岩体力学课后习题解答(同济大学版).
《岩体力学课后习题解答(同济大学版).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩体力学课后习题解答(同济大学版).（15页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、第二章 岩体的基本物理力学性质10、一个试样，其质量为678g，用球磨机磨成岩粉并进行风干，天平秤称得其质量为650g，取其中岩粉60g作颗粒密度试验，岩粉装入李氏瓶前，煤油的度数为0.5，装入岩粉后静置半小时，得读数为20.3，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然空隙率。解：天然密度干密度颗粒密度天然孔隙率12、已知岩石单元体AE的应力状态如图所示，并已知岩石的,试求：（1）各单元的主应力的大小、方向，并作出莫尔应力图。（2）判断在此应力下，岩石单元体按莫尔-库伦理论是否会破坏？解：（1）A单元：主应力大小：方向：与的夹角，莫尔应力图：圆心： 半径：B单元：主应力大小：方向：与的
2、夹角，莫尔应力图：圆心： 半径：C单元：主应力大小：方向：与的夹角莫尔应力图：圆心： 半径：D单元：主应力大小：方向：与的夹角，莫尔应力图：圆心： 半径：E单元：主应力大小：方向：与的夹角莫尔应力图：圆心： 半径：（2）A单元： 不破坏；B单元： 破坏；C单元： 不破坏；D单元： 不破坏；E单元： 不破坏；13、对某种砂岩做一组三轴压缩实验得到的如表所示峰值应力。试求：（1）该砂岩峰值强度的莫尔包络线；（2）求该岩石的,值；（3）根据格里菲斯理论，预测岩石抗拉强度为多少？ 序号12341.02.09.515.09.628.048.774.0解：（1）莫尔包络线（2）由 可得 单轴抗压强度值强度
3、线的斜率由公式 可得 （3）令，由可得又，14、将某一岩石试件进行单轴压缩实验，其压应力达到28.0MPa时发生破坏。破坏面与水平面的夹角为60°，设其抗剪强度为直线型。试计算：（1）该岩石的c,值；（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的面上的抗剪强度；（4）在与最大主应力作用面成30°的面上的抗剪强度。解：（1）由题意（2）由题意正应力剪应力（3）由题意时，由（4）抗剪强度15、某砂岩地层，砂岩的峰值强度参数。某一点的初始应力状态为：，由于修建水库岩石孔隙水压力增大，试求该点岩石当孔隙水压力为多大时会使砂岩破坏？解：设最大孔隙水压力由 可得 17、已知某水库
4、库址附近现场地应力为：。该水库位于多孔性石灰岩区域内，该灰岩三轴实验结果为。试问：能修多深的水库而不致因地下水水位升高增加孔隙水压力而导致岩石破坏？解：由又有可得 又 能修250m深的水库。第四章 岩体的基本力学性质13、如图所示为一带有天然节理的试件，结构面的外法线与最大主应力的夹角，节理的基本摩擦角。节理的粗糙度为4级。节理面壁的抗压强度为50MPa，问在多大的作用下岩样会破坏？解：由题意，查表，取根据以上式子解方程，有 14、一个与岩心轴线45°角锯开的节理，经多级三轴试验后得到表中数据。试确定各级极限荷载下节理面上的正应力与剪应力值以及节理摩擦角。次序1234侧向0.100.
5、300.501.00轴向0.541.632.725.45解：由（1）（2）（3）（4）由15、如图所示，在上题的岩体中，有一逆断层与水平面夹角为25°，断层面的爬坡角，试问：在埋深2000m的深处，能承受的最大水平应力是多少？（重度）解：结合上题已知又据公式16、如图所示，正断层与水平面的夹角为65°。当在600m深处水压力达到10MPa时，断层产生滑动，若该处岩层重度为，断层面，问该正断层滑动之前水平应力是多大？解：由题意故，水平应力为一章：叙述岩体力学的定义.：岩体力学主要是研究岩体和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生
6、变化后，做出响应的一门力学分支。何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？（1）岩石：由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。（2）岩体：一定工程范围内的自然地质体。（3）不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？（1）岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。（2）结构体和结构面。岩体结构的六大类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。岩体有哪些特征？（1）不连续；受结构面控制，岩块可看作连续。（2）各向异性；结构面有一定的排列趋势，不同方向力学性质不同。（3）
7、不均匀性；岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的力学性质不同。（4）赋存地质因子特性（水、气、热、初应力）都会对岩体有一定作用。二章：岩石物理力学性质有哪些？岩石的质量指标，水理性质指标，描述岩石风化能力指标，完整岩石的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。影响岩石强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状（形状、尺寸、高径比），加载速率、环境（含水率、温度）。对三相压缩强度的影响因素：侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。什么是岩石的应力应变全过
8、程曲线？所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。2.4简述岩石刚性实验机的工作原理？：压力机加压（贮存弹性应能）岩石试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。AAO2O1面积峰点后，岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积峰点后，刚体机释放的能量（贮存的能量）。ABO2O1峰点后，普通机释放的能量(贮存的能量)。当实验机的刚度大于岩石的刚度，才有可能记录下岩石峰值应力后的应力应变曲线。莫尔强度理论，格尔菲斯强度理论和E.hoek和E.T.brown提出的经验理论的优缺点？：莫尔强度理论优点是使用方便，物理意义明确；缺点是1不能从岩石破坏
