1、精品一章：1.敘述巖體力學的定義 .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境（力場、溫度場、地下水等）發生變化后，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）巖體結構是指結構面的發育程度及其組合關系；或者是指結構體的規模、形態及其排列形式所表現的空間形態。 （2）結構體和結構面。4.巖體結構的六大類型？

2、塊狀、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結構。5. 巖體有哪些特征？6. （1）不連續；受結構面控制，巖塊可看作連續。 （ 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。二章：1.巖石物理力學性質有哪些？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相對應的變形特性。-可編輯 -精品2.影響巖石強度特性的主

3、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、環境（含水率、 溫度）。對三相壓縮強度的影響因素：側向壓力、試件尺寸與加載速率、加載路徑、空隙壓力。3. 什么是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。4.簡述巖石剛性實驗機的工作原理？：壓力機加壓（貯存彈性應能）巖石試件達峰點強度（釋放應變能）導致試件崩潰。AA O2O1 面積峰點后，巖塊產生微小位移所需的能。 ACO2O1 面積峰點后， 剛體機釋放的能量（貯存的能量）。ABO2O1 峰點后， 普通機釋放的能量

4、(貯存的能量 )。當實驗機的剛度大于巖石的剛度，才有可能記錄下巖石峰值應力后的應力應變曲線。5.莫爾強度理論，格爾菲斯強度理論和E.hoek 和提出的經驗理論的優缺點？莫爾強度理論優點是使用方便， 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點是明確闡明了脆性材料破裂的原因、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 和提出的經驗理論與莫爾強度理論很相似其優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階

5、段：稱為初始蠕變段或者叫瞬態蠕變階-可編輯 -精品段。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 t 。第階段：稱為等速蠕變段或穩定蠕變段。在此階段內變形緩慢，應變與時間近于線性關系。 第階段：稱為加速蠕變段非穩態蠕變階段。 此階段內呈加速蠕變，將導致巖石的迅速破壞。7.有哪三種基本力學介質模型？1 彈性介質模型2 塑性介質模型（理想塑E 性模型、有硬化塑性介質模型）3黏性介質模型8. 基本介質模型的串聯和并聯的力學特征有何不同？串聯 E 和 h ，每個元素的力相等；總應變= 分應變之和。基本模型，兩元件并聯，使它所表現的變形特征與馬克斯維爾模型有所不同。根據兩個基本力學模

6、型并聯的力學特征， 當外力作用于模型的兩端時，兩個模型產生的應變相等， 而其應力為彈簧所受的應力與粘壺所受的應力之和。9. 巖體在單軸和三軸壓縮應力作用下，其破壞特征有何異同？單軸破壞形態有兩類：圓錐形破壞，原因：壓板兩端存在摩擦力，箍作用（又稱端部效應），在工程中也會出現；柱狀劈裂破壞，張拉破壞（巖石的抗拉強度遠小于抗壓強度）是巖石單向壓縮破壞的真實反映（消除了端部效應），消除試件端部約束的方法，潤滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部），加長試件。三軸壓縮應力：低圍壓，圍壓作用不明顯，接近單軸壓縮破壞形式；中圍壓，斜面剪切破壞；高圍壓，塑性流動破壞。10 、一個 5cm5cm 10cm試樣，

7、其質量為 678g ，用球磨機磨成巖粉并進行風干，天平秤稱得其質量為650g ，取其中巖粉 60g 作顆粒密度試驗， 巖粉裝入李氏瓶前，煤油的度數為0.5 cm3 ，裝入巖粉后靜置半小時，得讀數為20.3 cm3 ，求：-可編輯 -精品該巖石的天然密度、干密度、顆粒密度、巖石天然空隙率。解：天然密度m56782.71g / cm3V5 10干密度 dms6502.6g / cm3V55 10顆粒密度sms600.53.03g / cm3Vs20.3天然孔隙率 nVV1d12.6V0.14s3.0312 、已知巖石單元體 A E 的應力狀態如圖所示，并已知巖石的 c4MPa ,35 ,試求：（

8、1）各單元的主應力的大小、方向，并作出莫爾應力圖。（ 2）判斷在此應力下，巖石單元體按莫爾 - 庫倫理論是否會破壞？解：（ 1） A 單元：主應力大小： 1xy(xy ) 2205.0( 0 5.0)2025.0xyMPa322220方向：與 x 的夾角 tan22xy00 ，00xy5.0莫爾應力圖：圓心：135.002.522半徑：135.002.522-可編輯 -精品B 單元：主應力大小：1xy32方向：與x 的夾角 tan2莫爾應力圖：圓心：132半徑：132C 單元：主應力大小：(xy )2200(0 0)24.024.0xyMPa2224.02 xy4.0，450xy4.04.00

9、24.0( 4.0)4.02-可編輯 -精品1xy( xy )225.00(5.0 0)22.025.70xyMPa322220.70方向：與x 的夾角 tan22 xy22.05.00.8xy0莫爾應力圖：圓心：132半徑：132D 單元：主應力大小：5.70.72.525.7( 0.7)3.221xy( xy )226.06.0(6.06.0)2026.0xyMPa322226.0方向：與x 的夾角 tan22 xy00 ，06.06.0xy莫爾應力圖：圓心：136.06.0226.0半徑：136.06.0220-可編輯 -精品E 單元：主應力大小：1xy(xy)2210.0 1.0(10

10、.0 1.0)2210.9122xy3.0MPa3220.09方向：與x 的夾角 tan22 xy23.00.67y 10.01.0x莫爾應力圖：圓心：132半徑：132（2）A 單元：10.910.095.5210.91 0.095.412-可編輯 -精品13tan2 (45) 2c tan(45) 2 4 tan(4535) 15.37MPa 5.0MPa222不破壞；B 單元：14.0tan2 (4535 )24 tan(4535)0.61MPa4.0MPa破壞；22C 單元：10.7tan2 (4535)24tan(4535)12.78MPa5.7MPa不破壞；22D 單元：16.0t

11、an2 (4535)24 tan(4535 )37.51MPa6.0MPa 不破壞；22E 單元：10.09tan2 (4535)24 tan(4535 )15.70MPa10.91MPa 不破壞；2213 、對某種砂巖做一組三軸壓縮實驗得到的如表所示峰值應力。試求：（1）該砂巖峰值強度的莫爾包絡線；（ 2）求該巖石的 c , 值；（ 3）根據格里菲斯理論，預測巖石抗拉強度為多少？序號12343 ( MPa )1.02.09.515.01 (MPa )9.628.048.774.0解：（ 1）莫爾包絡線-可編輯 -精品yaxnbaxiyinxy（ 2）由xi2n(x)2xyax2b可得xby

12、axxiyi1.09.62.0 28.0 9.5 48.7 15.0 74.0 1638.25x1.02.09.515.06.8754y9.628.048.774.040.0754xi21.022.029.52 15.02320.25n( x) 24(1.02.09.515.0) 2189.064axi yinx y1638.254 6.875 40.0754.087xi2n( x)2320.25189.06byax40.0754.0876.87511.98單軸抗壓強度值c11.98強度線的斜率4.0872c cos14.0871c1sin14.0870.607由公式sin11可得c (1 s

13、in) 11.98 (10.607)sin1c2.96sin2cos210.6072-可編輯 -精品131（ 3）令30 ，由 sin220.607c cot132.96 1.309122可得 111.97MPa又 ( 13 ) 21 8 t ， t 0.908MPa1314 、將某一巖石試件進行單軸壓縮實驗，其壓應力達到28.0MPa 時發生破壞。破壞面與水平面的夾角為60 °，設其抗剪強度為直線型。試計算：（ 1）該巖石的 c, 值；（ 2）破壞面上的正應力和剪應力；（ 3）在正應力為零的面上的抗剪強度；（ 4）在與最大主應力作用面成 30 °的面上的抗剪強度。c2c

14、cos28.0MPa301 sin解：（ 1）由題意28.0(1 sin 30 )c4528.0860cos302（ 2）由題意 1 28.0 MPa ,30正應力1 (2剪應力1 (213 )1 (13 )cos2128.0 128.0 0.5 7.0MPa212213 )sin 228.00.88612.12MPa2（ 3）由題意0 時，由ctan8.08 MPa（ 4）1 (13 )1 (13)cos 2128.0 128.0 0.5 21.0MPa2222抗剪強度ctan8.0821 tan3020.2MPa-可編輯 -精品15 、某砂巖地層，砂巖的峰值強度參數c1.2MPa ,40

15、。某一點的初始應力狀態為：38.97 MPa ,134.5MPa ，由于修建水庫巖石孔隙水壓力增大，試求該點巖石當孔隙水壓力為多大時會使砂巖破壞？解：設最大孔隙水壓力Pw由 1Pw( 3Pw )可得Pw13cc311sin1sin 401sin14.60sin 40c2c cos21.2cos405.151sin1 sin 40Pw 8.9734.58.975.153.31KPa4.60117 、已知某水庫庫址附近現場地應力為：112 MPa ,34MPa 。該水庫位于多孔性石灰巖區域內，該灰巖三軸實驗結果為c1.0MPa ,35 。試問：能修多深的水庫而不致因地下水水位升高增加孔隙水壓力而導

16、致巖石破壞？解：由 1Pw( 3Pw )c1sin1sin 353.691sin1sin35又有2ccos21.0cos353.84csin1 sin351可得Pw13c412 43.84313.692.45KPa1又 Pww ghwhhPw2450250m9.8w能修 250m 深的水庫。三章：1.如何測試巖塊和巖體彈性波速度？-可編輯 -精品1、巖塊聲波速度測試： 測試儀器主要是巖石超聲波參數測定儀和縱橫波換能器。測試時，把縱橫波換能器放在巖塊試件的兩端。測定縱波速度時宜采用凡士林或黃油作耦合劑， 測定橫波速度時宜采用鋁箔或銅箔作耦合劑測試結束后，應測定超聲波在標準有機玻璃中的傳播時間，繪

17、制時距曲線并確定儀器系統的零延時。vp=L/ （tp-t0 ），vs=L/ （ts-t0 ）2 、巖體聲波速度測試：測點表面應大致修鑿平整并擦凈，縱波換能器應涂厚1-2mm的凡士林或黃油，橫波換能器應墊多層鋁箔或銅箔，并應將換能器放置在測點上壓緊。 在鉆孔或風鉆孔中進行巖體聲波速度測試時，鉆孔或風鉆孔應沖洗干凈，并在孔內注滿水，水即作為耦合劑，而對軟巖宜采用干孔測試。2.影響巖體彈性波速度的因素有哪些？1、巖體彈性波速與巖體種類、巖石密度和生成年代有關.2、巖體波速與巖體中裂隙或夾層的關系： 3、巖體波速與巖體的有效孔隙率n 及吸水率 Wf 有關 4、巖體波速與各向異性性質有關5、巖體受壓應力

18、對彈性波傳播的影響3.用彈性波速度確定地下工程圍巖松動圈（塑性圈）范圍的原理是什么？根據巖體彈性波速度隨裂隙的增多和應力的減小而降低的原理，在松動圈內，由于巖體破碎且屬低應力區， 因而波速較小， 當進入松動圈邊界完整巖體區域，應力較高，波速達到最大， 之后波速又逐漸減小至一定值。根據波速隨深度變化曲線，可確定松動圈厚度，其邊界在波速最大值深度附近四章：13 、如圖所示為一帶有天然節理的試件，結構面的外法線與最大主應力的夾角=40，節理的基本摩擦角b =36 。節理的粗糙度為4 級。節理面壁的抗壓強度為 50MPa ，問在多大的1 作用下巖樣會破壞？-可編輯 -精品解：由題意，b =36 ，=4

19、0查表，取 JRC7=JCSb = n tan 7lg50n tan JRC lg36nn3 =0， n131 3 cos211 cos80 =0.58712222= 13sin 21 sin8022根據以上式子解方程，有0.4921 =0.587 1tan50367 lg0.58711 =21.47MPa14 、一個與巖心軸線45 °角鋸開的節理，經多級三軸試驗后得到表中數據。試確定各級極限荷載下節理面上的正應力與剪應力值以及節理摩擦角j 。次序1234側向 （3MPa）0.100.300.501.00軸向 （1MPa）0.541.632.725.45-可編輯 -精品1313 co

20、s2解：由22= 1 3 sin 220.540.100.540.10 cos90=0.32（ 1）22= 0.540.10 sin 90 =0.2221.630.301.630.30 cos90=0.965（ 2）22= 1.63 0.30 sin 90 =0.66522.720.502.720.50 cos90=1.61（ 3）220.50 sin 90 =1.11= 2.7225.451.005.451.00 cos90=3.225（ 4）22= 5.45 1.00 sin 90 =2.2252由= cjtanj= 0.32+0.965+1.61+3.225 =1.534= 0.22+0

21、.665+1.11+2.225 =1.064tan ji i4(0.32 0.22 0.9650.6651.611.113.2252.225) 41.53 1.05522222220.694(0.320.9651.613.225 )4 1.53ij 34.61c jtan j1.06 1.530.694.3 10 315 、如圖所示，在上題的巖體中，有一逆斷層與水平面夾角為25 °，斷層面的爬坡角 i0 ，試問：在埋深 2000m的深處，能承受的最大水平應力是多少？（重-可編輯 -精品度 =27 kN / m3 ）解：結合上題已知c j4.310 3 , j34.61又=25 , i

22、 0 , h2000m,=27 kN / m 3據公式 1=3 cos(j )sinc j cos jcossin(j )3 =h 27200054000 KPa54MPa1 = 54cos(2534.61)sin 254.310-3 cos34.61 = 148.74MPacos25sin(2534.61 )16 、如圖所示，正斷層與水平面的夾角為65 °。當在 600m深處水壓力達到10MPa時 ， 斷 層 產 生 滑 動 ， 若 該 處 巖 層 重 度 為 27kN / m3 ， 斷 層 面c j1.0MPa ,j35 ，問該正斷層滑動之前水平應力是多大？-可編輯 -精品解：由

23、題意=65 ， =27kN / m3， h 600m,水 =10MPa1 =h2760016200 KPa16.2MPa1 =3cos(j)sinc j cosjcossin(j )3 =1cos(j)coscj cosj16.2cos(6535 )cos65 1.0cos35sincos(j )=sin=3.3MPacos(65 35 )故，水平應力為 10+3.3=13.3MPa五章：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。（3 ）為便于行業內技術改革和管理。2.闡述圍巖分類有哪些原則？（ 1）有明