岩体力学 - 复习资料

中国地质大学岩体力学复习资料

练习与思考

1、岩体力学包括哪三种分类，各有何侧重？

2、岩体力学的研究对象是什么？你能举出几个岩体变形破坏的事例？

3、岩体力学的研究方法有哪些，有什么区别？

4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解？

练习与思考

1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所示，量得两组结构面沿测线的间距分别为 0.45m和0.8m，且A组结构面的倾角为55°，B组倾角为20°。 1） 计算每组结构面的真间距及

两组结构面沿测线的混合间距及线密度（Kd）; 2） 估算岩体沿详测线方向的RQD值。

2、何谓岩石的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？

3、自然界中的岩石按地质成因分类，可以分为几大类，各有什么特点？

4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征？

5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些，各有何特点？

6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。

练习与思考

1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？

2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系，关系如何？

3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识？

4、区别吸水率、含水率概念的区别。

练习与思考

1、与材料力学中所学材料相比，岩块的变形与强度有什么特别的地方？

2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：σ=12Mpa，σ=20MPa，τxy=MPa。

x

y

1） 绘出代表应力状态的摩尔应力圆， 并根据图形确定其主应力的大小与方向（σ与X轴的

1

夹角）；

2） 用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σ和剪应力τ，并进行对比。

n

n

3、假定岩石中一点的应力为：σ=61.2Mpa，σ= -11.4MPa，室内实验测得的岩石单轴抗拉强度

1

3

剪切强度参数C=30MPa，tgΦ=1.54， 试用格里菲斯判据和库仑-纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。

4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。

5、劈裂实验中，岩样承受的是压力，为什么会在破坏面上出现拉应力？

6、什么是全应力-应变曲线，为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？

7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。

练习与思考

1、比较岩块与结构面的压缩变形特征的不同，分析其原因。

2、不同类型的结构面其抗剪强度不同，请分析造成这种不同的原因。

3、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关？

4、如何正确理解巴顿公式的含义？

5、有一节理面的起伏角i=20°，基本摩擦角υb=35°，两壁岩石的内摩擦角υ=40°，C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。

练习与思考

1、通过本章学习，你对岩体的各向异性有什么具体的认识？

2、比较岩体与岩块性质的差别，加深其为不同概念的理解。

3、单结构面理论的内容是什么？

4、你是如何理解岩体强度的？

5、某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度为：C=10MPa，φ=45°，试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。

6、某裂隙化安山岩，通过野外调查和室内实验，已知岩体属质量中等一类，RMR 值为44，Q值为1，岩块单轴抗压强度σc=75MPa，薄膜充填节理强度为：φj=15°、Cj=0，假定岩体强度服从Hoek-Brown经验准则，

求：（1）绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线（法向应力范围为0~10MPa）； （2）绘出该岩体Cm和φm随法向应力变化的曲线（法向应力范围为0~2.5MPa）。

练习与思考

1、 研究岩体中的天然应力具有什么工程意义？

2、岩体天然应力得分布特征如何？

3、岩体天然应力的各种量测方法，各有什么特点？

4、在什么情况下，可以按自重应力理论计算天然应力？

5、某岩体，在深度100m内，密度为2.54g/cm，在深度100~200m内，密度为2.71g/cm，天然应力比值系数为1.89，试按自重应力理论 计算深度50m、150m处的天然应力大小？

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练习与思考

1、在均质、连续、各向同性的岩体中，测得地面以下100m深度处的天然应力为σv=26Mpa，σ

H=17.3Mpa，拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道，半径

R0=3m。

θ

试求：1）沿θ=0°和θ=90°方向上重分布应力（σr、σ

）随r变化的曲线；

? 2）设岩体的Cm=0.04Mpa，φm=30°，用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度2、

在地表以下200m深度处的岩体中开挖一洞径2R0=2m的水平圆形遂洞，假定岩体的天然应力为静水压力状态(即λ=1)，岩体的天然密度ρ=2.7g/cm。

试求：1）洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处的重分布应力； 2）根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征； 3）若围岩的抗剪强度Cm=0.4，φm=30°，试评价该洞室的稳定性； 4）洞室若不稳定，试求其塑性变形区的最大半径（R1）。

? 3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室，已知岩体的单轴抗压强度 σc=100Mpa，

岩体天然密度ρ=2.75g/cm3，岩体中天然应力比值系数λ=1，试评价该地下洞室开挖后的稳定性。

4、总结弹性洞室围岩重分布应力的特征。

5、不同类型的围岩的变形破坏形式不同，其决定性的因素是什么？

6、确定围岩抗力有何意义？

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练习与思考

1、某岩体边坡中存在一组与坡面倾向相同，倾角为30°的结构面，结构面的剪切强度：Cj=0.1MPa，φj=28°，边坡倾角为60°，岩体平均密度ρ=2.5g/cm,求该边坡的极限坡高。

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2、某边坡中存在一倾角为40°的断层，设边坡倾角为60°，岩体剪切强度指标：φj=30°，

3Cj=0.02MPa，平均密度ρ=2.55g/cm，边坡高度为20m，试评价该边坡的稳定性（取安全系数1.05）。

3、你认为在影响边坡稳定性的各因素中最主要的是什么因素？

4、对比边坡应力分布特征与天然应力分布特征的区别。

5、边坡应力分布特征与边坡变形破坏的关系。

辨别正误

1． 石英砂岩的强度随石英颗粒的含量增加而增大。（ ） 2． 相邻两条结构面的垂直距离就是结构面的密度。（ ） 3． 一般情况下，岩体的强度可以用岩块的强度来代替。（ ）

4． 从岩体本身性质来分析，可以用连续介质理论来解决岩体力学问题。（ ） 5． 岩石的泊松比是指单向压缩条件下，侧向应变与侧向应力之比。（ ） 6． 结构面的密度不随方向而变化。（ ）

7． 边坡岩体坡面一点的最大主应力是垂直于坡面，而最小主应力则平等于坡面，且都不为零。（ ）

8． 单位体积内岩石的质量定义为岩石的颗粒密度。（ ） 9． 天然铅直应力是随深度增加而增大的。（ ）

10． 一般情况下，岩块的三轴压缩强度比抗压强度大。（ ）

11． 岩块在单轴受压条件下，能承受的最大主应力叫岩块的强度。（ ）

12． 在普通试验机上测出的应力－应变关系，就是岩石的应力－应变全过程曲线。（ ） 13． 岩块的弹性模量可以用作用于它上面的应力与位移之比来表示。（ ） 14． 坡度影响边坡应力轨迹形式。（ ）

15． 岩体作为力学介质研究时，其与钢、混凝土等人工力学介质的根本区别在于岩体中有天然应力、多裂隙交切及是三相介质。（ ）

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