

8、整個(gè)過程所消耗的能量。如果AB可能產(chǎn)生巖爆，如果AB，則不會(huì)產(chǎn)生巖爆。(b)預(yù)測(cè)蠕變破壞：如圖124。當(dāng)巖石應(yīng)力小于H點(diǎn)的應(yīng)力值巖石不會(huì)發(fā)生蠕變當(dāng)巖石應(yīng)力大于H點(diǎn)而小于I點(diǎn)巖石會(huì)發(fā)生蠕變但蠕變?yōu)榉€(wěn)定蠕變巖石不會(huì)破壞當(dāng)巖石應(yīng)力大于I點(diǎn)則巖石會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定蠕變巖石最終會(huì)破壞.(c)預(yù)測(cè)循環(huán)加載條件下巖石的破壞。當(dāng)巖石在低應(yīng)力條件下進(jìn)行反復(fù)加載卸載巖石破壞時(shí)的循環(huán)次數(shù)比高應(yīng)力條件下進(jìn)行反復(fù)加載卸載的循環(huán)次數(shù)要多。當(dāng)反復(fù)加載卸載曲線與全應(yīng)力應(yīng)變曲

9、線相交，則巖石破壞。課后答案網(wǎng)311.在三軸壓縮試驗(yàn)條件下，巖石的力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生哪些變化？答：三軸壓縮條件下，應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖131、132所示，圍壓對(duì)巖石變形的影響主要有：(1)隨著圍壓(σ2=σ3)的增大，巖石的抗壓強(qiáng)度顯著增加；(2)隨著圍壓(σ2=σ3)的增大，巖石破壞時(shí)，巖石的變形顯著增加；(3)隨著圍壓(σ2=σ3)的增大，巖石的彈性極限顯著增加；(4)隨著圍壓(σ2=σ3)的增大，巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生明顯的改變，巖石