岩体力学复习资料

1、?岩石力学?复习题一、判断题：1结构面组数越多,岩体强度越接近于结构面强度.V 2. 岩石三向抗压强度不是一个固定值,将随围压变化而改变.V3. 流变模型元件并联组合时,各元件满足应力相等,应变相加关系.X4. 在未受开采影响的原岩体内存在着原岩应力,其方向与水平方向垂直.X5岩石抗压强度值的离散系数越人,说明岩石抗压强度平均值的可信度越高.X6. 斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏.X7. 岩石蠕变与岩石类别有关,与应力大小有关.V8. 有粘聚力的固结岩体体,由地表开始侧压力与深度成线性增长.X9. 椭圆断面巷道,其长轴方向与最人主应力方向一致时,周边受力条件最差.X10在力学处理上,弱面不仅能

2、承受压缩及剪切作用,还能承受拉伸作用.X11. 结构面组数越多,岩体越接近于各向异性.X12. 流变模型元件串联组合时,各元件满足应变相等,应力相加关系.X13. 软弱岩层受力后变形较人,说明构造应力在软弱岩层中表现显著.X14. 岩石限制性剪切强度不是固定值,与剪切面上作用的正压力有关.V15. 软岩破坏为渐进过程,首先对破坏部位支护,可使软岩限制取得好的效果.V16. 随开采深度增加,巷道围岩变形将明显增大.V17. 从巷道周边怜I岩受力情况看,拱型断面巷道要比梯形巷道断面差.X18. 塑性变形与静水应力无关,只与应力偏量有关,与剪应力有关.V19. 对无粘聚力的松散体,由地表开始侧压力即

3、与深度成线性增长.V20巷道返修是一种较好的巷道支护对策.X21水库蓄水前,河间地块存在地下分水岭,蓄水后将不会产生库水向邻谷的渗漏.X22在岩土体稳定性评价中,由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定,通常 在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值,此即稳定性系数.X二、填空1. 结构面的类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面.岩体结构类型：整体块状结构、 层状结构、破裂结构、散体结构.2. 岩石力学的研究内容：岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问 題.岩石力学的研究方法：工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分析法.3. RMR 地质力学分类

4、法包括完整岩石的强度、RQD、节理的间距、节理的状态、地下 水情况.4. 岩体的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏.5. 影响岩石抗压强度的因素：矿物成分、结晶程度和颗粒人小、胶结情况、生成条件、M 化作用、密度、水的作用、试件形状和尺寸、加荷速率.6. 直剪曲线的3个阶段：弹性阶段、裂隙开展增长阶段、强度降低阶段.7. 岩石完全应力一应变曲线分为压密阶段、弹性工作阶段、塑形性状阶段、材料的破坏阶 段.8. 影响岩石应力应变曲线的因素：荷载速率、温度、侧向压力、各向异性.9. 岩石的蠕变分为初级蠕变暂时蠕变、二次蠕变稳定蠕变、加速蠕变第三期蠕变.10. 影响山岩压力的因素：洞室的形状和

5、人小、地质构造、支护的形式和刚度、洞室深度、 时间、施工方法.11. 压力拱理论稳定条件：沿着拱的切线方向仅作用着压力,适用条件：能够形成压力拱, 即洞室上方有足够的厚度且有相当稳定的岩体.12. 大坝的失稳形式：表层滑动破坏、深层滑动破坏、混合滑动破坏.13. 岩石边坡的几种破坏类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡.14. 边坡加固举措：竝、削顶压底、用混凝土填塞岩石断裂局部、用锚栓或预应力缆索加 固、挡墙和锚索相连接加固、用混凝土挡墙或支墩加固、格勾.三、名词解释1、地质体：由一定的岩石组成的和具有一定构造特征的,并占据地球上一定空间的实 体.2、岩石：地壳中由地质作用所形成的、由造岩元

6、素构成的玻璃质或矿物的天然集合体, 具有一定结构构造和变化规律的固体物质.3、岩体：在地质历史过程中所形成的,已经遭受过变形和破坏,具有一定物质成分和 结构并赋存于一定地质环境中的地质体,在岩体力学中作为力学研究对彖时,称为 岩体.4、工程岩体：在岩体内部或外表修建或构造的任何工程为岩体工程,岩体工程所涉及 的岩体为工程岩体.5、岩体结构：结构面和结构体在岩体内的排列组合形式,称为岩体结构.6、结构面：岩体内的开裂的或易于开裂的界面包括物质分异面和不连续面统称结 构面.7、岩体的不连续性：包括岩性不连续性和结构不连续性.岩性不连续性：指岩体内岩 石性质沿一些界面发生突变：结构不连续性：指岩体中

7、一系列宏观别离面,如断层、 节理、劈理等.8、岩体的非均质性：岩体的物理一力学性质随所测点的空间位置不同而有差异的性 质.9、岩体的各向异性：岩体的物理力学性质随取向不同而具有明显方向性差异的性质.10、岩体力学：研究岩石和岩体力学性态的理论和应用的科学,是力学的一个分支.11、岩石的饱水率：即饱和吸水率,指岩石在高压15MPa或真空条件下吸入水 的质量与岩石颗粒质量m：之百分比.12、岩石的软化系数：岩石饱水状态的抗压强度与其枯燥状态的抗压强度的比值.13、强度损失率：饱水岩石在-2525°C条件卞,反复冻结融化25次视当地工程 要求,有的要求冻融100-200次或更多,冻融试验前

8、后抗压强度之差与试验前的抗压 强度的比值,以百分数表示.14、剩余碎胀系数：破碎后的岩石,经过一段时间压实后,其体积Vh与破碎 前体积V.之比.15、结构面的产状:结构面在空河的分布状态.对岩体稳定性和建筑物安危起重要 作用16、岩石质量指标：即BQD,是一个钻孔中长度人于和等于10cm的单块岩心长 度总和与岩心进尺长度之比.17、起伏角：由起伏差a与波长L计算：i=aictaii2a/L.18、张开度：结构面两壁间的垂直距离,除水和空气之外,壁间无充填物.19、软弱夹层：岩体中的在岩性上较上下相邻层显著减弱,厚度超过接触面的起伏 差,但较相邻岩层明显较小的薄岩层或透镜体.20、地应力：在漫长

9、的地质年代里,地球经过各种动力运动过程如板块边界受压、 地幔热对流、地质构造运动、地球旋转作用、重力作用、岩浆侵入作用等,地壳物质 产生各种内应力效应,称为地应力.21、构造应力场:一定区域内具有成生联系的各种构造行迹在不同部位应力状态的 总体.22、岩爆：在地下0同室施工过程中,由于高地应力的存在,岩体中积蓄的大量弹性 应变能忽然释放,岩体出现瞬时的脆性破坏,破坏时发出响声并抛出岩块和岩片.人 规模者称岩爆、小规模称岩射、缓慢脆性破坏称剥落23、力学性质：物体材料为反抗外力而维持自身稳定和平衡所表现出来的性质.24、峰值强度：岩石应力应变曲线上对应最大应力值.25、剩余强度：在峰值强度后,岩

10、石并非完全丧失承载力,而仍然保持较小的承载 力,此时所对应的强度称为岩石的剩余强度.26、长期强度：岩石的强度是随外荷载作用的时间的延长而降低的,通常把作用时 间的强度Sa称为岩石的长期强度.27、脆性破坏:结构、构件或岩、土体在破坏前无明显变形或其他预兆的突发性破 坏类型.28、延性破坏:结构或构件在破坏前有明显变形或其他预兆的破坏类型.29、流变性：物质在外部条件不变的条件下,应力或应变随时间而变化的性质.30、松弛：物体变形保持一定,内部应力随时间增长而逐渐减小的现象.31、蠕变：在大小和方向都保持不变的外力作用卞,变形随时间不断增长的现彖.32、应力应变全过程曲线:反映岩石在压缩条件卜

11、由变形到破坏的全过程关系曲 线.分五阶段：压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙发生和稳定开展阶段、微裂隙加速扩 展阶段、破坏后阶段.33、弹性变形：岩石在外力作用卞产生变形,当外力取消后,岩石的变形即可消失 并能完全恢复原来形状的性质称为弹性,这种可恢复的变形称为弹性变形.34、塑性变形：岩石在外力的作用卞产生形变,当施加的外力撤除或消失后,岩石 的变形不能恢复原状的一种物理现象.35、结构面爬坡：岩体受剪产生沿结构面的滑动,滑动面为波状或锯齿状的不平整 平面,在法向应力较小时,会产生上部结构体剪切隆起的现象,叫做爬坡,假设法向应力 较大,那么结构面上的波状或锯齿状被剪断,叫做啃断剪断.36、结构面

12、剪断：岩体受剪产生沿结构面的滑动,滑动面为波状或锯齿状的不平整 平面,假设法向应力较人,那么结构面上的波状或锯齿状被剪断,叫做啃断剪断.37、剪胀：结构面滑移过程中,不仅产生切向位移,也有法向位移,从而使结构面 总体张开,岩体体积膨胀,这种现象即为剪胀.38、峰值剪胀角：剪胀角为剪切时的剪切位移之轨迹与水平轴之夹角.当剪应力达 到峰值抗剪强度时的剪胀角为峰值剪胀角.39、岩体质量：岩体的工程质量,即从工程角度来看岩体的优劣程度和对工程的适 宜程度.40、BQ:以岩石坚硬程度和岩体完整程度来衡量岩体的根本质量的岩石质 量分级体系.BQ=90+3Rc+250Kv.41、RMR:指岩体地质力学分类,

13、RMR=A+B+C+D+E+MA代表岩石强度；B 代表RQD； C代表结构面间距；D代表结构面形态；E代表地下水状态；M代表 其它因素.42、围岩：在岩体中开挖洞室,引起洞室围岩体中应力的重分布,应力重分布范围内的岩体叫做围岩.43、重分布应力：地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态,洞室周边岩 体将向开挖空间松胀变形,使I制岩中的应力产生重分布作用,形成新的应力,这 种应力称为重分布应力.44、围岩应力：围岩中的重分布应力.45、围岩压力：是指围岩作用在支护上的力.46、塑性圈松动圈：如重分布应力超过I判岩强度极限或屈服极限,造成洞室 周边的非弹性位移,这种现象从周边向岩体深处扩展到某一范

14、围,在此范围内的 岩体称为塑性圈松动圈.47、塑性条件：岩石屈服满足摩尔屈服准那么,当岩石进入屈服时就是塑性条 件.48、侧压力系数：GoH/oV,即水平应力与垂直应力的比值.49、静水压力状态：ol=o2=o3或oH=oV四、简做题1、地质体和岩体在概念上有哪些区别？答：1岩体和地质体是同一物体在不同场合的两个名词.2就具体问题研究而言, 岩体即为地质体的一局部.3岩体是工程地质学和岩体力学的专有名词.有时将土 地作为一种特殊岩体对待.2、岩体和岩石的各自特征是什么？两者有何区别和联系？答：特征：岩体：不连续性、非均匀性、各向异性、有条件转化性；岩石：是一种地质 材料,是组成岩体的固相基质,

15、是连续、均匀、各向同性或正交各向同性的力学介质； 区别联系：1岩体赋存于一定地质环境之中,地应力、地温、地下水等因素对 其物理力学性质有很人影响,而岩石试件只是为实验而加工的岩块,已完全脱离了原有 的地质坏境.2岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程,其中存在着各种地质 构造面,如不整合、褶皱、断层、节理,裂隙等而岩石相对完整.3 一定数量的岩石 组成岩体,且岩体无特定的自然边界,只能根据解决问题的需要来圈定范I制.4岩体 是地质体的一局部,并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的 集合体,也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组的.3、岩体力学的一般工作程序步骤和

16、主要研究方法？答：工作程序：岩体工程地质信息采集一岩体工程地质力学模型一岩体稳定性评价一岩 体工程设计一岩体工程施工一岩体性态监测：主要研究方法:工程地质法、测试试验法、 理论研究法、综合研究法4、岩体的组成要素是什么？答：物质成分岩石、结构结构体、结构面、赋存环境应力场、温度场、渗流场、 其他物理场5、从工程地质研究的角度,简述岩石的主要造岩矿物及其根本性质？答：1、可溶性矿物,如岩盐、石膏、芒硝等,在适宜条件卞可溶解于水,减少岩石的 固相成分增加空隙比,使岩石结构变松、力学性能降低、渗透性提升.2、易风化矿物, 其稳定性取决于矿物的化学成分迁移活动性、矿物结晶特征、矿物生成条件.3、粘土

17、矿物,如蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、绿帘石等,粘土岩在漫长的成岩作用后已 失去胶体的活动性,但在水的长时间作用下活动性可以复苏.4、其它不稳定矿物,主 要指黄铁矿硫化物,它们极易氧化在氧化过程中生成硫酸.6、岩石颗粒间的联结有哪几种？联结强度如何？答：按联结性质分类：结晶联结一一联结强度最强、胶结联结一一联结强度居中、水 胶联结一一联结强度最弱.7、结构面按其成因通常分为哪几种类型？各自有何特点？答：成因类型：1原生结构面一一在成岩过程建造过程中形成的结构面.其特征 与岩体成因紧密相关,它包括沉积结构面、火成结构面和变质结构面.2构造结构面 一一岩体在改造过程中受构造应力作用产生的破裂面或

18、破碎带,如劈裂、节理、层间错 动及断层等.它是岩体中分布最广的一类结构面.结构面的产状空间分布取决于构造应 力场与岩性条件,他们的力学成因、规模、发育历史及次生变化影响并制约着岩体的工 程地质性质.3次生结构面一一次生结构面是指岩体在外营利风力、卸荷、地下水、 应力应变、人工爆破等作用下形成的结构面.其特点是局限于岩体表层,规模小、数 量多、多呈无序性,不平整和不连续状态.它们往往是受原生结构面和构造结构面限制 的,或在此根底上开展起来的.8、简述结构面定量统计的内容？答：1产状结构面的空间分布状态：2组数岩体中交叉分布的结构面组数;3间距同组结构面法线方向上该组结构面的平均距离；4延展性在一

19、个暴露 面上能看见的结构面迹线的长度；5粗糙程度结构面的固体外表相对与它的平均 平面的凹凸不平程度：6结构面壁的抗压强度结构面两侧岩壁的等效抗压强度；7张开度结构面两壁间的垂直距离,除水和空气外壁间无填充物；8充填特征 硬性结构面、软弱结构面；9渗流特征结构面中是否存在渗流及渗流量；10 块体尺寸.9、泥化夹层有何特性？答：结构上：由原岩的超固结、胶结式结构变成了泥质散体结构或泥质定向结构：成分 ±：粘粒含量较原岩增多,可达70%,物理化学成分与原岩根本一致,高含量粘土矿 物,含盐量低、游离氧化物增加；厚度上：泥化夹层发生在软硬相间的岩层组合和原生 软弱夹层的条件卞,通常被限制在相对

20、坚硬岩层之间发育.产状上：人多数泥化夹层由 原生软弱夹层发育而来,其分布受到原生软弱夹层的限制,故它们的产状完全一致；物 理状态上：干密度较原岩小,天然含水率超过塑限介于塑限和液限制间,膨胀量和膨胀 力犬小与矿物类型及有机质含量有关；力学性质上：较原岩大大降低,仅与软弱或松软 土相似.10、试述自重应力场与构造应力场的区别和特点.答：自重应力场是岩体自重应力在空间的有规律分布；构造应力场是一定区域内具有成 生联系的各种构造形迹在不同部位应力状态的总称.两者都是天然应力场的组成局部, 自重应力场是由上覆岩体的重量引起的,而构造应力是空间和时间的函数,是随构造形 迹的开展而变化的非稳定应力场.11

21、、简述地壳浅部地应力分布的根本规律.答：地壳浅层岩体中绝人局部应力场是以水平应力为主的三向不等空间应力场,三个主 应力的大小和方向是随空间位置而变化的.12、简述高地应力区的标志.答：1饼状岩芯；2岩爆、剥落、锤击有哑声；3隧道隧洞、巷道大变形、 钻孔缩径：4隧道变形破坏具有相同的方式或形式；5软弱夹层挤出；6岩表达 场物理力学指标高于室内；7其它：不透水性.13、解释单轴压缩作用下,岩石变形全过程的特征及其内在本质.答：岩石单轴压缩全过程分以下几个阶段：压密阶段,此阶段岩石中原有空隙在荷 载作用下逐渐被压缩而闭合,试件体枳减小.弹性阶段,随荷载的加人岩石中裂隙 进一步闭合,空隙被压缩无新的裂

22、隙开展表现为弹性变形.微裂隙发生和稳定开展 阶段,当应力超过弹性极限后,岩石中原有裂隙开始开展并产生新裂隙,表现为应变的 增加速率人于应力的增加速率.微裂隙加速扩展阶段,应力超过屈服极限并逐渐增 人的过程中,岩石内部裂隙加速扩展并局部出现宏观裂隙,当裂隙扩展为贯穿的破裂面 是,岩石即发生破坏.14、循环加荷作用下岩石的力学性质？答：1、逐渐循坏加载：、弹性滞后；、回滞坏；、峰值前应变强化；、峰值后应变弱化；、岩石的记忆2、反复循环加载：岩石会在比峰值应力低的应力水平卞破坏,即疲劳破坏.疲劳强 度非定值,与循坏荷载持续时间有关.存在一个极限应力水平,当最大应力低于这一应 力水平时,应变在到达一定

23、值后不再增长,即不发生破坏15、三向作用下岩石的力学性质？答：1、岩石在围压条件下的应力应变关系；2岩石在|制压条件下的破坏方式及机制；3 I制压对岩石极限强度的影响；4岩石的莫尔包络线特征.邙付说明：三向作用下岩石 与单轴压缩条件的应力应变曲线类似有弹性变形阶段、塑性变形阶段、应力卞降阶段、 摩擦阶段.不同闱压下变形特征不同：高强度坚硬致密岩石曲线斜率受闱压影响小 根本不变即弹性模量不因|韦|压增高而改变,表现为常刚度变形.对任何岩石当闱压 到达一定水平是,以塑性变形为主与之对应的破坏由脆性转为延性.随着闱压的增 人,岩石的三轴极限强度也增人,但其增大的速率依岩性的不同而不同,对脆性破坏的

24、岩石其极限强度随闱压的增长很快,而延性破坏时,极限强度随I制压增长缓慢.16、岩体结构面粘滑的特征、机制和影响因素？答：粘滑特征：岩石外表忽然向前滑动、锁住,然后又开始滑动,如此反复进行.粘滑机制：松弛振荡机制：最初是通过光滑结构面开始粘滑研究的.由于动摩 擦小于静摩擦使得结构面忽然向前滑动锁住,然后又开始滑动如此反复形成张弛、跳跃 式的粘滑现彖称为松弛振荡.脆性破坏机制：粘滑不仅仅出现在磨光面上,在粗糙 的结构面上也较普遍的发生.由于外表存在人量的凸起体,且一般都呈嵌合接触,假设剪 切面上法向压力人到足以抑制上部块体升高并沿凸起体爬坡时,在剪切力作用下将凸起 体剪断或使凸起体在相对面上犁刻凹

25、槽.当凸起体一旦破坏阻抗立即下降.凸起体 蠕动机制：由于蠕动凸起体嵌入到相对的结构面中,使接触面增加,当继续加力至滑动 时随着滑动的开始,接触面减小导致摩擦阻力忽然降低而产生粘滑.影响因素：矿物成分、应力状态、应变速率、填充物、孔隙率、温度、水及空隙 压力.17、岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？答：瞬时变形阶段：加荷后立即发生变形.初始蠕变或阻尼蠕变阶段：应变在最初随时间增长较快,但其增长速率随时间逐渐降低.等速蠕变阶段：应变随时间呈近似直线的增长.加速蠕变阶段;应变及应变速率均随时间增长而增长,说明变形加 速直至破坏.18、简述不同形态结构面剪切强度特征.答：1、平直型硬性结构面

26、：平直型无填充的硬性结构面,其力学性质主要取决于两壁 岩石性质、结构面粗糙度、粘聚状态、干湿程度、发向应力；2、波状结构面：在较小 正应力作用下发生剪胀,在正应力较大时发生剪断；3、台阶状硬性结构面：阻止滑块 的阻力有结构面段的抗剪强度与完整岩段沿层面方向的抗剪强度两局部组成.4、非贯 通性结构面：发生剪切时,结构面与为贯穿的''岩桥都起抗剪作用.19、岩体与岩石的变形有何异同？答：岩体的变形包括体枳变形、形状变形、位置变形,总体而言分为结构体变形包括 材料的弹性、塑性和粘性以及结构体的滚动和转动变形等和结构面变形包括压缩闭 合或挤出变形、错动或滑动流动变形等,而岩石由于整体比

27、拟完整不存在结构面,故 岩石的变形主要是结构体的变形而没有结构面的变形.20、岩体压缩变形曲线可分几类？各类变形曲线有何特点？答：岩体变形曲线类型A直线型：反映岩体加压过程中变形随压力成正比增加,直线型又分两类,A-1型与 A-2型.A-1型：曲线斜率陡,呈直线,岩体刚度大,退压后岩体变形几乎恢复到原点, 以弹性变形为主.A-2型：曲柄斜率缓,呈直线,岩体刚度很低,退压后岩体变形只能 局部恢复,有明显的不可恢复变形和回滞坏,岩体变形不是弹性的.E上凹型：E-1型：每次加压曲线的斜率随着加压退压循环次数增加逐渐变大,即岩体 刚度增大,各退压曲线较缓且相互近于平行,变形系数随压力增加而减小,岩体弹

28、性变 形逐渐增大.E-2型：加压曲线斜率随压力增大而逐渐变人,即岩体刚度增人,各卸荷 曲线很陡,在卸荷后,变形大局部不可恢复.C卞凹型：每次加压曲线在应力较小时近于平行,而有应力较大时逐渐变缓,变形系数 随压力增加而增加.D复合型：岩体受压时的力学行为复杂,同时岩体受压的边界条件又随压力的增犬而改 变.21、简述岩体抗剪强度参数该如何选取.答：对岩体破坏机理加以分析,并结合工程建筑物的工作状态和要求,确定选值标准, 通过数理统计而获得强度参数.选值标准即抗剪强度准那么主要有比例极限准那么、屈 服极限准那么、极限强度准那么、剩余强度准那么、剪胀准那么、长期强度准那么、最人允许位移 准那么、剪切变

29、形速率准那么等.22、简述岩体力学性质的影响因素.答：岩体力学性质影响因素有两个方面：1、岩体的内在因素即岩石的成分、结构及岩 性、岩体结构；2、外部条件即地下水、地应力、地热及作用力特点.23、简述岩体力学性质法那么.答：1、爬坡效应法那么.切向变形过程中爬坡效应由结构面形态和粗糙度、岩石强度及 I制压大小共同决定；2、各向异性效应法那么.与岩体结构密切相关、随围压的增加而减 弱；3、尺寸效应法那么.即力学性质随试件尺寸大小而变化.24、简述岩体的工程地质分类与质量分级的区别和联系.答：区别：根本区别在于效劳对彖.分类的效劳对彖：工程地质和岩体力学工作者,着 重解决一般问题,一般不涉及具体工

30、程；分级的效劳对象：岩体工程的设计和施工人员, 直接为具体岩体工程的设计和施工效劳.联系：岩体的工程地质分类必须以岩体质量为根底,是工程岩体质量分级的归宿； 而岩体质量分级也是岩体工程地质分类的深化和开展,属于岩体工程地质分类范畴.25、Q分类法和RMR分类法中各考虑了岩体的哪些因素？答：Q分类法:岩石质屋指标、结构面组数、结构面粗造度系数、结构面蚀变程度系数、 裂隙水折减系数、地应力折减系数.RMR分类法：岩石强度、岩石质量指标、结构 面间距、结构面形态、地下水状态.26、岩体质量分级在工程中如何应用？答：1、工程地质分类的根本依据之一；2、工程地质和岩体力学定量化的研究；3、岩 体工程的设

31、计和施工：如规划、勘察、加固、支护、地下工程等.27、在静水压力状态下,围岩应力的分布有何特征？答：天然应力为静水压力状态时,围岩内重分布应力与&角无关,仅与洞半径d和原始 应力水平有关.径向应力6在洞壁处为0,随着离洞壁距离的增加,其应力逐渐上升, 在约6倍洞半径处根本恢复到原始应力水平.切向应力在洞壁处为2%,随着离洞壁距离 的增加,其应力逐渐下降,在约6倍洞半径处根本恢复到原始应力水平.其分布特征如图所 示：28、在非静水压力状态下,围岩应力的分布主要受哪些因素影响？这些因素怎样影响到围岩应力的分布特征？答：在非静水压力状态卞,闱岩应力的分布特征与静水压力状态类似,但侧压力系数g

32、 的人小对应力大小有明显影响.以圆形洞室为例,当<<1/3时,洞顶将出现拉应力.当1/3 <g<3时,洞壁围岩内的6全为压应力.当£>3时,两边墙出现拉应力.29、椭圆形洞室的围岩应力分布有何特征？答：椭圆形洞室长轴两端点应力集中最人,易引起压碎破坏,而短轴两端易出现拉应力 集中,不利于閑岩稳定.最合理的洞室方向是长轴平行最人主应力,长短半轴的比等于6/6, 此时洞室围岩应力分布较均匀,围岩稳定性较好.30、方形及矩形洞室的围岩应力分布有何特征？答：矩形状洞室的角点或急拐弯处应力集中最人.长方形短边中点应力集中大于长边中 点,而角点处应力大,围岩最易失稳

33、.当岩体中天然应力刁、歼相差较大时,那么应尽量使洞 室长轴平行于最大天然应力的作用方向.31、圆拱直墙洞室的围岩应力分布有何特征？答：平直的周边容易出现拉应力.由于岩石的抗拉强度通常只有抗压强度的十几分 子一,所以平直周边比曲线周边容易破坏. 拐角处是应力集中区. 拱顶容易出现拉应力.五、论述题1、从岩石力学的角度分析岩质边坡病害的发生机理和研究方法.答：机理：崩塌：块状岩体与岩坡别离,向前翻滚而下.其成因是由于风化等原因 减弱了节理面的内聚力或也可能是由于气温变化、冻融松动岩石的结果,或是由于植物 根系生长造成膨胀压力,以及地震、雷击等原因而引起；滑坡：岩体在重力作用下, 沿坡内软弱结构面产

34、生的整体滑动.其成因是由于岩体中存在有软弱结构面层面、断 层、裂隙,岩体在重力的作用下,克服了滑面底部与两侧的阻力而引起沿软弱面的滑 动.滑面的倾角必须大于滑面的内摩擦角,否那么无论坡角和坡高犬小如何,边坡都不会 滑动.研究方法：极限平衡法、数值分析法、有限单元法等2、岩石力学与土力学在研究对象、研究方法、物理性质、力学性质和渗透性等方面有 何异同点？答：研究对彖：岩石力学-岩石、岩体、岩体工程；土力学-土体.研究方法：岩石力学-工程地质法、测试试验法、理论研究法、综合研究法；土力 学-实验室测定法、野外现地测定法、理论分析法、综合研究法.物理性质：岩石力学-岩石的重力特征、空隙性、吸水性、透

35、水性、可溶性、膨胀 性、崩解性、软化性、抗冻性、碎胀性、压实性、热力学性质等；土力学-碎散性、 三相体系、自然变异性.力学性质:岩石力学-岩石为反抗外力而维持自身稳定和平衡所表现出来的性质,包 括变形性质和破坏性质；土力学-土体的自重应力、自身以外的荷载引起的附加应力、 土的压缩性、抗剪强度.滲透性：岩石力学-岩石透水性取决于岩石中空隙的大小、数量、方向和连通情况, 完整岩体的透水性与其组成的岩石相近.岩体的渗透分为：孔隙型、裂隙型、岩溶管道 型；土力学水在土体孔隙中流动,土具有被水等液体透过的性质.3、从根本特征、物理性质、力学性质、赋存环境等角度讨论岩体、岩石的区别. 9答：根本特征：岩体

36、：不连续性、非均匀性、各向异性、有条件转化性；岩石：是一种 地质材料,是组成岩体的固相基质,是连续、均匀、各向同性或正交各向同性的力学介 质.物理性质：岩体：结构面产状、结构面组数、结构面间距、延展性、粗糙程度、风 化程度、张开度、充填特性、渗流、块体尺寸；岩石：重力特征、空隙性、吸水性、透 水性、可溶性、膨胀性、崩解性、软化性、抗冻性、碎胀性、压实性、热力学性质 等.力学性质：岩体：法向压缩变形、岩体抗拉强度、岩体的抗剪强度、岩体的剪切变 形；岩石：为反抗外力而维持自身稳定和平衡所表现出来的性质,包括变形性质和破坏 性质.赋存环境：岩体：地应力场、温度场、渗流场、其它物理场；岩石：没有赋存坏

37、境.4、格里菲斯强度理论实际的固体在结构构造上既不是绝对均匀的,也不是绝对连续的,其内部包含有大量的 微裂纹和微孔洞,这种固体在外力作用卞,即使作用的平均应力不犬,但由于微裂纹或微孔 洞边缘上的应力集中,很可能在边缘局部产生很犬的拉应力,当这种拉应力到达或超过强度 时,微裂纹便开始扩展,当许多这种的微裂纹扩展、迁就、联合时,最后使固体沿某一个或 假设干个平面或曲面形成宏观破裂.六、七、计算题1、一个5cmx5cmx 10cm试样,其质量为678g,用球磨机磨成岩粉并进行风干,天平秤称 得其质量为650g,取其中岩粉60g作颗粒密度试验,岩粉装入李氏瓶前,煤油的度数为0.5cm装入岩粉后静置半小时,得读数为2Q3cm求：该岩石的天然密度、干密度、 颗粒密度、岩