巖體力學典型例題

1、一、緒論1、巖體力學的定義：巖體力學主要是研究巖體和巖體力學性能的一門學科，是探討巖石和巖體在其周圍物理環(huán)境（力場、溫度場、地下水等）發(fā)生變化后，做出響應的一門力學分支。2、何謂巖石？何謂巖體？巖石與巖體有何不同之處？1）巖石：由礦物或巖屑在地質作用下按一定規(guī)律聚集而形成的自然物體。2）巖體：一定工程范圍內的自然地質體。3）不同之處：巖體是由巖石塊和各種各樣的結構面的綜合體。3、何謂巖體結構？巖體結構的兩大要素是什么？（1）巖體結構是指

2、結構面的發(fā)育程度及其組合關系；或者是指結構體的規(guī)模、形態(tài)及其排列形式所表現的空間形態(tài)。（2）結構體和結構面。4、中科院地質所提出的巖體結構可分為那六大類型？塊狀、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結構5、巖體有哪些特征？（1）不連續(xù)；受結構面控制，巖塊可看作連續(xù)。（2）各向異性；結構面有一定的排列趨勢，不同方向力學性質不同。（3）不均勻性；巖體中的結構面方向、分布、密度及被結構面切割成的巖塊的大小、形狀和鑲嵌情況等在各部位不同，各部位的力

3、學性質不同。（4）賦存地質因子特性（水、氣、熱、初應力）都會對巖體有一定作用。二、物理力學性質1、巖石有哪些物理力學參數？巖石的質量指標，水理性質指標，描述巖石風化能力指標，完整巖石的單軸抗壓強度，抗拉強度，剪切強度，三向壓縮強度和各種受力狀態(tài)相對應的變形特性。2、影響巖石強度特征的主要因素有哪些？對單軸抗壓強度的影響因素有承壓板、巖石試件尺寸及形狀（形狀、尺寸、高徑比），加載速率、環(huán)境（含水率、溫度）。對三相壓縮強度的影響因素：側向壓

4、力、試件尺寸與加載速率、加載路徑、空隙壓力。3、何謂巖石的應力應變全過程曲線？所謂應力應變全過程曲線是指在剛性實驗機上進行實驗所獲得的包括巖石達到峰值應力之后的應力應變曲線。5、試比較莫爾強度理論、格里菲斯強度理論和E.Hoek和.T.Brown提出的經驗強度理論的優(yōu)缺點：莫爾強度理論優(yōu)點是使用方便，物理意義明確；缺點是1不能從巖石破壞機理上解釋其破壞特征2忽略了中間主應力對巖石強度的影響；格爾菲斯強度理論優(yōu)點是明確闡明了脆性材料破裂的

5、原因、破裂所需能量及破裂擴展方向；缺點是僅考慮巖石開裂并非宏觀上破壞的緣故。E.hoek和E.T.brown提出的經驗理論與莫爾強度理論很相似其優(yōu)點是能夠用曲線來表示巖石的強度，但是缺點是表達式稍顯復雜。6、典型的巖石蠕變曲線有哪些特征？典型的巖石蠕變曲線分三個階段第Ⅰ階段：稱為初始蠕變段或者叫瞬態(tài)蠕變階段。在此階段的應變一時間曲線向下彎曲；應變與時間大致呈對數關系，即ε∝㏒t。第Ⅱ階段：稱為等速蠕變段或穩(wěn)定蠕變段。在此階段內變形緩慢，

6、應變與時間近于線性關系。第Ⅲ階段：稱為加速蠕變段非穩(wěn)態(tài)蠕變階段。此階段內呈加速蠕變，將導致巖石的迅速破壞。7、有哪三種基本的力學介質模型？1）彈性介質模型；2）塑性介質模型（理想塑性模型、有硬化塑.性介質模型）；3)黏性介質模型四、巖體基本力學性質1、描述結構面的參數及其所表達的含義：2、闡述結構面法向彈性變形的假設條件和計算方法。3、闡述結構面法向變形的三個分量。4、闡述結構面法剪切位移的類型及其特征。5、闡述結構面強度表達式及其與莫

7、爾應力圓的幾何關系。6、簡述結構面的面摩擦效應。7、簡述結構面的楔效應摩擦的三種評價方法。8、闡述結構面與主應力面的夾角對極限最大主應力的影響。9、闡述帶有單一結構面的巖體的力學效應的分析方法。10、闡述孔隙水壓力對單一結構面的巖體強度的影響。11、闡述巖體的變形曲線及其變形參數的確定方法。五、工程分類、1、簡述圍巖分類的目的和意義：（1）為巖石工程建設的勘察、設計、施工和編制定額提供必要的基本依據。（2）便于施工方法的總結交流推廣。（

8、3）為便于行業(yè)內技術改革和管理。2、闡述圍巖分類有哪些原則？（1）有明確的類級和適用對象。（2）有定量的指標。（3）類級一般分五級為宜。（4）分類方法簡單明了、數字便于記憶和應用。（5）根據適用對象，選擇考慮因素。3、簡述圍巖分類的基本方法：按巖石的單軸抗壓強度RC分類；以點荷載強度指標分類；按巷道巖石穩(wěn)定性分類；前蘇聯巴庫地鐵分類；按巖體完整性分類；按巖體綜合指標分類。4、簡述巖石質量指標RQD的定義及評價方法：RQD是選用堅固完整的

9、、其長度大于等于10cm的巖芯總長度與鉆孔長度的比。評價方法：巖石的RQD與巖體完整性關系密切，RQD與體積節(jié)理數JV之間存在下列統(tǒng)計關系：RQD=115—3.3JV（%），對于JV小于等于4.5的巖體，其RQD=100%5、闡述巴頓（Barton）Q分類采用了哪些參數？它們代表了何種含義？采用了六個參數：RQD：巖體質量指標。Jn節(jié)理的組織數系數。Jr節(jié)理的粗糙度系數。Ja節(jié)理的飾變系數。JW地下水的影響系數。SRF應力折減系數。6、

10、闡述國際巖體分級采用了哪兩種方法？采用了定性、定量兩種方法分別確定巖體質量的好壞，相互協調、相互調整，最終確定巖石的堅硬程度與巖體完整性指數。7、闡述國際巖體分級采用了哪些指標作為分級的基本參數？（一）確定巖體基本質量：1.定量確定巖體基本質量，包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。2.定性確定巖體基本質量，也包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。（二）基本質量分級：巖體基本質量指標；巖體基本質量的確定。（三）具體工程巖體質