岩土力学试题及答案

一、填空题〔•岩石与岩体的关系是（B）。（A）岩石就是岩体（B）岩体是由岩石和结构面组成的（0岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分2•大部分岩体属于（D）。（A）均质连续材料（B）非均质材料（C）非连续材料（D）非均质、非连接、各向异性材料TOC\o"1-5"\h\z3・岩石的弹性模量一般指（D）（A）弹性变形曲线的斜率（B）割线模量（C）切线模量（D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种4・岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为（B）o（A）_B-、（C）[（D）-5•由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（D）。（A）脆性材料（B）延性材料（C）坚硬材料（D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征6・剪胀（或扩容）表示（D）。（A）岩石体积不断减少的现象（B）裂隙逐渐闭合的一种现象（C）裂隙逐渐涨开的一种现象（。）岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象7・剪胀（或扩容）发生的原因是由于（D）。（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的（C）岩石的强度大小引起的（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的8・岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A）。（A）岩体中含有大量的不连续面（B）岩体中含有水（C）岩体为非均质材料（。）岩石的弹性模量比岩体的大9・岩体的尺寸效应是指（C）。（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象（D）岩体的强度比岩石的小l~r（C、…度（⑴岩体的完整性和岩石的强度（。）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深

11.坚硬程序确定是按照(我国工程岩体分级标准中岩石的A)11.坚硬程序确定是按照(（A（A）岩石的饱和单轴抗压强度（B）岩石的抗拉强度（C）岩石的变形模量（。）岩石的粘结力TOC\o"1-5"\h\z下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（D）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（C）。（A）15~30MPa（B）＜5MPa（C）5~15MPa（D）＜2MPa14-我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（D）。（A）RQD（B）节理间距（C）节理密度（。）岩体完整性指数或岩体体积节理数在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（D）。（A）0.55~0.35（B）0.35~0.15（C）＞0.55（D）0.75~0.55在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标确定的？（B）。（A）RQD和节理密度（B）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数（C）地下水和RQD（D）节理密度和地下水17-我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（D）。①地应力大小;②地下水;③结构面方位;④结构面粗糙度。(A)①、④(B)①地应力大小;②地下水;③结构面方位;④结构面粗糙度。(A)①、④(B)①，②(C)③（D[①，②，③18•初始地应力主要包括（C）。（A）自重应力（（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力19・初始地应力是指（A）。（A）未受开挖影响的原始地应力（（A）未受开挖影响的原始地应力（B）未支护时的围岩应力（C）开挖后岩体中的应力20.（D）支护完成后围岩中的应力构造应力的作用方向为（B）。（A）铅垂方向（A）铅垂方向（B）近水平方向（C）断层的走向方向（D）倾斜方向21.卜列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？(B)。21.(A)垂直应力一定大于水平应力(B)构造应力以水平应力为主自重应力以压应力为主(。)自重应力和构造应力分布范围基本一致22-如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好？(B)(A)0.5(B)1.0(C)<1(D)>123、某岩性边坡破坏形式，已知滑面AB上的C=20kPa,『岩体的密度1-I-1-'-'.当滑面上楔体滑动时，滑动体后部张裂缝CE的深度为(A)。(A)2.77m(B)3.42m(C)2.56m(D)3.13m24、一岩质边坡坡角L—「T，重度1.-J--'i"'，岩层为顺坡，倾角与坡角相同，厚度t=0.63m，弹性模量E=350MPa,内摩擦角J一’，则根据欧拉定理计算此岩坡的极限高度为(B)(A)42m(B)53m(C)77m(D)93m25、一岩质边坡坡角；；-一「，重度，岩层为顺坡，倾角与坡角相同，厚度t=0.63m，弹性模量E=350MPa,内摩擦角--,则根据欧拉定理计算此岩坡的极限高度为(B(A)42m(B)53m(C)77m(D)93m下列关于均匀岩质边坡应力分布的描述中，哪一个是错误的(C)o斜坡在形成中发生了应力重分布现象斜坡在形成中发生了应力集中现象斜坡形成中，最小主应力迹线偏转，表现为平行于临空面斜坡形成中，临空面附近岩体近乎处于单向应力状态岩基稳定性分析一般采用下面哪一种理论？(A)(A)弹性理论(B)塑性理论(C)弹塑性理论(D)弹塑粘性理论对于脆性岩基，若已知岩石单轴抗压强度为R则岩基的极限承载力qf为(A)o(A)3Rc(B)9Rc(C)12Rc(D)24%29-岩基表层存在断层破碎带时，采用下列何种加固措施比较好？(D)(A)灌浆加固(B)锚杆加固(C)水泥砂浆覆盖(D)开挖回填30.若基础为方形柔性基础，在荷载作用下，财基弹性变形量在基础中心处的值约为边角处

的（D）。（A的（D）。（A）0.5倍（B）相同（C）1.5倍倍二、计算题1某岩石试件，测得容重■■I(D)2.0，比重△=2.69,含水量叫二29%，试求该岩样的孔隙比，孔隙度n饱和度.和干容重・'1。269(.29)83解£吗壬中JQ02：孔隙比：■«=-AxlOO%=——xlOOH=45.3%1+1+0.83耳94%e083孔隙度:羊2宵®)饱和度:孔隙度:v=1，然后v=1，然后上述指标，也可利用三相图进行计算，若从以知条件…入手，则可先假设推算出三相重量及体积，按各物理指标的定义，即可将各指标求得：设」’..■:，：/,则按容重定义：「’■1二按含水量定义：■■按三相图：：〔+「！「即「叮一—9.47A—Q43gW1.47故L9-L47吧二那-忆二0・547c??23±―」V.—Q43gW1.470・547c??23±―」按比重定义：水的容重：-^「：W<=—=0.43a3因而，］・二：心二此+匚二0,43+0.0240.45肿$至此，所有的各物理量均以求得，即可由定义得：=01543=og?0.547F匕«=Axl00%=—x100%=45.3%1.47.-.茫———，=1、仇2朋V1

2・有一组共三块试件，每块边长位工工上年；，高度位12cm。试验测得试件的破坏受压荷载分别为R=6诙火田=6200火田=65Q0火田。试求该岩石试件的抗压强度。解：(1)首先计算高试件的抗压强度2402陷二勺二型力5x5°/加E：-242ft;巴"A5x5E：-242ft;巴"A5x5°存=226kgIcm该岩石作三轴抗压强度试验时，当=——==■26QkA/cmA5x5§=1点击1(240+248+260)=249加.=226kgIcm该岩石作三轴抗压强度试验时，当点ra+陪)=°/出则.(2)再计算岩石试样的单向抗压强度9SC_9x429sc~7+(2rf/fe)~7+2x5/123.大理岩的抗剪强度试验，二"-oJ：•JL''11'■：!:'-'。求侧压力解:(1)计算内摩擦角＞q=C+言旬

时，其三轴抗压强度等于多少?fg0联立求解：—(2)*——220-〔92—帖3_亨(2)计算系数K二r_1+sin0_1+sin35°rlAM=l-sin350=(3)计算三轴抗压强度：・l，，.i-''■4.三块了、立方体试件，分别作倾角为最大荷载分别为4.5T,2.8T和2T,试求岩石的解：(1)求每块试件破坏面上的剪应力和正应力

1-—48°,55°,64°的抗剪强度试样，其施加的':;值，并绘出抗剪强度的曲线图。%.41—sin48°=180x0.743=134tg/cA25x5coq=—cos48°=180x0.669=1205厂岂起彷言召X15x5辆P、.二一sin禺二一sin55°_112x0.819二92°^/A5x52O写uos义二-x碣二§§cos48°=112x0574二62kgfem

%.41畀舶64°=80x0.899J2焰曲如。5X5五4=80x0.438=35WcA(2)求岩石的一上:值，根据以上各值作J-关系图，如下图所示:T=C+dgAp由公式：T48=134tg/c用［乐120kgIcf134=(7+120A®C*=134-谄T55-92tg/™3,J55二64kgl3(2)92=C+64筋二将(1)式代入「(2)式，则得：(2)92=134-12O(gp+SAtgp4242=0.75将（3）式代入。）式，则得：-];：'7「5某均质岩体的纵波波速是，横波波速是，岩石容重■::'<求岩体的动弹性模量，动泊松比和动剪切模量。=tg®=——=解：弹性理论证明，在无限介质中作三维传播时，其弹性参数间的关系式如下：42=0.75将（3）式代入。）式，则得：-];：'7「5某均质岩体的纵波波速是，横波波速是，岩石容重■::'<求岩体的动弹性模量，动泊松比和动剪切模量。7-『&GD/?0（1+"）（1-举）」_皿2闲_47203-2x2655a_8180350动泊松比i：；：^〃二「厂齐一

E仅1+#)(1-幼寤动弹性模量■-;:_2.63(1+0.27)(1-2x0,27)x22273400~9.81x(1-0,27)=3422955826x100=477979.6367Ag/c«

7.1316S,"业-动剪切模量G,按公式，:G二七二阳‘弘〃=188xW4tg/cw2(1-//)2(027+1)求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩一.'<'；1，泊松比卓.一,则解：因为地壳厚度比地球半径小的多。为度，深度也无限。现考虑地面下深度重量的压力。在单位面积上，这个重量是公里深度以下的应力是多少？解：因为地壳厚度比地球半径小的多。为度，深度也无限。现考虑地面下深度重量的压力。在单位面积上，这个重量是在局部地区可以把地表看作一个半平面，在水平方向Z处的一个微小单元体。它受到在它上边岩、土体•-1,其中，［■■■I是它上面物体的体积，1是物理单位体积的重量，因此:如果单元体四周是空的，它将向四周膨胀，互作当由于单元体四周也都在自重作用下，相用的影响使单元体不能向四周扩张。即=6=JLs-JL-匕乂解之，则得：，而横向压力约为纵向压力的三由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加分之一。，而横向压力约为纵向压力的三对于花岗岩，i一■■-，一公里深度以下的应力为:2.6x1000对于花岗岩，i一■■-，一公里深度以下的应力为:2.6x10001000xlOO=260kglcm20.251-0.25x260=87kg/cw2设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为「一；］忿花岗岩处于弹性状态，泊松比；；*二：。该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为多少？解答垂直应力计算6二D他二26x1000=26000人2-1水平应力计算其中：侧压力系数［的大小与岩体的性质有关，当岩体处于弹性状态时，采用弹性力学公式；当岩体比较破碎时，采用松散介质极限平衡理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采用海姆公式。因为本题岩体处于弹性状态，所以采用弹性力学公式，侧压力系数［为匕二内二2600%二淤67聃所以：8・有一半径为a=3m的圆形隧洞，埋藏深度H=50m,岩石容重'-?1,泊松比“--,岩体弹性模量八■T-"；1'。试求'’处的隧洞周边应力和位移。解：(1)计算隧洞周边应力1-‘1-03p二卅:,-a:歼二p(l+co$2®+Q(l-2似2&)吗0当人=2.7x50(1+2)+0.43x2.7x50(1-2)=346.95?/A当厂：■q_2?苴50(1-2)+0.43x2.7x50(1+2卜39」玲/

(2)求隧道周边的位移当：JII时:w=卜#》[(1+、入山2(1-cos2A：A1_03Ax27x50[(1+043)x3-2(1-043)x3x1]=0X7A15x10u=〃胪u=〃胪[2(1一心规25]=0当芒二二〔时：u=21_(°；2^24对。[(1+043)x3-2(1-043)x3x(A1)]=0.63人U=06m,9沙性土质隧道，埋深h=40m，围岩容重！一川，内摩擦角阳'上，隧道宽高8m,试确定围岩压力。6m,解：此时令侧压力系数!.，隧道顶部垂直压力二解：此时令侧压力系数!.，隧道顶部垂直压力二40

tan

28°16+