岩体力学第章 作业Word下载.docx
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A、岩石的密度B、饱和密度C、岩石的颗粒密度D、干密度
2、岩石的吸水率是指（B）。
（A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比
（B）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比
（C）岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比
（D）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比第
3、由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（B）
（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
4、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是（D）
（A）它不是针对岩石材料的破坏准则
（B）它认为材料的破坏是由于拉应力所致
（C）它没有考虑岩石的非均质特征
（D）它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用
5、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
（C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分
6、按照库仑—莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（C）。
（A）45°
（B
（C
（D）60°
7、某岩石试件相对密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度ρd为（D）
（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.48
8、在岩石单向抗压强度试验中，使试件呈现锥形破裂的主要原因是（A）
（A）试样端面与承压板间的磨擦力；
（B）试样的截面尺寸；
（C）试验的加载速率；
（D）试样的高度。
9、在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。
（B）。
（A）h/d较大，磨擦力很小（B）h/d较小，磨擦力很大
（C）h/d的值和磨擦力的值都较大（D）h/d的值和磨擦力的值都较小
10、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候，一般应将岩石考虑为（B）。
（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体
11、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（B）。
（A）1/2~1/5（B）1/10~1/50（C）2~5倍（D）10~50倍
12、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（A）。
（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏
（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏
13、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（D）岩石的弹性模量比岩体的大
14、岩石在三向压缩应力作用下，当б3≠б2，且б2=C时，下列说法正确的是（B）
A、岩石的屈服应力几乎不变B、岩石的弹性模量基本不变
C、岩石始终保持着塑性破坏的特性
D、当б3不断增大时，岩石的变形特性由塑性逐渐向脆性过渡
15、常用的岩石介质模型有多种，Maxwell模型为其中之一，它是以下何种组合（B）
A、弹簧与摩擦器串联B、弹簧与粘壶C、弹簧与粘壶并联D、摩擦器与粘壶并联
16、在经典强度理论中，哪个理论仅适用于单向受力条件下的岩石介质（A）
A.最大正应力理论B.最大正应变理论C.最大剪应力理论D.最大应变能理论
17、岩石剪切强度的试验方法有（C）
①抗剪断试验②抗切试验③三弯点试验④弱面剪切强度试验
A、①②③B、②③④C、①②④D、①②③④
18、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
19、下列不属于典型的蠕变曲线的三个阶段的是（D）
A、瞬态蠕变阶段B、非稳态蠕变阶段C、稳态蠕变阶段D、渐变蠕变阶段
20、劈裂实验得出的岩石强度表示岩石的（B）
A、抗压强度B、抗拉强度C、单轴抗拉强度D、剪切强度
21、已知某岩石饱和状态与干燥状态的单轴抗压强度比为0.78，则该岩石（C）
A、软化性强、工程地质性质不良B、软化性强、工程地质性质较好
C、软化性弱、工程地质性质较好D、软化性弱、工程地质性质不良
22、典型的岩石应力—应变曲线不包括下列哪个阶段（B）
A、压密阶段B、破坏阶段C、弹性阶段D、塑性阶段
23、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（B）
（A）1/2~1/5；
（B）1/10~1/50；
（C）2~5倍；
（D）10~50倍。
三、名词解释
脆性：
物质受力后变形很小时就发生碎裂的性质
岩体力学：
是研究岩石和岩体力学性能的一门学科
渗透性：
是指岩石在一定的水力梯度作用下，水穿透岩石的能力
扩容：
在岩石的单轴压缩试验中，当压力达到一定程度以后，岩石中的破裂或微裂纹继续发生和扩展，岩石的体积应变增量由压缩转为膨胀的力学过程
岩石的单轴抗压强度：
指岩石试件在单轴压力下达到破坏的极限值
软化系数：
是指岩石饱和单轴抗压强度RCC与干燥状态下的单轴抗压强度Rcd的比值
岩石的自由膨胀率：
是指岩石试件在无任何约束的条件下浸水后所产生膨胀变形与试件原尺寸的比值
应力松弛：
指在应变保持不变条件下，应力随时间才增大而减小的特性
蠕变：
在大小和方向都保持不变的外力作用下，变形随时间不断增大的现象
强度经典理论包括哪些理论?
1.最大正应力理论2.最大正应变理论3.最大剪应力理论4.最大应变能理论
四、简答题
1、岩石？
何谓岩体？
岩石与岩体有何不同之处？
答：
岩石是指有矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。
岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。
岩石和岩体是两个既有联系又有区别的两个概念，首先，岩体是由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体；
其次，岩体的概念是与工程联系起来的，而岩石是具有一定化学成分和物理性质的单个体。
2、单轴抗压强度的影响因素有哪些？
1.承压板对单轴抗压强度的影响
2.岩石试件尺寸及形状对单轴抗压强度的影响
3.加载速率对单轴抗压强度的影响
4.环境对岩石对单轴抗压强度的影响
3、什么叫岩石的初始弹模、切线弹模和割线弹模？
它们各反应岩石的什么变形特征？
初始弹模是指应力——应变曲线在坐标原点切线的斜率；
切线弹模是指应力——应变曲线在任意一点切线的斜率；
割线弹模是指应力——应变曲线任意一点到坐标原点割线的斜率。
初始模量反映了岩石中微裂隙的多少；
切线模量反映了岩石的弹性变形特征；
割线模量反映了岩石的总体变形特征。
4、力学的研究任务主要有哪几个方面？
（1）基本原理方面
（2）实验方面
（3）实际应用方面
（4）监测方面
5、岩石在单轴受压、受拉区都符合莫尔斜直线强度准则，那么岩石的抗压强度与抗拉强度之间存在什么关系？
岩石的抗压强度与抗拉强度成正相关。
6岩石的物理性质的参数有哪些？
天然密度（ρ）、饱和密度（ρsa）、干密度（ρd）、重力密度（γ）、颗粒密度（ρs）孔隙比（e）、孔隙率（n）、含水率（ω）、吸水率（ωa）、渗透性（qx）、软化系数（η）、耐崩解性指数（Id2）、膨胀率（V）、抗冻性（Kf）、
7岩石应力应变曲线的类型？
1.直线形曲线。
该类型曲线主要描述具有明显的弹性特性的岩石，且绝大多数有很强的脆性性态；
2．下凹形曲线。
该类型曲线主要反映具有较明显的塑性变形的岩石。
3.上凸形曲线。
该类型曲线具有较大的孔隙但其岩石又比较坚硬。
4.S形曲线。
该类型曲线主要表征呈塑弹性的岩石。
8、刚性压力机的工作机理？
试验机主要是由出力系统和金属框架组成，当进行岩石压缩试验室，试验机的金属框架则承受了出力系统大小相同的拉力。
此时，框架中将贮存着一定数量的弹性应变能。
当岩石达到峰值应力时，由于已超出岩石所能承受的极性应力，使得岩石将产生一个较大量级的应变。
正是因为这一应变在瞬时产生，促使试验机框架向岩石释放出贮存在机内的弹性应变能。
刚性压力机的刚度大于岩石的刚度，在相同条件下，试验机附加给岩石的能量比岩石所能承受的能量小，要岩石继续产生应变必须依靠外荷载的加载作工才能实现。
因此，当试验机的刚度大于岩石的刚度时，才有可能记录下岩石峰值应力后的应力-应变去线。
9、请说明岩石在单轴压缩作用下应力-应变曲线的阶段特性。
根据应力——应变曲线的形态变化，可分为OA、AB、BC三个阶段，OA阶段称为压密阶段，其特征是应力——应变曲线呈上凹型，即应变随应力的增加其增量减小；
AB阶段称为弹性阶段，其特征是应力——应变曲线基本呈直线，即在这一阶段卸荷的话，其应变可以恢复；
BC阶段称为塑性阶段，当应力值超过B点9（屈服应力）之后，随着应力的增大曲线呈下凹状，明显地表现出应变增大的现象，也就是常说的进入了塑性阶段，岩石产生明显的不可逆的索性变形。
五、计算题
1、某岩块的剪切强度参数为：
C=50MPa，Φ=60o，设岩石强度服从莫尔直线型强度理论。
如用该岩
石试件做三轴试验,当围压σ3和轴压σ1分别加到50MPa和700MPa后，保持轴压不变，逐渐卸除围压σ3，问围压卸到多少时，岩石试件破坏？
σ1-σ3
解：
sinΦ=1+3
2+ccotΦ
∴sin600=3+50cot600
2
?
σ3=23.47MPa
2、已知某采场围岩的力学指标：
σt=-22MPa,凝聚力C=20MPa，内摩擦角?
=48°
，若该采场顶板某点主应力σ1=200MPa，σ3=10MPa。
试求：
（1）由莫尔-库仑强度理论判断该点是否会破坏？
（2）由格里菲斯强度理论判断该点是否会破坏？
（3）根据上述计算，若会破坏，属于何种破坏，破坏面与最大主应力的夹角是多少？
（1）700-σ3围压卸到23.47MPa时，岩石试件破坏
sin?
≤σ1-σ3
σ1+σ3+2ccot?
左边sin57o=0.743σ1-σ3200-10右边==0.772σ1+σ3+2ccot?
200+10+2?
20cot48
等式成立，所以岩体会破坏
（2）
σ1+3σ3=200+3?
10=230&
gt;
σ1-σ3）（∴σ1+σ32=8σt
=8σt（200-10）2
200+10
σt=21.49MPa&
lt;
22MPa
∴由格里菲斯强度理论判断该点不会破坏
（3）、根据莫尔–库伦判据岩体破坏，而根据格里菲斯准则岩体要发生不破坏。
即可认为该岩体会发生剪切破坏，但不会拉裂破坏，所以此岩体将破坏。
=0.772?
?
=50.560
3、某种均质岩石，其C=400kPa，?
=30。
试求此岩石在侧向围岩压力σ3=200kPa的条件
下的极限抗压强度RC，并求出破坏面的方位。
σ1-200?
sin300=解：
σ1+200+2?
400?
cot300
σ1=1985.64KPasin?
=
300
θ=45+=45+=600
220?
破坏面与最大主应力作用面之间的夹角是60°
4、三块5×
5×
5cm3立方体试件，分别作倾角为48°
，55°
，64°
的抗剪强度试样，其施加的最大荷载分别为4500N，2800N和2000N。
忽略滚珠排与上下压板间的摩擦。
试求：
（1）岩石的C、?
值。
（2）绘出抗剪强度的曲线图。
P14500sinα1=sin48=180?
0.743=134kg/cm2A5?
5
P2800τ55=2sinα2=sin55=112?
0.819=92kg/cm2A5?
P2000τ64=3sinα3=sin64=80?
0.899=72kg/cm2A5?
P4500σ48=1sinα1=cos48=180?
0.669=120kg/cm2A5?
P2800σ55=2sinα2=cos55=112?
0.574=64kg/cm2A5?
P2000σ64=3sinα3=cos64=80?
0.438=35kg/cm2A5?
又τ=c+σtan?
解:
τ48=
τ48=134kg/cm2σ48=120kg/cm2∴c=134-120tan?
τ55=92kg/cm2σ55=64kg/cm2∴c=92-64tan?
tan?
42=0.75∴?
=37∴c=44kg/c2m56
5、一组两块岩石圆柱体试件，直径都为50mm，高度为50mm，进行三轴压缩试验。
围压分别为5、10MPa，对应的抗压强度分别为30.32MPa、47.32MPa。
1）岩石的C、?
2）岩石单轴抗压强度。
3）若岩石破坏服从库伦准则，请绘出抗剪强度的曲线图。
47.32-30.32=3.410-5
1+sin?
又ξ=1-sin?
解：
ξ-13.4-16?
sin?
===ξ+13.4+111ξ=
=33.05°
σc（1-sin?
）2ccos?
σc=C=1-sin?
2cos?
σc=47.32-3.4?
10=13.32MPa
2cos33.05
（3）τ=c+σtan?
C=13.32（1-sin33.05°
）°
=3.61MPa
6、一个5cm*5cm*10cm的试件，在做岩石的抗剪试验时，测得单向压缩试验机上所施加的极限荷载为10KN，夹具的倾斜角为60°
，滚珠排与上下压板的摩擦系数为0.4。
求作用在剪切面上的正应力σ和剪切应力τ的大小？
P（cosα+fsinα）A
Pτ=（sinα-fcosα）A
10cos60°
+0.4sin60）解：
σ=（5?
σ=3.386MPaσ=
10sin60°
-0.4cos60）（5?
τ=2.664MPaτ=
7、将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力作用平面的夹角（即破坏所在面与水平面的仰角）为60°
，假定抗剪强度随正应力呈线性变化（即遵循莫尔库伦破坏准则），试计算：
1）内摩擦角，粘结力。
2）在上述试验中与最大主应力作用平面成30°
夹角的那个平面上的抗剪强度。
（1）
450+?
2ccos?
2ccos30σc===1201-sin?
1-sin30
c=34.6MPa=600∴?
=300
σ1=
σ3=
（2）σx+σy2σx+σy2120+0σ1=+1202120+0σ3=-02τ=c+σtan?
=34.6+120tan30=103.8MPa
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