巖石力學(xué)課后作業(yè)

1、2.17不同受力條件下巖石流變具有哪些特性？答：（1）恒應(yīng)力長(zhǎng)期作用下巖石的流變體現(xiàn)為蠕變，蠕變指巖石材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。蠕變可分為三個(gè)階段：第一階段：蠕變速率（ΔεΔt）隨時(shí)間而呈下降趨勢(shì)。第二階段：蠕變速率不變，即（ΔεΔt）為常數(shù)，這一段是直線。第三階段：蠕變速率隨時(shí)間而上升，隨后試樣斷裂。（2）在應(yīng)變一定的情況下，巖石的流變體現(xiàn)為松弛，松弛分為立即松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力立即消失到零；完全

2、松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力逐漸消失，直到應(yīng)力為零；不完全松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力逐漸消失，但最終不能完全消失，而趨于某一值。（3）巖石強(qiáng)度隨外荷載作用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低的特性稱作巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度，巖石長(zhǎng)期強(qiáng)度也是巖石流變特性的體現(xiàn)。2.18簡(jiǎn)要敘述常見(jiàn)的幾種巖石流變模型及其特點(diǎn)。答：（1）馬克斯威爾（Maxwell）模型。這種模型是由彈性單元和黏性單元串聯(lián)而成，當(dāng)驟然施加應(yīng)力并保持為常量時(shí)，變形以常速率不斷發(fā)展。（2）開(kāi)爾文（Kelv

3、in）模型。它是由彈性單元和黏性單元并聯(lián)而成，當(dāng)驟然施加應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變速率隨著時(shí)間逐漸遞減，在t增長(zhǎng)到一定值時(shí)剪應(yīng)變就趨于零。（3）廣義馬克斯威爾模型。該模型由開(kāi)爾文模型與黏性單元串聯(lián)而成，剪應(yīng)力開(kāi)始以指數(shù)速率增長(zhǎng)，逐漸趨近于常速率。（4）廣義開(kāi)爾文模型。該模型由開(kāi)爾文模型與彈性單元串聯(lián)而成，開(kāi)始產(chǎn)生瞬時(shí)應(yīng)變，隨后剪應(yīng)變以指數(shù)遞減速率增長(zhǎng)，最終應(yīng)變速率趨于零，應(yīng)變不再增長(zhǎng)。（5）柏格斯（Burgers）模型。這種模型由開(kāi)爾文模型與馬克斯威

4、爾模型串聯(lián)而成，蠕變曲線開(kāi)始有瞬時(shí)變形，隨后剪應(yīng)變以指數(shù)遞減速率增長(zhǎng)，最后趨于以不變的速率增長(zhǎng)。2.19什么是巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度？它與巖石的瞬時(shí)強(qiáng)度有什么關(guān)系？答：巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度指巖石強(qiáng)度隨外荷載作用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低的性能，即作數(shù)的巖體與以前做過(guò)實(shí)驗(yàn)的巖體類比，取相同分級(jí)，具有相同性質(zhì)的巖體對(duì)比，從而得出未知巖體力學(xué)參數(shù)的大致范圍。3.11以含一條結(jié)構(gòu)面的巖石試樣的強(qiáng)度分析為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單介紹巖體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度和巖石強(qiáng)度的關(guān)系，并在理論上證明

5、結(jié)構(gòu)面方位對(duì)巖體強(qiáng)度的影響。答：當(dāng)時(shí)，巖石試樣沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生破壞，巖體強(qiáng)度等于結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度，ψ＜α＜90小于巖石強(qiáng)度；當(dāng)α不滿足上述條件是，巖石試樣沿巖石材料內(nèi)部發(fā)生破壞，巖體強(qiáng)度等于巖石強(qiáng)度。3.12巖體強(qiáng)度的確定方法主要有哪些？答：理論計(jì)算法工程類比法現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)估算法4.7某花崗巖埋深1km，其上覆蓋地層的平均重度γ=25kNm3花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松比μ=0.3。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力分別是