5、岩石地基设置中要考虑的问题。
(1)足够的地基岩体承载能力,以保证在外荷载作用下上部结构稳定与安全; (2)在外荷载的作用下的岩石地基沉降值应满足建(构)筑物安全与正常使用的要求; (3)应确保外荷载作用下的较弱岩性岩石的地基不发生滑动破坏。 6、岩体的结构类型,与之相对应的结构体的形式和结构面的发育特征。
岩体结构类型 ?级岩体结构 П级岩体构造 过渡型岩体结构:软硬结构面混杂、结构面无序状排列——散块状结构体——块裂结构 板状结构体——板裂结构 结构面贯通切割——碎裂结构 结构面断续切割——断续结构 无显结构面切割——完整结构 7、围岩分类及考虑的因素。
围岩分类分为:把围岩分为I~V类;考虑的因素有:岩石结构面及组合状态、岩体特性、地下水状态、岩体结构、岩石强度指标、岩体声波指标、岩心质量指标RQD。
8、岩体强度确定方法::(1)通过现场岩体力学试验侧定,称为“岩体的试验强度”,(2)根据岩块的室内试验强度推断岩体强度,称为 “准岩体强度”,(3)通过所测定的岩块和结构面的力学参 数,用图解和计算的方法求得岩体的强度,称为“岩体的计算强度”。 9、岩石边坡常用的加固方法。
1)开挖和压脚: 上部开挖,下部压脚; 2)地面排水: 排水沟网; 3)地下排水: 排水孔、排水洞、排水垫层等;4)坡面支护: 喷混凝土、喷纤维混凝土、混凝土面板、沥青混凝土面板、锚杆和混凝土塞等;5)深层加固: 锚索(杆)、预应力锚索(杆)、锚固洞等;6)灌浆处理: 水泥灌浆和化学灌浆等; 7)支挡措施: 各类挡土墙和防护网等。 10、岩石地基沉降的来源。
来源:一、由岩体本身的变形、结构面的闭合以及少量泥质夹层的压缩三个部分组合形成的地基沉降;二、由于岩体沿结构面剪切滑动产生地基沉降;三、与时间有关的地基沉降。 11、水压致裂法基本测量原理。
在竖直钻孔内封隔一段, 向其中注入高压水;压力达到最大值Pb后岩壁破裂压力下降,最终保持恒定以维持裂隙张开;关闭注液泵,压力因液体流失而迅速下降,裂隙闭合,压力降低变缓,其临界值为瞬时关闭压力P。;完全卸压后再重新注液,得到裂隙的重张压力Pr以及瞬时关压力P。:最后通过印模器或钻孔电视纪录裂缝的方向,由Pb,Pr,P。就可以确定水平应力和岩体的抗拉强度。
12、什么叫套孔应力解除法,基本原理和实验步骤?
套孔应力解除法即全应力解除法,其基本原理是在钻孔孔底部位安装位移和应变测量元件,利用套芯钻头实现套孔岩芯的完全应力解除,通过测量套孔岩芯应力解除前后钻孔孔径的变化、孔底应变变化或孔壁表面应变变化值来确定地应力值及其方向;实验步骤:(1)选定测量岩体表面,并采用大孔径钻头钻孔至测量岩体一定深度部位;(2)在大孔径孔底钻与选用探头直径匹配的同心小孔,以便安装量测探头;(3)利用专用装置在小孔中央部位安装好孔径变形计、孔壁应变计等测量探头;(4)用与大孔直径相同套芯钻头延深大孔,使小孔周围岩芯实现应力解除。 三、分析题(2×10′)(答案并不完全)
1、结合课本172-173页分析图,弹性分析与弹塑性分析分别适用的情况?
分析图主要从应力趋势,大小关系入手;
弹性分析适用于:比较完整、强度高、连续性好的或地应力较小的裂隙岩体; 弹塑性分析适用于:相对较破碎、强度低、连续性较差的。 2、水坝坝基滑移面,坝基失稳的情况,解释公式中符号的含义。 失稳情况:超过岩体的强度失稳,超过抗滑能力失稳。 3、支护结构与围岩的相互作用(围岩位移及支护特性曲线) 4、结合霍光-布朗准则阐述岩体地基承载力的确定方法。 参考课本223页计算简图。 四、论述题(2×12′)
1、工程岩体分类(3个以上);论述它的分类依据。
(1)岩石质量指标(RQD)分类,分类依据:钻探取芯的岩芯采取率;
(2)巴顿岩体质量(Q)分类,分类依据:岩体的完整性,结构面的形态、填充物特征及其次生变化程度,水与其他应力存在时对岩体质量的影响;
(3)RMR分类,分类依据:完整岩石强度,岩石质量指标,节理间距,节理条件,地下水条件。 2、岩石边坡稳定性计算极限平衡法有哪些(3个以上),与之相对应的因素分析。
(1)平面破坏计算方法,主要适用于顺层岩质边坡以及沿基岩产生平面破坏的边坡稳定性分析计算,要求滑动体为整体刚体远动,对于滑动体内产生剪切破坏的岩质边坡稳定性分析计算误差相对较大;
(2)楔形体破坏计算方法,主要适用于岩质边坡沿两结构面的交线滑动的楔形体破坏的边坡稳定性分析计算,考虑张裂缝的水压影响,并允许两结构面有不同的强度参数和水压力以及边坡顶部地面倾斜的情况,还可用于锚固边坡的稳定性验算;
(3)简化Bishop法,考虑了条块间作用力,适用于评价均质粘性及碎石堆土等斜坡形成的圆弧形或似圆弧形滑动滑坡。 3、岩石边坡的破坏类型有哪些?岩石边坡稳定性分析的极限平衡法有哪些分别适用的破坏类型。 (1)根据滑动面的形态特征,常见的破坏类型有:圆弧破坏、平面破坏、楔形体破坏及倾覆破坏; (2)岩石边坡稳定性分析的极限平衡法有:Fellenius法、Bishop法、Tayor法、Janbu法、 Morgenstern-Price法、Spencer法、Sarma法、楔形体法、平面破坏计算法、传递系数法、 Baker-Carber临界滑动面法;
(3)平面破坏的滑坡可以选择平面破坏计算法;圆弧破坏的滑坡可选择Fellenius法或Bishop法;折线形破坏滑动面的滑坡可采用传递系数法、Janbu法;楔形四面体岩体滑坡可采用楔形体法;复合破坏滑动面的滑坡可采用Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法;受岩体控制而产生的结构复杂的岩体滑坡可选择Sarma法。
岩体力学习题集
一、名词解释
1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、 稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、 剪切刚度17、八面体强度理论 18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量
53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度
二、填空题
1.表征岩石抗剪性能的基本指数是( )和( )。
2.如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是( )和( )。
3.岩石在单轴压力作用下,随加荷、卸荷次数的增加,变形总量逐次( ),变形增量逐次( )。 4.所谓洞室围岩一般是指洞室周围( )倍半径范围内的岩体。
5.边坡岩体中,滑移体的边界条件包括( )、( )和( )三种类型。
6.垂直于岩石层面加压时,其抗压强度( ),弹性模量( );顺层面加压时的抗压强度( ),弹性模量( )。
7.莫尔强度理论认为:岩石的破坏仅与( )应力和( )应力有关,而与( )应力无关。 8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时,破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于( )的;而破坏面又总是与中间主应力( )。
9.不论何种天然应力条件下,边坡形成后,在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面( ),最小主应力作用方向与边坡面( )。
10.主要的岩体工程分类有( )、( )、( )、( )等。 11.水对边坡岩体的影响表现在( )、( )和( )。 12.天然应力场的主要成分有( )、( )和( )。 13.地质结构面对岩体力学性质的影响表现在( )和( )。
14.结构面在法向应力作用下,产生( )变形,其变形性质用指标( )表征。 15.岩石抗拉强度的试验室方法有( )和( )。 16.地质结构面按力学条件可分为( )和( )。
17.岩体结构类型可分为( )、( )、 )、( )和( )。 18.岩体的强度处在( )强度与( )强度之间。 19.结构面的线连续性系数是在( )至( )变化的。 20.水对岩石力学性质的影响表现在( )、( )和( )。 21.格里菲斯强度理论认为材料破坏的原因是( )。 22.八面体强度理论认为材料破坏的原因是( )。
23.有一对共轭剪性结构面,其中一组走向为N30E,而另一组为N30W,则岩体中最大主应力方向为( )。如果服从库仑-纳维尔判据,则岩体的内摩擦角为( )。 24.软弱夹层的基本特点有( )、( )、 )、( )和( )。
25.岩体中逆断层形成时,最大主应力方向为( ),最小主应力方向为( )。 26.原生结构面据其成因中划分为( )、( )、( )。 27.表征岩块变形特性的指标有( )和( )。
28.根据库仑强度理论,最大主应力与破裂面的夹角为( )。 29.据岩体力学的观点看,岩体的破坏类型有( )和( )。 30.岩体中的结构面据其地质成因分为( )、( )和( )。 31.岩体中一点的水平天然应力与铅直天然应力之比称为( )。
32.岩体中正断层形成时的应力状态是:最在主应力方向为( ),最小主应力方向为( )。 33.均质各向同性的连续岩体中的圆形洞室洞壁上一点的剪应力为( )。 34.洞室围岩压力的基本类型有( )、( )、( )和( )。
35.边坡形成后,边坡表面岩体中的最大主应力作用方向与边坡面( ),最小主应力作用方向与边坡面( )。
36.岩体是由( )和( )两个最基本的要素组成的。
37.根据边坡岩体面形态、数目、组合特征把岩体边坡的破坏类型划分为( )、( )、( )和( )。 38.大部分岩体属于( )。
(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 39岩石的弹性模量一般指( )。
(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 40由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度,所以岩石属于( )。 (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 41岩石的抗压强度随着围岩的增大( )。
(A)而增大 (B)而减小 (C)保持不变 (D)会发生突变 42劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的( )。
(A)抗压强度 (B)抗拉强度 (C)单轴抗拉强度 (D)剪切强度 43格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于( )。
(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 44岩石的吸水率是指( )。
(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
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