岩体力学作业与案.doc

岩体力学习题 姓名：蒋超 学号：120110443 专业：地质工程 1、何谓岩体力学? 谈谈你对岩体力学的认识和看法。 答：岩体力学（rockmass mechanics）是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。岩体力学的研究对象是各类岩体但服务对象则涉及到许多领域和学科。 2、何谓岩块、岩体? 试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点? 答：岩块是指不含显著结构面得岩石块体，是由具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体组成的。它是构成岩体的最小岩石单元体。 岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体（或称岩块）和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 岩块是构成岩体的最小岩石单元体，它不含显著的结构面。岩体中则存在各种各样的结构面及不同于自重应力的天然应力场和地下水。 3、何谓岩体分类? RMR 分类和Q 分类各自用哪些指标表示? 怎样求得? 答：岩体分类是通过岩体的一些简单和容易实测的指标，把工程地质条件和岩体力学性质参数联系起来，并借鉴已建工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训，对岩体进行归类的一种工作方法。 RMR分类（岩体地质力学分类）系统由岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件及地下水5类指标组成。 Q(巴顿岩体质量分类)指标为RQD(岩石质量指标)、节理组数（Jn）、节理粗糙系数(Jr)、节理蚀变系数(Ja)、节理折减系数(Jw)、应力折减系数（SPF）。 RMR分类时根据各类指标的数值，按岩体地质力学分类表的标准评分，求和得总分RMR值。然后按节理方向修正评分值及节理走向和倾角对隧道开挖的影响的规定对总分作适当的修正。最后用修正后的总分对照按总评分值确定的岩体级别及岩体质量评价表求得所研究岩体的类别及相应的无支护地下洞室的自稳时间和岩体强度指标（粘聚力和内摩擦角）值。 Q分类时，根据6个参数的实测资料，查表确定各自的数值。然后代入公式： 求得岩体的Q值，以Q值为依据将岩体分类。 4、试述围压对岩块变形、破坏及强度的影响 答：试验研究表明：有围压作用时，岩石的变形性质与单轴压缩时不尽相同。具体影响为：首先，破坏前岩块的应变随围压增大而增加；其次，随围压增大岩块的塑性也不断增大，且由脆性逐渐转化为延性。围压对岩块变形模量的影响常因岩性不同而异，通常对坚硬少裂隙岩石的影响较小，而对软弱多裂隙岩石的影响较大。总的来说，随围压增大，岩块的变形模量和泊松比都有不同程度的提高。岩块在三轴压缩条件下的破坏方式在很大程度上受围压的控制，随围压的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性流动过渡，破坏前得应变也逐渐增大。 围压对岩块强度的影响主要表现在，各种岩石的三轴压缩强度（）均随围压（）的增加而增大。此外，围压还影响岩块的残余强度。当围压为零或很低时，应力达到峰值后曲线迅速下降至接近于零，岩块残余强度很低，而随围压增大，其残余强度也逐渐增大，直到产生应变硬化。 5、结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各自如何确定？ 答：构面得法向刚度是反映结构面法向变形性质的重要参数。其定义为在法向应力作用下，结构面产生单位法向变形所需要的应力，数值上等于曲线上一点的切线斜率，即： 。结构面法向刚度的确定可直接用试验求得结构面得曲线后，在曲线上求。具体试验分为室内压缩试验和现场压缩试验。 结构面得剪切刚度是反映结构面剪切变形性质的重要参数，其数值等于峰值前曲线上任一点的切线斜率，即：。结构面得剪切刚度可以通过室内和现场剪切试验确定。通过室内或现场剪切试验求得曲线，然后在曲线上求得结构面得剪切刚度。此外，巴顿和乔贝根据打量的试验资料总结分析，并考虑到尺寸效应，提出了剪切刚度Ks的经验估算公式如下： 式中：L为被剪切结构面得长度；为结构面得残余摩擦角。 6、原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有何区别？岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？ 答：原位岩体试验对岩体的扰动小，尽可能的保持了岩体的天然结构和环境状态，且考虑了岩体的结构及结构面对岩体力学性质的影响。而岩块试验中的试件往往经过加工，受扰动程度大，从而破坏了岩块原来的天然结构和所处的环境状态。因此原位岩体试验成果较室内试验更符合实际。 岩体的变形性质与岩块有显著的差别。一般情况下，岩体比岩块易于变形，其强度也显著低于岩块的强度。岩体的变形性质一方面取决于它的受力条件，另一方面还受到岩体的地质特征及赋存环境的影响。其影响因素包括岩块的性质；结构面得发育特征及其性质和岩体的地质环境条件，尤其是天然应力及地下水条件，因此岩块的变形性质仅是影响岩体变形性质的一个因素。结构面的影响是岩体的变形性质不同与岩块的本质原因。 7、试述岩体结构控制论的基本原理及其实际