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岩体力学基础习题2012一、绪论1. 解释下例名词术语岩体力学2. 简答题(1) 从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？(2) 岩体力学通常采用的研究方法有哪些？二、岩块和岩体的地质基础1. 解释下例名词术语岩块 波速比kv 风化系数kf 结构面 节理密度 节理连续性节理粗糙度系数JRC 节理壁抗压强度JCS 节理张开度 岩体 结构体岩体结构 岩体完整性系数Kv 岩石质量指标RQD2. 简答题(1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法？分别是什么？(2) 结构面的连续性有几种定义方法？如何定义？(3) 如何描述结构面的充填情况？(4) 在我国，通常将结构面分为哪几级？在工程中主要涉及到哪几级？(5) 在我国，通常将岩体结构分为哪几类？(6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度？(7) 怎样用软化系数评价岩体的软化？(8) 按岩体力学的观点，岩体具有什么样的力学特征？(9) 岩体的不连续性是如何表现的？(10) 为什么说岩体具有不均匀的物理力学性质？(11) 岩体的各向异性怎样产生的？(12) 怎样确定节理粗糙度系数JRC？(13) 怎样测定节理壁抗压强度JCS？(14) 怎样测定节理张开度？(15) 在我国，岩石强度如何分类？(16) 在我国，岩体质量分级主要采用什么指标？如何分级？(17) 巴顿岩体质量分类（Q）主要考虑了哪些因素？(18) 岩体地质力学分类（RMR）主要考虑了哪些因素？(19) 进行岩体的工程分类的意义何在？三、岩石的物理、水理与热学性质1. 解释下例名词术语岩石的物理性质 岩石的热物理性质 岩石的水理性质岩石的密度 岩石的空隙度 岩石的空隙比 岩石的比热容岩石的导热系数 岩石的比热 岩石的热膨胀系数岩石的吸水率 岩石的饱水率 岩石的饱水系数 岩石的软化系数岩石的抗冻系数 岩石的透水性 岩石的渗透系数四、岩石的强度特征1. 解释下例名词术语岩石的强度 岩石的抗压强度 峰值强度 残余强度 岩石的抗拉强度岩石的抗剪强度 巴西试验 劈裂破坏试验 倾斜板剪切试验 点荷载试验三轴压缩试验 真三轴试验 等围压试验 劈裂破坏 对顶锥破坏端部效应 直剪试验2. 简答题(1) 在岩石的单轴压缩试验中，试件的高径比、尺寸、加载速率怎样影响岩石的强度？(2) 请描述岩石单轴抗压强度试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。(3) 请描述岩石单轴抗拉强度劈裂法试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。(4) 请描述岩石点荷载试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。(5) 请描述岩石倾斜板剪切试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。3. 计算题(1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中，采用的立方体岩石试件的边长为5cm，一组平行试验得到的破坏荷载分别为16.7、17.2、17.0kPa，试求其抗拉强度。(2) 在野外用点荷载测定岩石抗拉强度，得到一组数据如下：D(cm)15.714.614.914.116.316.715.716.6Pt(kN)21.321.924.820.921.525.326.726.1试计算其抗拉强度。(K=0.96)(3) 试导出倾斜板法抗剪强度试验的计算公式。(4) 倾斜板法抗剪强度试验中，已知倾斜板的倾角a分别为30、40、50、和60，如果据经验估计岩石的力学参数c=15kPa，f=31，试估计各级破坏荷载值。(f=0.01)(5) 试按威克尔(Wuerker)假定，分别导出st、sc、c、f的相互关系。(6) 在岩石常规三轴试验中，已知侧压力s3分别为5.1MPa、20.4MPa、和0MPa时，对应的破坏轴向压力分别是179.9MPa、329MPa、和161MPa，近似取包络线为直线，求岩石的c、f值。(7) 某岩石的单轴抗压强度为164.5MPa，f=35.2，如果在侧压力s3=40.8MPa下作三轴试验，请估计破坏时的轴向荷载是多少？(8) 在威克尔(Wuerker)假定条件下，岩石抗压强度是它的抗拉强度的多少倍？五、岩石的变形特征1. 解释下例名词术语刚性压力机 全过程曲线 初始模量 切线模量 割线模量 泊松比弹性滞后 塑性滞环 岩石的记忆 反复循环 逐级循环 疲劳强度岩石的流变性 蠕变 松驰 初始蠕变 等速蠕变 加速蠕变长期强度 力学介质模型 体积应变曲线 初裂2. 简答题(1) 单轴压缩条件下，岩石变形曲线的主要类型有哪些？(2) 图示单轴压缩条件下岩石变形的全过程曲线，说明各特征点的位置和意义，简述岩石变形各阶段及其机制。(3) 简述岩石单轴压缩变形试验的试验方法、过程、和资料整理。(4) 简述三轴条件下岩石的变形特征。(5) 图示岩石蠕变曲线，简述各阶段的力学特征。(6) 分别图示马克斯威尔(Maxwell) 模型和开尔文(Kelvin)模型。(7) 简述岩石初裂的机制、工程意义和监测判定方法。3. 计算题(1) 试导出体积应变计算式(2) 岩石变形实验数据如下，a. 作应力应变曲线(ea、ec、ev)；b. 求初始模量、切线模量、50%sc的割线模量和泊松比m。s(MPa)163047627792154164ea(10-6)18837555074093014121913破坏ec(10-6)63100175240300350550破坏六、岩石的强度理论1. 解释下例名词术语强度理论 破坏判据(强度准则) 脆性破坏 塑性破坏 张性破坏剪切破坏 流动破坏 莫尔强度理论 八面体强度理论 格里菲斯强度理论2. 简答题3. 计算题(1) 导出莫尔库伦强度准则。(2) 导出米色士强度准则。(3) 对岩石试样作卸载试验，已知C=12kPa，f=36，sy=100MPa，当s1=200MPa时，按莫尔库论判据，卸载达到破坏的最大围压s3是多少？如果按米色士判据又是多少？(4) 岩体内存在不同方向裂纹，已知st=8MPa，a. 当s1=42MPa，s3=6MPa时，按格里菲斯准则是否破坏，沿哪个方向破坏？