岩石力学试卷一及答案.docx

1、2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线一 二 三 四 五 六 七 八 九 总 分一、简答题：（40 分）1、岩石力学的定义（5 分）2、 何为岩石的强度？表示岩石强度的指标有哪些？（5 分）3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举 4 个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。（7 分）第 1 页 共 6 页2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线4、什么是岩体初始应力？试简要说明研究岩体原始应力的工程意义？（5 分）5、详细介绍压力拱理论？（8 分）6、什么叫滑坡？滑坡动面的形式有几种？（5 分）7、什么叫岩基极限承载力？计算时应考虑哪能些条件？（5 分）第 2

2、 页 共 6 页2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线二、作图题：（5 分）直剪破坏试验全过程曲线可分几段？各区段的特点是什么？三、选择题：（2/题） （共 10 分） 1、模量比是指： a. 岩石的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。 （ ）b. 岩石的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。 （ ）c. 岩体的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。 （ ）d.岩体的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。 （ ）2、室内静荷载单轴抗压强度试验要求加荷速度：a.0.5_0.8MPa/s （ ） b. 0.5_1.0MPa/s （ ）c. 0.3_0.5MPa/s （ ） d. 0.3_0.8

3、MPa/s （ ）3、 a. （ ） b. （ ）)1(Ek )1(Ekc. （ ） d. （ ） 4、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型？（ ）（A）弹簧模型 （ ） （B）缓冲模型 （ ）（C）弹簧与缓冲器并联 （ ） （D）弹簧与缓冲器串联 （ ）5、岩坡发生在岩石崩塌破坏的坡度，一般认为是（ ）。（a）45时 （b）60时 （c）75时 （d）90时第 3 页 共 6 页2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线五、计算题：（45 分）1、将直径为 3cm 的岩心切成厚度为 0.7cm 的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到

4、1kN时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。 （4 分）2、已知某岩体的容重 =26KN/m 3、抗剪强度 c=0.017MPa，=30 。 。如果基于这种岩体设计以其坡高系数 H=1.6，试求该边坡的极限高度 H。 （4 分）3、设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为 ，花岗岩处于弹性状态，泊松比 。该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为多大？（8分）第 4 页 共 6 页2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线4、假设洞室边墙处的节理面倾角 =500。如图，内摩擦角 =400，粘结力 C=0，即无粘结力，由实测知道洞室处平均垂直应力 ，试计算岩石

5、锚杆在边墙处应提供多大水平应力 时才能维持边墙的平衡？（10 分）5、在地下 100m 深度处开挖一地下洞室，其断面尺寸为 5m5m。岩石性质指标为：凝聚力 c=200kPa，内摩擦角 ，容重 =25kN/m3，侧压力系数 。已知侧壁岩石不3 7.0K稳，试用太沙基公式计算洞顶垂直山岩压力及侧墙的总的侧向山岩压力。 （9 分）已知： 2020102 bztgkpetgKcrbqbztgk第 5 页 共 6 页2020 学年 第学期 级专业 试题学号： 姓名：密封线6、有压隧洞的最大内水压力 =2.8MPa，隧洞(内 )半径为 2.3m，用厚度为 0.4m 的混凝土衬p砌。已知混凝土的弹性模量

6、=1.8104MPa，泊松比 。岩石的弹性模量1E3.01=1.1104MPa，泊松比 =0.367。试求：（10 分）1)离中心 2.5m 处的衬砌内的应力；2E22)离中心 3.5m 处的围岩附加应力。 （已知： =0.564）第 6 页 共 6 页No.1 岩石力学考题（地质工程、岩土工程）A 卷 答案一、简答题：（40 分）1、岩石力学的定义（ 5 分）岩石力学它是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科，具体而言，研究岩石荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性等问题。2、 何为岩石的强度？表示岩石强度的指标有哪些？（5 分）岩石低抗破坏

7、的极限能力即为岩石的强度。表示岩石强度的指标有单轴抗压强度 Rc，抗拉强度 Rt，抗剪强度 C、 值3、试述主要岩石破坏准则(要求列举 4 个以上) 列出相应的表达式及其各自的适用情况。 （7 分）最大正应力理论 0)()( 23221 单向式脆性岩不在某些二进制赂应力状态受检情况。最大正应变：脆性材料0)()()( 221323122321 RRR 塑 性 材 料八 面 体 剪 应 力 理 论最 大 剪 应 力 理 论 232321 )()()(-莫尔库仑理论： tgcfMpa0岩石中大部分材料 sin231t莫尔理论 剪切破坏只与 、 有关，与 无关。)(f132包络线：脆性材料、双曲线或

8、摆线；塑性材料，抛物线。格里菲思，适用于脆性材料(拉应力集中) )42yxyRt031)(8(31231Rt破裂角： arc)(31s031Rt伦特堡塑性材料修正格里菲斯脆性材料修正格里菲斯脆性材料，由于孔隙边缘压应力集中引起压剪破坏。第 1 页 共 5 页经验公式：帕顿提出的： 21331)(SRcmc(S=1 岩块 045时 （B）60时 （C ）75时 （D ）90时五、计算题：（45 分）1、将直径为 3cm 的岩心切成厚度为 0.7cm 的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到 1kN 时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。 （4 分）解： DlPRtmax22、已知某岩体的容

9、重 =26KN/m 3、抗剪强度 c=0.017MPa，=30 。 。如果基于这种岩体设计以其坡高系数H=1.6，试求该边坡的极限高度 H。 （4 分）（2 分） (2 分) )45(90otgcH90/2、设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为 ，花岗岩处于弹性状态，泊松比。该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为多大？（8 分）第 3 页 共 5 页解答（1）垂直应力计算（2）水平应力计算其中：侧压力系数 的大小与岩体的性质有关，当岩体处于弹性状态时，采用弹性力学公式；当岩体比较破碎时，采用松散介质极限平衡理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采用海姆公式。因为本题岩体处于弹性状态，所以采用弹性力学公式，侧压力系数 为所以： 3、假设洞室边墙处的节理面倾角 =500。如图，内摩擦角 =400，粘结力 C=0，即无粘结力，由实测知道洞室处平均垂直应力 ，试计算岩石锚杆在边墙处应提供多大水平应力 时才能维持边墙的平衡？（10 分）解：按公式：则：