巖土力學(xué)形考作業(yè)答案

1、-WORDB式一可編輯-中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革與開放教育試點(diǎn)巖土力學(xué)形成性考核手冊學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：分校班級：中央廣播電視大學(xué)編制-WORDB式一可編輯-使用說明本考核手冊是中央廣播電視大學(xué)水利水電工程專業(yè)“巖土力學(xué)”課程形成性考核的依據(jù)，與巖土力學(xué)教材（主編劉漢東，中央廣播電視大學(xué)出版社出版）配套使用。形成性考核是課程考核的重要組成部分，是強(qiáng)化教學(xué)管理，提高教學(xué)質(zhì)量，反饋學(xué)習(xí)信息，提高學(xué)員綜合素質(zhì)和能力的重要保證?！皫r土力學(xué)”課程是水利水電工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，其特點(diǎn)是既具有豐富的 理論，又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，而且基本概念多，公式多，系數(shù)多，學(xué)員有時感到抓不住 重點(diǎn)。通過形成性

2、考核有助于學(xué)員理解和掌握本課程的基本概念、基本理論、基本計算方法，明確應(yīng)掌握的課程重點(diǎn)。同時，形成性考核對于全面測評學(xué)員的學(xué)習(xí)效果，督促 和激勵學(xué)員完成課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)和掌握知識的能力也具有重要作用。本課程以計分作業(yè)方式進(jìn)行形成性考核。全部課程要求完成4次計分考核作業(yè)，分別對應(yīng)于文字教材的 13章、46章、79章和1012章。學(xué)員應(yīng)按照教學(xué)進(jìn)度按時完 成各次計分作業(yè)，教師根據(jù)學(xué)員完成作業(yè)的情況評定成績，每次作業(yè)以100分計，并按4次作業(yè)的平均成績計算學(xué)員的形成性考核成績。形成性考核成績占課程總成績的20%終結(jié)性考試成績占課程總成績的80%課程總成績滿分為100分，60分為及格。200

3、4年3月10日-WORDB式一可編輯-巖土力學(xué)作業(yè)一說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材1至3章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題 (每空1分，共計25分)1 .工程上常用的土的密度有濕密度、飽和密度、浮密度和干密度。2 . 土是由 固相 、 氣相 、和 液相 三部分組成。3 . 土體的應(yīng)力按引起的原因分為自重應(yīng)力 和附加應(yīng)力 兩種。4 .對于天然土，OCR>1時的土是 超固結(jié)十 ,OCR=1的土屬于 正 常固結(jié)土 ,而OCR<1勺土是欠固結(jié)土 。5 . 土的顆粒分析試驗最常用的室內(nèi)試驗方法有篩析法 和 比重計法 。6 . 土體的變形可分為由正應(yīng)力引起的體積變形 和由剪應(yīng)力引起的形狀變形

4、。7 .按照土顆粒的大小、粒組顆粒含量犯，地基十分成碎石土、砂十、粉 土、粘性土和人工填土。8 .根據(jù)滲透破壞的機(jī)理，滲透破壞的形式主要有流土、管涌、接觸流失和接觸沖 刷。9 .控制壩基及地基的滲流，其主要任務(wù)可歸結(jié)為三點(diǎn)：一是盡量減少滲漏量：二 是提早釋放滲透壓力，保證地基與水工建筑物有足夠的靜力穩(wěn)定性；三是防止?jié)B透破壞，保證滲透穩(wěn)定性。二、問答題(每小題5分，共計35分)1 .什么是孔隙比e、孔隙率n,二者的關(guān)系。孔隙比為土中孔隙的體積與土粒的體積之比；孔隙率為土中孔隙的體積與土的體積之比；關(guān)系為：n=e/(1+e),或e=n/(1-n)。2 .周結(jié)度指：在某一周結(jié)應(yīng)力作用下，經(jīng)某一時間t

5、后，土體發(fā)生固結(jié)或孔 隙水應(yīng)力消散的程度。3 .在壓力作用下，飽和土體固結(jié)的力學(xué)本質(zhì)是什么？在某一壓力作用下，飽和土體的固結(jié)過程就是土體中的超孔隙水應(yīng)力 不斷消散、附加有效應(yīng)力不斷增加的過程，即超孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加 有效應(yīng)力的過程。4 . 土的級配曲線的特征可用哪兩個系數(shù)來表示？這兩個系數(shù)是怎樣定義的？答：不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Ccd60u'd10Ccd30 210d60dio , d30 , d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10% 30% 60%寸所對應(yīng)的粒徑。5.請寫出無側(cè)向變形條件下的壓縮量計算公式，并指出各個量的含義。-ea工 PS =H 或 S =AP

6、H 或 S = H1 ei1 eEsS為壓縮量，H為試樣的高度，av為壓縮系數(shù)，e為孔隙比，Es壓縮模量。6 .簡述滲透變形的產(chǎn)生條件。根據(jù)滲透破壞的機(jī)理， 可將產(chǎn)生滲透變形的條件分為兩種類型，其一是動水壓力和土體結(jié)構(gòu)，它們是產(chǎn)生滲透變形的必要條件；另一類則是地質(zhì)條件和工程因素，稱之為充分條件。只有當(dāng)土具備充分必要條件時，才發(fā)生滲透破壞。7 .簡述有效應(yīng)力的原理。有效應(yīng)力原理的研究內(nèi)容就是研究飽和土中這兩種應(yīng)力的不同性質(zhì)和它們與全部應(yīng)力的關(guān)系。有效應(yīng)力原理歸納起來可由下面兩個要點(diǎn)表達(dá)：飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為有效應(yīng)力和孔隙水壓力兩部分；土的變形與強(qiáng)度的變化僅決定于有效應(yīng)力的變化。

7、六、計算題（共4題，計40分）1 .一均質(zhì)無粘性邊坡， 。為20KN/m3 ,平=30° ,坡角25 ,試問干坡或完全浸水時，具安全系數(shù)是多少？有順坡滲流發(fā)生時，坡角為多少度邊坡將達(dá)到極限平衡狀態(tài)？解：在干坡或浸水時，安全系數(shù)為:tg :tg 二=0.577/0.466=1.24有順坡滲流發(fā)生邊坡達(dá)到極限平衡狀態(tài)時：Fs=1,則tg :,tg 二= (20-9.8 ) X 0.577/20=0.21sat坡角為：=16.39°2 . 土粒比重為2072,飽和度為37%孔隙比是0.95 ,當(dāng)飽和度提高到90% 時，每立方米應(yīng)加多少水？解：Vv = eVs = V - Vs,每

8、立方米的土粒體積為:Vs = V/(1+e) = 1/(1+0.95) = 0.513 mVv = eVs = 0.95X 0.513 = 0.487 m當(dāng) Sr = 37% 時,V w1 = SrVv = 0.373X 0.487 = 0.18 m 3當(dāng) Sr = 90% 時,V w2 = SrVv = 0.903X 0.487 = 0.438 m 3Vw = 0.438-4.18 = 0.258 m 3應(yīng)加水：AWw =、Zw = 10 X 0.258 = 2.58kN3 .有一 8m厚的飽和粘土層，上下兩面均可排水，現(xiàn)從粘土層中心處取得 2cm 厚的試樣做固結(jié)試驗（試樣上下均有透水石）。

9、試樣在某級壓力下達(dá)到60% 的固結(jié)度需要8分鐘，則該粘土層在同樣的固結(jié)壓力作用下達(dá)到 60%的固結(jié) 度需要多少時間？若該粘土層單面排水，所需時間為多少？答：由于原位土層和試樣土的固結(jié)度相等，且 口值相等，因而Tv1=Tv2又土的性質(zhì)相同，Cv1 =品t2tl.22t2 H180027（如改單-2-=80升=1.28 107H 2222面，具達(dá)到60%|結(jié)度時間為t3v1v3由 Tv1 =Tv3t3 =4t1= 5.12 1074.根據(jù)圖（a）中給出地基中多層土中各土層的厚度、容重，繪制地基中的自重應(yīng) 力隨深度的分布曲線圖。解由圖(a)給出的資料，可計算出各土層分界面上的應(yīng)力:0szi - ;&

10、#39;1h1 =17.0 (44.0 - 41.0) =51kPa二 sz2 =csz12h2 =51 (19.0-9.8) 1 =60.2kPa二 sz3 fz23h3 =60.2 (18.5 -9.8) 2 = 77.6kPa二sz4 =；z34h4 =77.6 (20-9.8) 3 = 108.2kPa上述自重應(yīng)力隨深度的變化關(guān)系結(jié)果(b)。44.0粘，飛=17.0kN/m3土 '_41.0若'/ =19.0kN/m3 一40.0咕土除 18.5kN/m338.04=20.0kN/m335.0、kN/m3,丘 kN/m3 一"'kN/m3. kN/m3

11、(a)(b)-WORDB式一可編輯-巖土力學(xué)作業(yè)二說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材4至6章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、單項選擇題（每小題2分，共計10分）1 .粘性土的抗剪強(qiáng)度由兩部分組成，一部分是顆粒間的粘結(jié)力，另一部分是（a ）a.摩擦力b.水壓力c.有效應(yīng)力d.荷載2 .直接剪切試驗測定土的天然強(qiáng)度為（c）二 1 -二3 qu.Mmaxfuam 2一 fubF -fu c. Cq - tg q fu& 彳子H H + I2 <3J3 .地基土發(fā)生剪切破壞而失去整體穩(wěn)定時的基底最小壓力為（ b ）a、允許承載力b、極限承載力c、承載力特征值4 .在滲流作用下，土體中的細(xì)顆粒在粗顆

12、粒形成的孔隙中流失的現(xiàn)象稱為（b ）a.流土 b.管涌c.接觸流失d.接觸沖刷5 .條形基礎(chǔ)豎直均布荷載下附加應(yīng)力計算時，附加應(yīng)力系數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)（d ）比值查表確定。a.L/B 和 z/B b.L/B 和 x/B c.L/B 和 z/L d.x/B 和 z/B。二、填空題 （每空1分，共計20分）1 .為了考慮固結(jié)程度和排水條件對抗剪強(qiáng)度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗 劃分為優(yōu)叢固結(jié)快剪和慢剪三種類型。2 .根據(jù)固結(jié)排水條件的不同，相應(yīng)于直剪試驗，三軸試驗也可分為不固結(jié)不排水剪（UU）、固結(jié)不排水剪（CU）和固結(jié)排水剪（CD）三種類型。3 .某土單元體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c= 20Kpa,呼=

13、18口，大主應(yīng)力o-1 = 400Kpa,則該單元體小主應(yīng)力b3= 182 Kpa 時，該土處于極限平衡狀態(tài)，若b 3= 200Kpa,該土處于|定 狀態(tài)。4 .飽和砂土在低圍壓下受剪時，對于松砂來說，其固結(jié)不排水剪試驗測得的強(qiáng)度要比固結(jié)排水剪試驗測得的強(qiáng)度高 （高或低），對于緊砂來說，其固結(jié)不排水剪試驗測得的強(qiáng)度要比固結(jié)排水剪試驗測得的強(qiáng)度低 （高或低）。5 .根據(jù)摩爾-庫倫破壞準(zhǔn)則，理想狀態(tài)下剪破面與大主應(yīng)力面的夾角為：45o十中/ 2 ，6 .太沙基公式中，Ny、Nq、NC稱為承載力系數(shù),由內(nèi)摩擦角確定。7 .地基剪切破壞的三種形式為整體破壞、局部剪切和沖切8 .影響地基承載力的因素有：

14、土的容重、地下水位、基礎(chǔ)的寬度 和基礎(chǔ)埋深。四、簡答題 （每小題5分，共計40分）1 .什么叫土的抗剪強(qiáng)度？常用的試驗方法有哪些？土的抗剪強(qiáng)度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力?？辜魪?qiáng)度試驗的方法有室內(nèi)試驗和野外試驗等，室內(nèi)最常用的是直剪試驗、三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗等。野外試驗有原位十字板剪切試驗等。2 .試述莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則，什么是極限平衡條件？當(dāng)莫爾應(yīng)力圓在強(qiáng)度線以內(nèi)時，說明單元土體中任一平面的剪應(yīng)力都小于該面上相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度，故土體單元處于穩(wěn)定狀態(tài)，沒有剪破；當(dāng)莫爾應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切時，說明單元土體中有一平面的剪應(yīng)力達(dá)到了它的抗剪強(qiáng)度；把莫爾應(yīng)力圓與庫倫抗剪強(qiáng)度相

15、切時的應(yīng)力狀態(tài)，作為土的破壞準(zhǔn)則。根據(jù)莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則來研究某一土體單元處于極限平衡狀態(tài)時的應(yīng)力條件及其 大、小主應(yīng)力之間的關(guān)系稱為極限平衡條件。3 .什么是主動土壓力，什么是被動土壓力？如果擋土結(jié)構(gòu)在土壓力的作用下，其本身不發(fā)生變形和任何位移（移動或轉(zhuǎn)動），土體處于彈性平衡狀態(tài)，則這時作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為靜止土壓力。擋土結(jié)構(gòu)在土壓力作用下向離開土體的方向位移，隨著這種位移的增大，作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力將從靜止土壓力逐漸減小。 當(dāng)土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時， 作用在 擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動土壓力。擋土結(jié)構(gòu)在荷載作用下向土體方向位移，使土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)時的土壓力稱為被動土

16、壓力。4 .發(fā)生滑坡時，土體內(nèi)的滑動面上的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的原因是什么？一是由于剪應(yīng)力的增加。二是因為土體本身的抗剪強(qiáng)度減小。5 .確定地基承載力的方法有那些？答：（1）按土的強(qiáng)度理論確定地基承載力（普朗特極限承載力公式、太沙基極限承載力公式、魏錫克極限承載力公式）（2）規(guī)范查表方法（根據(jù)野外堅定結(jié)果或土的物理性質(zhì)指標(biāo)查表確定）。（3）靜載荷試驗及其它原位測試方法（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探試驗，輕便觸探試6 .土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為什么？影響土的抗剪強(qiáng)度因素有哪些？土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為c,甲。土的抗剪強(qiáng)度影響影響因素有：1） 土粒的礦物成分、形狀、顆粒大小與顆粒級配2） 土的密度3）含水量4） 土體

17、結(jié)構(gòu)的擾動情況5）孔隙水壓力的影響五、計算題 （每題10分，共計40分）1.已知地基中一點(diǎn)的大小主應(yīng)力為% =300kPa ,仃3 =150kPa , 土的強(qiáng)度指標(biāo)c=20kPa,邛=16。，試判斷該點(diǎn)是否會剪破？剪破面與大主應(yīng)力之間的夾角為多少？解：由摩爾-庫倫準(zhǔn)則：仃1f3f tg2（45o+%）+2ctg（45o +%） =150 x 1.76+2 x 20X1.33=317.2kPa由于：（T1f（T1=300kPa或 o- 3=140.2Kpa所以不會剪破。某擋土墻高8m,墻背豎直光滑，填土面水平，填土為無粘性土， 丫 =18kN/m3, 4=30° ,填土表面作用有連續(xù)均

18、布荷載，q=20kPa。試用朗肯士壓力理論計算主動土壓力以及作用點(diǎn)位置。解(1) 土壓力系數(shù)ka =tg2 45 =tg2 45 -30-=- g 2 g 23(2)主動土壓力墻頂 pa=qka=20x 1/3=6.7kPa墻底pa=qka+rHka=6.7+18X 8X1/3=54.7kPa總土壓力 Pa= (6.7+54.7) /2 >8=245.6kN/m作用點(diǎn)距墻底的距離8186.7 854.7 -6.7 8 一223一y =2-23= 2.96m2245.6在均布條形荷載作用下，土體中A點(diǎn)的大主應(yīng)力(T 1=400kPa中，小主應(yīng)力(T3=150kPa, 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c=

19、0, 4=30° 。試求:1) A點(diǎn)處土是否處于極限平衡狀態(tài)。最危險的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)面夾角為多少度?；：.3十二C1tg，45 - -2 c tg-30- -2 0 tg 45 -2.2解：1）2一 2:133kPa=400tg2133kPa v 150kPa處于穩(wěn)定狀態(tài)2)最危險的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)面夾角60(10分)4.有一條形基礎(chǔ)，寬度B為6m,埋深D為1.5m,其上作用著中心荷載 P為1700kN/m ,（中=20° 時，Nr =3.5,地基土質(zhì)均勻，容重為19kN/m3, 土的強(qiáng)度指標(biāo)為：c=20kPa,邛=20°,安全系數(shù)為2.5, 假定基底完全粗

20、糙，應(yīng)用太沙基理論，驗算地基的穩(wěn)定性Nq =6.5, Nc =15）。（10分）解：（1）基底壓力為：p=P/B=1700/6=283.3kPa（2）由太沙基理論，地基的極限承載力為一 1 fu = 一，BNr +qNq +cNc =19X 6X 3.5/1+19X 1.5X6.5+20 x 15=684.8kPa(3)容許承載力為f 1= fu =684.8/2.5=273.9kPaFs由于：p>f,地基不穩(wěn)定。-WORDB式一可編輯-巖土力學(xué)作業(yè)三說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材7至9章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。、單項選擇題（每小題2分，共計10分）1 .巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯位的結(jié)果，引起巖石

21、的（b）a 、晚性破壞b 、塑性破壞 c 、弱面剪切破壞2 .巖石的單軸抗壓強(qiáng)度一般與單軸抗拉強(qiáng)度間成下列哪種關(guān)系：（b）a.Rc=（1-4）Rt b. Rc=（4-10）Rt c. Rt=（1-4）Rc d. Rt=（1-4）Rc3 .下面巖體的那種應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)（a）-1 _：3a. <sin二 1 二3 2cctgb b.二 1 二3 2cctg>sin二 1 一二3.c. =sin a二 1 二3 2cctg4.廣義虎克定律中巖石的剪切模量G為(a)- E EGa.=, Gb>2(1 )2(1 - ')ME2(1 )ME2(1 - 1')5.巖石的

22、變形(彈性)模量可表示為(C)p(1 )p(1 - L)pr(1 )pr(1 - L)a. E=, b. E =, c. E =, d.E=yryryy、填空題 （每空1分，共計20分）1 .巖石的破壞形式：脆性破壞、延，件破壞、弱而剪切破壞。2 .巖石的力學(xué)強(qiáng)度是工程設(shè)計中最重要的力學(xué)指標(biāo)，分別是單軸抗壓強(qiáng)度.抗拉 強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。3 .巖石的抗壓強(qiáng)度就是巖石試件在單軸壓力（無圍壓）作用下，抗壓破壞的極限能 力。4 .巖石的抗剪強(qiáng)度就是指巖石抵抗剪切破壞（滑力）的能力，用凝聚力 C和內(nèi)摩擦角來表示。5 .巖石的變形是指巖石在任何物理因素作用下形狀和體積大小的變化。巖石的變形特性常用彈性模量

23、E和泊松比以兩個指標(biāo)來表示;6 .巖石的蠕變是指巖石在應(yīng)力。不變的情況下巖石變形 e隨著時間t而 增加的現(xiàn)象,一般而言，典型的巖石蠕變曲線可分為三個階段：初期蠕變， 二次蠕變（穩(wěn)態(tài)蠕變），（加建蠕變）第三期蠕變。7 .天然應(yīng)力（或初始應(yīng)力）是習(xí)慣上常將工程施工前就存在于巖體中的地應(yīng)力，稱 為初始應(yīng)力。8 .巖滑根據(jù)滑動面的形式，組合可分為：平面滑動，楔形滑動和旋轉(zhuǎn)滑三、判斷題（每小題2分，共計10分）1 .巖石的脆性破壞是由于巖石中裂隙的發(fā)生和發(fā)展的結(jié)果所致（，）2 .巖石的變形是指巖石在外力作用下形狀和大小的變化。（X ）3 .最大正應(yīng)變理論是用來判斷脆性巖石破壞的理論。（，）4 .根據(jù)莫爾

24、一庫倫準(zhǔn)則可證明均質(zhì)巖石的破壞面法線與大應(yīng)力方向間夾角為45o （X） 25,在普通壓力板上做巖石的變形試驗，即可得到巖石的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線。（X）四、問答題 （每小題5分，共計20分） 1.何為塑性破壞，其破壞機(jī)理是個什么？答案：塑性破壞（延性破壞）是巖石在破壞之前變形量很大，且沒有明顯的破壞荷載。原因可能是巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯位的結(jié)果。2 .影響單軸抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？影響單軸抗壓強(qiáng)度的因素有：一方面是巖石材料本身的，一方面是試驗方法上的因素。巖石材料本身的主要因素有：礦物組成；結(jié)晶程度和顆粒大??；膠結(jié)情況；生成條件；風(fēng)化作用；密度；水的作用等。試驗方面的因素有：試件尺寸和大??；加荷速度等。

25、3 .直剪破壞試驗全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點(diǎn)是什么？巖石直剪破壞試驗全過為極限強(qiáng)度（即裂隙開始發(fā)展的強(qiáng)度）；第二段：奇區(qū)段，f為峰值強(qiáng)度，該段內(nèi)裂隙發(fā)展至破壞；第三段：野一專區(qū)段。為剪斷面上的摩擦力（剩余強(qiáng)度）4 .什么叫滑坡？滑坡滑動面的形式有幾種當(dāng)巖坡受力過大或巖石強(qiáng)度過低，一部分巖體向下或向外滑動叫滑坡，滑波滑動面 有三種：軟弱結(jié)構(gòu)面；結(jié)構(gòu)面；在巖體中;六、計算題 （每題10分，共計40分）1 .將一個巖石試件進(jìn)行單軸試驗，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到120MPa時即發(fā)生破壞，破壞面與大主應(yīng)力平面的夾角（即破壞所在面與水平面的仰角）為60° ,假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化（即遵循莫爾庫

26、倫破壞準(zhǔn)則），試計算：1）內(nèi)摩擦角：2）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。<P解：4 =45° + o= 020 1 一 ： 31 二 3 二 1 一 ： 3.=sir2：=c o 2：2222c cos ：1 sin ;：2c cos ：Rc=,理論上的抗拉強(qiáng)度:1 - sin :2.某巖樣 c=15kPa, 4=30° ,如該土受到最小主應(yīng)力（T 3=200kPa,最大主應(yīng)力1=400kPa,試判斷該土樣處于何種狀態(tài)？解：。1 -S <sin中（穩(wěn)定）二 1 .二3 2cctg :二；3 t中=sin中（極限平衡）5 F >sin中（不穩(wěn)定）二 1二 3 2c

27、ctg :、L （二1-2二 3）3.試求證E =。i1 二一 一一 二 2 一；：3E E代入即求.4.巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度為 160MPa,泊松比0 =0.25o巖石試件在三軸試驗中破 壞，破壞時的最小主應(yīng)力為 130MPa,中間主應(yīng)力為 260MPa,根據(jù)最大正應(yīng)變理論的 破壞準(zhǔn)則，推算這時的最大主應(yīng)力 叫。解：(J2 -R2)。" -R2)U2 -R2) = 0二 1 一二2 一二3巖土力學(xué)作業(yè)四說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材10至12章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題（每空分，共計30分）1 .把由于洞室圍巖的變形和破壞作用而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為山巖壓力2 .山巖

28、壓力的影響因素除巖石性質(zhì)外，還應(yīng)考慮洞室的形狀和大小.地質(zhì)構(gòu)詵,支護(hù)的形式和剛度、洞室深度、時間、施工方法等因素。3 .地下工程巖體穩(wěn)定性影響因素主要有巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造、地下水、 地應(yīng)力及地形等。4 .巖基的極限承載力，就是指巖某所能負(fù)擔(dān)的最大荷載（或稱極限荷載）o5 .脆性圍巖的變形破壞類型有張裂坍落、劈裂、剪切滑動或破壞、巖爆、和彎折 內(nèi)鼓。6 .大壩失穩(wěn)的形式主要有：表層滑動破壞、深層滑動破壞、混合滑動破 壞。7 .由于巖體變形而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為變形壓力；將由于巖體破壞而而對 支護(hù)或襯砌的壓力，稱為松動壓力。8 .在中等質(zhì)量的巖石中，洞室圍巖的變形較大。由于洞室圍巖的

29、應(yīng)力重分布需要 一定的時間，所以在進(jìn)行支護(hù)或襯砌以后圍巖的變形受支護(hù)或襯砌的約束，于是產(chǎn)生山巖壓力。9 .在整體性良好，裂隙節(jié)理不發(fā)育的堅硬巖石中開挖洞室，開挖結(jié)束后，圍巖的 彈性變形就完成。若在此后進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)沒有山巖壓力。這種支護(hù)主要是用來防止巖 石的風(fēng)化以及剝落碎塊的掉落。10 無裂隙圍巖的應(yīng)力計算方法有內(nèi)應(yīng)力分配法和抗力系數(shù)法。三、判斷題（每小題2分，共計10分）1 .求解山巖壓力的計算理論中，太沙基理論把巖體假定為散粒體。（V ）2 .由于洞室圍巖的變形和破壞而作用于支護(hù)或襯砌上的壓力稱為圍巖壓力。3 .圍巖處于塑性變形狀態(tài)時，洞室埋置愈深，山巖壓力愈大。（V ）4 .開挖洞室的影

30、響范圍是 6倍洞直徑。（X）5 .洞室的形狀相同時，圍巖壓力與洞室的尺寸無關(guān)。（V ）四、問答題 （每小題5分，共計20分）1 .簡述地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律教材283頁2 .何為山巖壓力？按其成因可分為哪幾類？各自用什么方法確定？把由于洞室圍巖的變形和破壞而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為山巖壓力。由于圍巖變形而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為變形壓力。由于圍巖破壞而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為松沙壓力。計算變形壓力的方法：彈塑理論推導(dǎo)出的芬納公式或修正芬納公式。計算松動壓力的方法：壓力拱理論，太沙基理論和彈塑性理論推出卡柯公式。3 .不同質(zhì)量狀況的圍

31、巖變形破壞特別如何？整體性良好，裂隙不發(fā)育的堅硬巖石中，圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度無破碎。變形以開挖過程中的彈性變形為主，開挖結(jié)束變形也結(jié)束。如果支護(hù)，支護(hù)上一般無山巖壓力， 支護(hù)起防止巖石風(fēng)化或剝落碎塊的掉落。中等質(zhì)巖的巖體，洞室變形大，還可能有少量破碎，支護(hù)上以變形壓力為主，松動 壓力為輔。在破碎和軟弱巖石中， 巖體強(qiáng)度低，被切割的很碎，圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度很多， 因此，巖塊在不大的應(yīng)力作用就會破壞坍落，在這類巖石中，坍落和松動是產(chǎn)生山巖壓力的主要原因。4 .簡述高壓固結(jié)灌漿的施工方法。教材 344 347五、計算題 （每題10分，共計40分）1.埋深200m處的巖體內(nèi)開挖一胴徑為2a=2m圓形斷面隧道，如果巖體中初始地應(yīng)力為靜水壓力式，并且上覆巖層的平均容重為尸=2.7 g/cm3,若隧道周巖的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=0.4MPa,4=30：試用莫爾-庫侖強(qiáng)度條件評價其胴壁的穩(wěn)定性。解：三 w，z二x=K°二z洞壁:q=2 oz b 3=0仃1 -仃3< sin中（穩(wěn)定）二 1 二3 "2cctg :-11-；:3.二sin 二 1 -.：3 2cctg ：二1 一二3>sin :（極限平衡）（不穩(wěn)定）O f 3 -2cctg :2 .在地下50m深度處開挖一地下洞