岩体力学计算题

#/10o+O. 3=v42+5.712-cot35。=5.542一r，口O=9.54MPa可解得i厂o=1.54MPa31+Sin①=3.691-sin①2ccos① 1.63 = =3.831-sin30.426O-O-O-1 3 cL1"I.54-3.83=1.55MPa3.69-1=1-55 =1.55x10-4m,10x1037、如果某种岩石的强度条件为T=otg30°十10(MPa),试求，(1)这种岩石的单轴抗压强度；(2)设。1＞。2＞。3(压应力为正，单位为MPa),则应力状态为(53.7,30,1)时岩石是否破坏。解答：由"T"tan300G10MP知CT10MP,"T300；(1)(2)(53.7有RC、 -1Gsin300、T2・10 —— T34.64MP11sin300 a1Gsin"A1Gsin\?八A1Gsin\由三向抗压强度.1TCG="3TRCGe.3有：30,1)时三向抗压强度"T34.64G3・1T37.64MP153.70MP,已破坏;8、在均质岩体中开一巷道，巳知岩石的内摩擦角@=30°,内聚力C=30MPa,由实测知道巷道围岩所受平均垂直应力为200MPa,这种情况下至少应对巷道边帮提供多大的侧向应力才能维持巷道边帮的平衡？解答：本题实质为求三向受力下最大主应力为200MP不破坏时的最小侧压■。111G1Gsin"A1Gsin".由"T2C G"1 1sin" 1sin"3有・T3-1.11Gsin1sin，t-1Gsin-200-0.52C■11s"2・30・*3・1.5T0.64MPa需提供最小侧向应力为0.64MP。a9、某岩块强度符合库仑准则，c=5MPa,（p=30°。如果三轴应力状态下的。3=10MPa保持常数，求极限平衡时力。（6分）解：c=5MPa，（p=30°，a3=10MPa极限平衡状态莫尔圆与强度线相切,有2ccos①+o(1+sin①) 3 2ccos①+o(1+sin①) 3 1-sin① 2 =47.32MPa1-0.510、已知在某岩体中，仅含有一条节理面，节理面和最大主应力平面成某角度a。图1表示出了完整岩块的莫尔应力圆，并给出了完整岩块和结构面的强度线。结合下图，试进行以下分析：（共10分）（1）图示强度线1代表完整岩块还是结构面的强度线？判断依据是什么？（3分）（2）若要保证岩体处于安全工作状态，莫尔应力圆与强度线1和强度线2分别处于怎样的几何关系？（相离？相切？相割？）（2分）（3）当a在何种取值范围时，岩体会破坏，且岩块先于节理发生破坏？破坏角是多少？（3分）（4）当a在何种取值范围时，岩体会破坏，且节理先于岩块发生破坏？（2分）图1结构面对岩体强度影响分析图解：（1）图示强度线1代表完整岩块的强度线，因为在一般情况下岩块的强度要高于结构面的强度，故在TP图上，岩块的强度线处于结构面强度线的上方。（2）若要保证岩体处于安全工作状态，莫尔应力圆与强度线1相离，故也与强度线2相离。（3）当a>a2或a<%时，岩体会破坏，且岩块先于节理发生破坏，破坏角为450+1/2中1。（4）当a1<a<a2时，岩体会破坏，且节理先于岩块发生破坏。11、某岩石试件，测得容重y=1*上现,湖、比重△=2.69,含水量^』二"%，试求该岩样的孔隙比彳，孔隙度n，饱和度冬和干容重丫小。（12分）1=解：孔隙比：△。十g)12.69(1+0.2^131=解：孔隙比： -1= -L=

孔隙度:用二上一乂1。0%二"貂乂100%=433%孔隙度:饱和度:1+丈 1+0,83饱和度:干容重:1+5干容重:1+51+0.832.69cos60。T3010T20MpaoBTcos60。T3010T20MpaoBT点，D点即为对应正断层上的应力分量.和・。nn12、在2000m深处的岩体，由覆盖岩层重量引起的垂直应力为50Mpa，水平应力为10Mpa。该处有一倾角为60°的正断层（如图）。（1）求断层面的正应力和剪应力；（2）并画出其摩尔应力圆。（17分）答：（1）由题意得：.=10Mpa，・=50Mpa；a=30°，带入公式求xy出：■占「■ ~子50G10A1050一一aG一~夫cosZT G ZZ 1050「亍sinZT.sin60。T17.3Mpa（2）由主应力O、■断定B（10，0）和点A（50，0），以ABxy为直径画出摩