巖體力學考試論述簡答題整理 三

1、巖體力學考試論述簡答題整理 三 簡答題1、地質(zhì)體和巖體在概念上有哪些區(qū)別？答：（1）巖體和地質(zhì)體是同一物體在不同場合的兩個名詞。 （2）就具體問題研究而言，巖體即為地質(zhì)體的一部分。 （3）巖體是工程地質(zhì)學和巖體力學的專有名詞。有時將土地作為一種特殊巖體對待。2、巖體和巖石的各自特征是什么？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系？答：特征：巖體：不連續(xù)性、非均勻性、各向異性、有條件轉化性；巖石：是一種地質(zhì)材料，是組成巖體的固相基質(zhì)，是連續(xù)、均勻、各向同性或正交各向同性的力學介質(zhì)；區(qū)別聯(lián)系：（1）巖體賦存于一定地質(zhì)環(huán)境之中，地應力、地溫、地下水等因素對其物理力學性質(zhì)有很大影響，而巖石試件只是為實驗而加工的巖塊，已完全

2、脫離了原有的地質(zhì)環(huán)境。（2）巖體在自然狀態(tài)下經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)作用過程，其中存在著各種地質(zhì)構造面，如不整合、褶皺、斷層、節(jié)理，裂隙等而巖石相對完整。（3）一定數(shù)量的巖石組成巖體，且?guī)r體無特定的自然邊界，只能根據(jù)解決問題的需要來圈定范圍。（4）巖體是地質(zhì)體的一部分，并且是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結構特征巖石所組成的集合體，也可以看成是由結構面所包圍的結構體和結構面共同組的。3、巖體力學的一般工作程序（步驟）和主要研究方法？答：工作程序：巖體工程地質(zhì)信息采集巖體工程地質(zhì)力學模型巖體穩(wěn)定性評價巖體工程設計巖體工程施工巖體性態(tài)監(jiān)測；主要研究方法:工程地質(zhì)法、測試試驗法、理論研究法、綜合研究法4、

3、巖體的組成要素是什么？答：物質(zhì)成分（巖石）、結構（結構體、結構面）、賦存環(huán)境（應力場、溫度場、滲流場、其他物理場）5、從工程地質(zhì)研究的角度，簡述巖石的主要造巖礦物及其基本性質(zhì)？答：1、可溶性礦物，如巖鹽、石膏、芒硝等，在適宜條件下可溶解于水，減少巖石的固相成分增加空隙比，使巖石結構變松、力學性能降低、滲透性提高。2、易風化礦物，其穩(wěn)定性取決于礦物的化學成分遷移活動性、礦物結晶特征、礦物生成條件。3、粘土礦物，如蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠泥石、綠簾石等，粘土巖在漫長的成巖作用后已失去膠體的活動性，但在水的長時間作用下活動性可以復蘇。4、其它不穩(wěn)定礦物，主要指黃鐵礦硫化物，它們極易氧化在氧化過程中

4、生成硫酸。6、巖石顆粒間的聯(lián)結有哪幾種？聯(lián)結強度如何？答：按聯(lián)結性質(zhì)分類：結晶聯(lián)結聯(lián)結強度最強、膠結聯(lián)結聯(lián)結強度居中、水膠聯(lián)結聯(lián)結強度最弱。7、巖石物理性質(zhì)的主要指標及其表示方式是什么？答：1、巖石的重力 特征。指標：1、顆粒密度s=ms/Vs（ms為顆粒質(zhì)量，Vs為顆粒體積）；2、巖石密度= m/V；3、干密度d= ms/V；4、容重=W/V=g。2、巖石的空隙率n=VV/V*100。3、巖石的吸水性。指標：1、吸水率=mw1/ms*100（mw1為一般大氣壓下巖石吸入水的質(zhì)量）；2、sat=mw2/ms*100（mw2為巖石在高壓或真空狀態(tài)下的吸水質(zhì)量）；3、飽水系數(shù)Ksat=/sat。4

5、、巖石的透水性。指標：滲透系數(shù)K=v/grad(Z+p/w)（v滲流速度，Z位置高度，p水壓力，w水的容重）。5、巖石的可溶性、膨脹性、崩解性無指標6、巖石的軟化性。指標：軟化系數(shù)KR=Rc/c（Rc為飽水狀態(tài)下抗壓強度，c為干燥狀態(tài)下抗壓強度）。7、巖石的抗凍性。指標：1、強度損失率RL=(c1-c2)/ c1（c1凍融前抗壓強度，c2凍融后抗壓強度）2、質(zhì)量損失率Km=(md1-md2)/md1（md1凍融前干質(zhì)量，md2凍融后干質(zhì)量）8、巖石的碎脹性。指標：碎脹系數(shù)kp=Vh/Vo（Vo、Vh破碎前后體積）8、結構面按其成因通常分為哪幾種類型？各自有何特點？答：成因類型：（1）原生結構面

6、在成巖過程（建造過程）中形成的結構面。其特征與巖體成因緊密相關，它包括沉積結構面、火成結構面和變質(zhì)結構面。（2）構造結構面巖體在改造過程中受構造應力作用產(chǎn)生的破裂面或破碎帶，如劈裂、節(jié)理、層間錯動及斷層等。它是巖體中分布最廣的一類結構面。結構面的產(chǎn)狀空間分布取決于構造應力場與巖性條件，他們的力學成因、規(guī)模、發(fā)育歷史及次生變化影響并制約著巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)。（3）次生結構面次生結構面是指巖體在外營利（風力、卸荷、地下水、應力應變、人工爆破等）作用下形成的結構面。其特點是局限于巖體表層，規(guī)模小、數(shù)量多、多呈無序性，不平整和不連續(xù)狀態(tài)。它們往往是受原生結構面和構造結構面控制的，或在此基礎上發(fā)展起來的

7、。9、簡述結構面定量統(tǒng)計的內(nèi)容？答：（1）產(chǎn)狀（結構面的空間分布狀態(tài)）；（2）組數(shù)（巖體中交叉分布的結構面組數(shù)）；（3）間距（同組結構面法線方向上該組結構面的平均距離）；（4）延展性（在一個暴露面上能看見的結構面跡線的長度）；（5）粗糙程度（結構面的固體表面相對與它的平均平面的凹凸不平程度）；（6）結構面壁的抗壓強度（結構面兩側巖壁的等效抗壓強度）；（7）張開度（結構面兩壁間的垂直距離，除水和空氣外壁間無填充物）；（8）充填特征 （硬性結構面、軟弱結構面）；（9）滲流特征（結構面中是否存在滲流及滲流量）；（10）塊體尺寸。10、泥化夾層有何特性？答：結構上：由原巖的超固結、膠結式 結構變成了泥

8、質(zhì)散體結構或泥質(zhì)定向結構；成分上：粘粒含量較原巖增多，可達70%，物理化學成分與原巖基本一致，高含量粘土礦物，含鹽量低、游離氧化物增加；厚度上：泥化夾層發(fā)生在軟硬相間的巖層組合和原生軟弱夾層的條件下，通常被限制在相對堅硬巖層之間發(fā)育。產(chǎn)狀上：大多數(shù)泥化夾層由原生軟弱夾層發(fā)育而來，其分布受到原生軟弱夾層的控制，故它們的產(chǎn)狀完全一致；物理狀態(tài)上：干密度較原巖小，天然含水率超過塑限介于塑限和液限制間，膨脹量和膨脹力大小與礦物類型及有機質(zhì)含量有關；力學性質(zhì)上：較原巖大大降低，僅與軟弱或松軟土相似。11、試述自重應力場與構造應力場的區(qū)別和特點。答：自重應力場是巖體自重應力在空間的有規(guī)律分布；構造應力場是

9、一定區(qū)域內(nèi)具有成生聯(lián)系的各種構造形跡在不同部位應力狀態(tài)的總稱。兩者都是天然應力場的組成部分，自重應力場是由上覆巖體的重量引起的，而構造應力是空間和時間的函數(shù)，是隨構造形跡的發(fā)展而變化的非穩(wěn)定應力場。12、簡述地殼淺部地應力分布的基本規(guī)律。答：地殼淺層巖體中絕大部分應力場是以水平應力為主的三向不等空間應力場，三個主應力的大小和方向是隨空間位置而變化的。13、簡述高地應力區(qū)的標志。答：（1）餅狀巖芯；（2）巖爆、剝落、錘擊有啞聲；（3）隧道（隧洞、巷道）大變形、鉆孔縮徑；（4）隧道變形破壞具有相同的方式或形式；（5）軟弱夾層擠出；（6）巖體現(xiàn)場物理力學指標高于室內(nèi)；（7）其它：不透水性。14、解釋

10、單軸壓縮作用下，巖石變形全過程的特征及其內(nèi)在本質(zhì)。答：巖石單軸壓縮全過程分以下幾個階段：1壓密階段，此階段巖石中原有空隙在荷載作用下逐漸被壓縮而閉合，試件體積減小。2彈性階段，隨荷載的加大巖石中裂隙進一步閉合，空隙被壓縮無新的裂隙發(fā)展表現(xiàn)為彈性變形。3微裂隙發(fā)生和穩(wěn)定發(fā)展階段，當應力超過彈性極限后，巖石中原有裂隙開始發(fā)展并產(chǎn)生新裂隙，表現(xiàn)為應變的增加速率大于應力的增加速率。4微裂隙加速擴展階段，應力超過屈服極限并逐漸增大的過程中，巖石內(nèi)部裂隙加速擴展并局部出現(xiàn)宏觀裂隙，當裂隙擴展為貫通的破裂面是，巖石即發(fā)生破壞。15、循環(huán)加荷作用下巖石的力學性質(zhì)？答：1、逐漸循環(huán)加載：1、彈性滯后；2、回滯環(huán)

11、；3、峰值前應變強化；4、峰值后應變?nèi)趸?、巖石的記憶2、反復循環(huán)加載：巖石會在比峰值應力低的應力水平下破壞，即疲勞破壞。疲勞強度非定值，與循環(huán)荷載持續(xù)時間有關。存在一個極限應力水平，當最大 應力低于這一應力水平時，應變在達到一定值后不再增長，即不發(fā)生破壞16、三向作用下巖石的力學性質(zhì)？答：1、巖石在圍壓條件下的應力應變關系；2巖石在圍壓條件下的破壞方式及機制；3圍壓對巖石極限強度的影響；4巖石的莫爾包絡線特征。（附說明：1三向作用下巖石與單軸壓縮條件的應力應變曲線類似有彈性變形階段、塑性變形階段、應力下降階段、摩擦階段。2不同圍壓下變形特征不同：高強度堅硬致密巖石曲線斜率受圍壓影響小基本不

12、變即彈性模量不因圍壓增高而改變，表現(xiàn)為常剛度變形。3對任何巖石當圍壓達到一定水平是，以塑性變形為主與之對應的破壞由脆性轉為延性。4隨著圍壓的增大，巖石的三軸極限強度也增大，但其增大的速率依巖性的不同而不同，對脆性破壞的巖石其極限強度隨圍壓的增長很快，而延性破壞時，極限強度隨圍壓增長緩慢。）17、巖體結構面粘滑的特征、機制和影響因素？答：粘滑特征：巖石表面突然向前滑動、鎖住，然后又開始滑動，如此反復進行。粘滑機制：1松弛振蕩機制：最初是通過光滑結構面開始粘滑研究的。由于動摩擦小于靜摩擦使得結構面突然向前滑動鎖住，然后又開始滑動如此反復形成張弛、跳躍式的粘滑現(xiàn)象稱為松弛振蕩。2脆性破壞機制：粘滑不

13、僅僅出現(xiàn)在磨光面上，在粗糙的結構面上也較普遍的發(fā)生。由于表面存在大量的凸起體，且一般都呈嵌合接觸，若剪切面上法向壓力大到足以抑制上部塊體升高并沿凸起體爬坡時，在剪切力作用下將凸起體剪斷或使凸起體在相對面上犁刻凹槽。當凸起體一旦破壞阻抗立即下降。3凸起體蠕動機制：由于蠕動凸起體嵌入到相對的結構面中，使接觸面增加，當繼續(xù)加力至滑動時隨著滑動的開始，接觸面減小導致摩擦阻力突然降低而產(chǎn)生粘滑。影響因素：礦物成分、應力狀態(tài)、應變速率、填充物、孔隙率、溫度、水及空隙壓力。18、石蠕變一般包括哪幾個階段？各階段有何特點？答：1瞬時變形階段：加荷后立即發(fā)生變形。2初始蠕變或阻尼蠕變階段：應變在最初隨時間增長較

14、快，但其增長速率隨時間逐漸降低。3等速蠕變階段：應變隨時間呈近似直線的增長。4加速蠕變階段;應變及應變速率均隨時間增長而增長，表明變形加速直至破壞。19、簡述不同形態(tài)結構面剪切強度特征。答：1、平直型硬性結構面：平直型無填充的硬性結構面，其力學性質(zhì)主要取決于兩壁巖石性質(zhì)、結構面粗糙度、粘聚狀態(tài)、干濕程度、發(fā)向應力；2、波狀結構面：在較小正應力作用下發(fā)生剪脹，在正應力較大時發(fā)生剪斷；3、臺階 狀硬性結構面：阻止滑塊的阻力有結構面段的抗剪強度與完整巖段沿層面方向的抗剪強度兩部分組成。4、非貫通性結構面：發(fā)生剪切時，結構面與為貫通的“巖橋”都起抗剪作用。20、巖體與巖石的變形有何異同？答：巖體的變形

15、包括體積變形、形狀變形、位置變形，總體而言分為結構體變形（包括材料的彈性、塑性和粘性以及結構體的滾動和轉動變形等）和結構面變形（包括壓縮閉合或擠出變形、錯動或滑動流動變形等），而巖石由于整體比較完整不存在結構面，故巖石的變形主要是結構體的變形而沒有結構面的變形。21、巖體壓縮變形曲線可分幾類？各類變形曲線有何特點？答： A直線型：反映巖體加壓過程中變形隨壓力成正比增加，直線型又分兩類，A-1型與A-2型。A-1型：曲線斜率陡，呈直線，巖體剛度大，退壓后巖體變形幾乎恢復到原點，以彈性變形為主。A-2型：曲柄斜率緩，呈直線，巖體剛度很低，退壓后巖體變形只能部分恢復，有明顯的不可恢復變形和回滯環(huán)，巖

16、體變形不是彈性的。B上凹型：B-1型：每次加壓曲線的斜率隨著加壓退壓循環(huán)次數(shù)增加逐漸變大，即巖體剛度增大，各退壓曲線較緩且相互近于平行，變形系數(shù)隨壓力增加而減小，巖體彈性變形逐漸增大。B-2型：加壓曲線斜率隨壓力增大而逐漸變大，即巖體剛度增大，各卸荷曲線很陡，在卸荷后，變形大部分不可恢復。C下凹型：每次加壓曲線在應力較小時近于平行，而有應力較大時逐漸變緩，變形系數(shù)隨壓力增加而增加。D復合型：巖體受壓時的力學行為復雜，同時巖體受壓的邊界條件又隨壓力的增大而改變。22、簡述巖體抗剪強度參數(shù)該如何選取。答：對巖體破壞機理加以分析，并結合工程建筑物的工作狀態(tài)和要求，確定選值標準，通過數(shù)理統(tǒng)計而獲得強度

17、參數(shù)。選值標準（即抗剪強度準則）主要有比例極限準則、屈服極限準則、極限強度準則、殘余強度準則、剪脹準則、長期強度準則、最大允許位移準則、剪切變形速率準則等。23、簡述巖體力學性質(zhì)的影響因素。答：巖體力學性質(zhì)影響因素有兩個方面：1、巖體的內(nèi)在因素即巖石的成分、結構及巖性、巖體結構；2、外部條件即地下水、地應力、地熱及作用力特點。24、簡述巖體力學性質(zhì)法則。答：1、爬坡效應法則。切向變形過程中爬坡效應由結構面形態(tài)和粗糙度、巖石強度及圍壓大小共同決定；2、各向異性效應法則。與巖體結構密切相關、隨圍壓的增加而減弱；3、尺寸效應法則。即力學性質(zhì)隨試件尺寸大小而變化。25、簡述巖體的工程地質(zhì)分類與質(zhì)量分級

18、的區(qū)別和聯(lián)系。答：區(qū)別： 根本區(qū)別在于服務對象。分類的服務對象：工程地質(zhì)和巖體力學工作者，著重解決一般問題，一般不涉及具體工程；分級的服務對象：巖體工程的設計和施工人員，直接為具體巖體工程的設計和施工服務。聯(lián)系：巖體的工程地質(zhì)分類必須以巖體質(zhì)量為基礎，是工程巖體質(zhì)量分級的歸宿；而巖體質(zhì)量分級也是巖體工程地質(zhì)分類的深化和發(fā)展，屬于巖體工程地質(zhì)分類范疇。26、Q分類法和RMR分類法中各考慮了巖體的哪些因素？答：Q分類法:巖石質(zhì)量指標、結構面組數(shù)、結構面粗造度系數(shù)、結構面蝕變程度系數(shù)、裂隙水折減系數(shù)、地應力折減系數(shù)。 RMR分類法：巖石強度、巖石質(zhì)量指標、結構面間距、結構面形態(tài)、地下水狀態(tài)。27、巖

19、體質(zhì)量分級在工程中如何應用？答：1、工程地質(zhì)分類的基本依據(jù)之一；2、工程地質(zhì)和巖體力學定量化的研究；3、巖體工程的設計和施工：如規(guī)劃、勘察、加固、支護、地下工程等。二、論述題1、從巖石力學的角度分析巖質(zhì)邊坡病害的發(fā)生機理和研究方法。答：機理：1崩塌：塊狀巖體與巖坡分離，向前翻滾而下。其成因是由于風化等原因減弱了節(jié)理面的內(nèi)聚力或也可能是由于氣溫變化、凍融松動巖石的結果，或是由于植物根系生長造成膨脹壓力，以及地震、雷擊等原因而引起；2滑坡：巖體在重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱結構面產(chǎn)生的整體滑動。其成因是由于巖體中存在有軟弱結構面（層面、斷層、裂隙），巖體在重力的作用下，克服了滑面底部與兩側的阻力而引起沿

20、軟弱面的滑動。滑面的傾角必須大于滑面的內(nèi)摩擦角，否則無論坡角和坡高大小如何，邊坡都不會滑動。研究方法：極限平衡法、數(shù)值分析法、有限單元法等2、巖石力學與土力學在研究對象、研究方法、物理性質(zhì)、力學性質(zhì)和滲透性等方面有何異同點？答：研究對象：巖石力學-巖石、巖體、巖體工程；土力學-土體。研究方法：巖石力學-工程地質(zhì)法、測試試驗法、理論研究法、綜合研究法；土力學-實驗室測定法、野外現(xiàn)地測定法、理論分析法、綜合研究法。物理性質(zhì)：巖石力學-巖石的重力特征、空隙性、吸水性、透水性、可溶性、膨脹性、崩解性、軟化性、抗凍性、碎脹性、壓實性、熱（力）學性質(zhì)等；土力學-碎散性、三相體系、自然變異性。力學性質(zhì):巖石

21、力學-巖石為抵抗外力而維持自身穩(wěn)定和平衡所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，包括變形性質(zhì)和破壞性質(zhì)；土力學-土體的自重應力、自身以外的荷載引起的附加應力、土的壓縮性、抗剪強度。滲透性：巖石力學-巖石透水性取決于巖石中 空隙的大小、數(shù)量、方向和連通情況，完整巖體的透水性與其組成的巖石相近。巖體的滲透分為：孔隙型、裂隙型、巖溶管道型；土力學-水在土體孔隙中流動，土具有被水等液體透過的性質(zhì)。3、從基本特征、物理性質(zhì)、力學性質(zhì)、賦存環(huán)境等角度討論巖體、巖石的區(qū)別。答：基本特征：巖體：不連續(xù)性、非均勻性、各向異性、有條件轉化性；巖石：是一種地質(zhì)材料，是組成巖體的固相基質(zhì)，是連續(xù)、均勻、各向同性或正交各向同性的力學介質(zhì)。物

22、理性質(zhì)：巖體：結構面產(chǎn)狀、結構面組數(shù)、結構面間距、延展性、粗糙程度、風化程度、張開度、充填特性、滲流、塊體尺寸；巖石：重力特征、空隙性、吸水性、透水性、可溶性、膨脹性、崩解性、軟化性、抗凍性、碎脹性、壓實性、熱（力）學性質(zhì)等。力學性質(zhì)：巖體：法向壓縮變形、巖體抗拉強度、巖體的抗剪強度、巖體的剪切變形；巖石：為抵抗外力而維持自身穩(wěn)定和平衡所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，包括變形性質(zhì)和破壞性質(zhì)。賦存環(huán)境：巖體：地應力場、溫度場、滲流場、其它物理場；巖石：沒有賦存環(huán)境4、從巖石力學的角度分析3.11日本9級地震的成因機理和破壞特點？答：按照地震的成因可分為構造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。3.11日本地

23、震屬于構造地震，是由于地殼運動引起的，地殼運動使地殼巖層發(fā)生變形并產(chǎn)生應力集中，當應力積累超出巖體的強度時，地殼巖層的薄弱處瞬間發(fā)生斷裂，積累的大量能量迅速釋放，形成彈性振動傳播至地面，形成地震。構造地震的特點是活動性頻繁，延續(xù)時間較長，影響范圍最廣，破壞性最大。破壞特點：（1）大地抖動對建筑物產(chǎn)生的直接破壞。（2）砂土液化導致地面沉陷變形，地基產(chǎn)生巨大沉降和建筑物嚴重傾斜。（3）大地的錯斷和裂開，從而破壞各種輸送管線、鐵路、橋梁、大壩等。（4）地震引起的重大滑坡破壞。（5）土的震陷導致建筑物產(chǎn)生差異沉降而傾斜。（6）引發(fā)海嘯，這是嚴重地震災害的主因。三、簡答題：1、什么是全應力應變曲線？為什

24、么普通材料試驗機得不出全應力應變曲線？答：在單軸壓縮下，記錄巖石試件被壓破壞前后變形過程的應力應變曲線。普通材料實驗機整體剛度相對較小，對試件施加載荷產(chǎn)生的反作用力將使實驗機構件產(chǎn)生較大變形（彈性能儲存），當巖石試件被壓壞時，試件抗壓能力急劇下降，致使實驗機彈性變形迅速恢復（彈性能釋放）摧毀巖石試件，而得不到巖石破壞后的應力應變曲線。剛性 實驗機在施加載荷時，自身變形極小，儲存的彈性能不足以摧毀巖石試件，因此可以得到巖石破壞后的應力應變曲線。2、簡述巖石在三軸壓縮下的變形特征。答：E、與單軸壓縮基本相同；隨圍壓增加三向抗壓強度增加；峰值變形增加；彈性極限增加；巖石由彈脆性向彈塑性、應變硬化轉變

25、。3、按結構面成因，結構面通常分為幾種類型？答：按成因分類有三種類型： 原生結構面成巖階段形成的結構面； 構造結構面在構造運動作用下形成的結構面；次生結構面由于風化、人為因素影響形成的結構面。4、在巷道圍巖控制中，可采取哪些措施以改善圍巖應力條件？答：選擇合理的巷道斷面參數(shù)（形狀、尺寸），避免拉應力區(qū)產(chǎn)生（無拉力軸比）；巷道軸線方向與最大主應力方向一致；將巷道布置在減壓區(qū)（沿空、跨采、卸壓）。5、地應力測量方法分哪兩類？兩類的主要區(qū)別在哪里？每類包括哪些主要測量技術？答：分為直接測量法和間接測量法。直接測量法是用測量儀器直接測量和記錄各種應力量。間接測量法，不直接測量應力量，而是借助某些傳感元

26、件或某些介質(zhì)，測量和記錄巖體中某些與應力有關的物理量的變化，通過其與應力之間存在的對應關系求解應力。直接測量法包括：扁千斤頂法、水壓致裂法、剛性包體應力計法和聲發(fā)射法等。間接測量法包括：套孔應力解除法、局部應力解除法、松弛應變測量法、孔壁崩落測量法、地球物理探測法。1巖石的塑性和流變性有什么不同?答：塑性指巖石在高應力（超過屈服極限）作用時，產(chǎn)生不可恢復變形的性質(zhì)。流變性指巖石在任何應力作用下，隨時間增長而產(chǎn)生的不可恢復的變形。相同點：均為不可恢復變形；不同點：變形產(chǎn)生的原因、機理不同。2試敘述構造應力對原巖應力場的影響及其特點。答：影響：加大了水平應力和應力不均衡分布。構造應力特點：1）分布

27、不均，在構造區(qū)域附近最大；2）水平應力為主，淺部尤為明顯；3）具有明顯的方向性；4）堅硬巖層中明顯，軟巖中不明顯；5）3簡述圍壓對巖石力學性質(zhì)的影響。圍壓可改變巖石的力學性狀。圍壓增大致使塑性增大、峰值強度增高、破壞前變形加大。實驗時加載速率大，導致彈性摸量大、強度指標高。4影響巷道圍巖穩(wěn)定的主要因素有哪些？圍巖強度、應力集中程度、原始應力大小、巷道支架的支撐力5采用錨桿支護時如何選擇錨桿的桿徑？錨桿桿徑確定：一般先確定錨固力，然后由拉斷力錨固力確定拉斷力，再確定桿徑。1巖石受載時 會產(chǎn)生哪些類型的變形?巖石受載可發(fā)生彈性變形、塑性變形和粘性變形。一般巖石呈現(xiàn)粘彈性性質(zhì)（滯彈性），即應變的產(chǎn)生

28、和恢復滯后于應力變化。2程巖體比尼奧斯基分類法依據(jù)哪些指標對巖體進行分類？依據(jù)巖塊強度、RQD、節(jié)理間距、節(jié)理條件、地下水條件五個指標進行分類。3巖體與巖石相比，其變形性質(zhì)有何特點？巖體變形與巖石相比E低，峰值強度低，殘余強度低，高；達到峰值后，巖體呈柔性破壞，并保留一定殘余強度；各向異性顯著，不同結構面分布呈現(xiàn)不同變形性質(zhì)。4試分析支承壓力的有利因素與不利因素。有利：壓酥煤體，便于落煤，節(jié)省能耗。不利：破壞煤體引起片幫，不利頂板管理；破壞頂板，生成采動裂隙，造成頂板破碎不易管理；高應力引起巷道圍巖變形嚴重，維護量大不安全；高應力易引發(fā)沖擊地壓。5采用錨桿支護時，如何選擇錨桿的類型？堅硬、厚層

29、狀巖體多選用端頭錨固型；松軟破碎、裂隙發(fā)育巖體多選用全長錨固；為增加錨桿作用效果，錨固經(jīng)常與噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼板條帶等聯(lián)合使用。1、在巷道圍巖控制中，采用哪些措施可使支護更加合理？答：對于位移明顯巷道，采用恒阻可伸縮支護形式；對于變形量較大的軟巖，采用二次支護；支架與圍巖要整體接觸，使應力均勻傳遞；加強支護與圍巖間的整體性，共同承受載荷作用。2、峰前區(qū)應力應變曲線有幾種類型，各表示巖石何種性質(zhì)？答：峰前區(qū)應力應變曲線形態(tài)可分為直線型、下凹型、上凹型、S型、平緩型，分別表示了巖石受力作用后呈現(xiàn)的彈性、彈塑性、塑彈性、塑彈塑性和彈粘性性質(zhì)。3、巖體結構基本類型有哪些？完整結構； 塊裂結構； 板

30、裂結構； 碎裂結構； 斷續(xù)結構；散體結構4、結構面的剪切變形、法向變形與結構面的哪些因素有關？剪切變形與巖石強度（C）、結構面粗糙性（JRC）有關；法向變形與結構面抗壓強度（JCS）、結構面粗糙性（JRC）、結構面張開度（）有關。5、簡述水壓致裂法主要測量步驟及適用條件。答：（1）打孔到測量應力的部位，將加壓段用封隔器密封；（2）向隔離段注入高壓水，測得巖體初始開裂壓力Pi；（3）把高壓水釋放后重新加壓，測得壓力Pr和穩(wěn)定關閉壓力Ps，重復23次；（4）將封隔器完全卸壓后連同加壓管等全部設備從鉆孔中取出；（5）測量水壓裂隙和鉆孔試驗段的天然節(jié)理、裂隙的位置、方向和大小，做好記錄。適用于：完整、

31、脆性巖石。4.簡述斜坡中應力分布特點：（1）斜坡周圍主應力跡線發(fā)生明顯偏轉：愈接近臨空面,最大主應力 1愈接近平行于臨空面, 3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復到原始狀態(tài)。（2）坡腳附近形成最大剪應力增高帶，往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。（3）在坡頂面和坡面的某些部位,坡面的徑向應力和坡頂面的切向力可轉化為拉應力，形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。（4）與主應力跡線偏轉相聯(lián)系,坡體內(nèi)最大剪應力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。（5）坡面處由于側向壓力趨于零,實際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。5.工程地質(zhì)常用的研究方法主要有自然歷史分析法、數(shù)學力

32、學分析法、模型模擬試驗法、工程地質(zhì)類比法等。6.試述巖土體穩(wěn)定性分析剛體極限平衡法的思路（1）可能破壞巖土體的幾何邊界條件分析（2）受力條件分析（3）確定計算參數(shù)（4）計算穩(wěn)定性系數(shù)（5）確定安全系數(shù)進行穩(wěn)定性評價7.巖石力學、土力學與工程地質(zhì)學有何關系巖石力學和土力學與工程地質(zhì)學有著十分密切的關系，工程地質(zhì)學中的大量計算問題，實際上就是巖石力學和土力學中所研究課題，因此在廣義的工程地質(zhì)學概念中，甚至將巖石力學、土力學也包含進去，土力學和巖石力學是從力學的觀點研究土體和巖體。它們屬力學范疇的分支。9.水對巖土體穩(wěn)定性有何影響（1）降低巖土體強度性能（2）靜水壓力（3）動水壓力（4）孔隙水壓力抵

33、消有效應力（5）地表水的沖刷、侵蝕作用（6）地下水引起的地質(zhì)病害、地基失穩(wěn)（巖溶塌陷、地震液化、巖土的脹縮、土體鹽漬化、黃土濕陷等）。四、論述題：1試說明普氏、太沙基地壓計算理論，并給予評價。答：普氏認為：頂板巖石受力作用可形成平衡拱（免壓拱），使上覆巖層壓力通過拱軸轉移到兩側圍巖上，當兩側圍巖穩(wěn)定時，巷道支架僅承受平衡拱內(nèi)巖石的重力作用。兩幫巖體受拱傳遞壓力作用，產(chǎn)生較大變形，當達到其強度時，兩幫巖體將滑移，失去支撐作用，致使拱寬、拱高加大，頂壓與側壓增大。太沙基認為：跨度為2a 范圍內(nèi)的上部巖石將由于自重而下沉，兩側摩擦力阻止其下沉，支架所承受的壓力為下滑力與摩擦力之差。評價： 兩種計算方

34、法均為估算法。普氏地壓公式與深度無關，不能解釋應力隨深度增大的現(xiàn)象；適用于松散巖體，對整體性、強度高的巖體，計算結果與實際有出入；應用簡便（估算）、存在局限性。太沙基公式從另一角度提出地壓計算公式，也反映了免壓拱效應，經(jīng)變換后與普式公式同形。適用于埋深不大、圍巖松散破碎條件。 2分析庫侖、莫爾、格里菲斯強度理論的基本觀點并給予評價 。答： 庫侖認為：巖石破壞為剪切破壞；巖石抵抗剪切破壞的能力由兩部分組成：內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力。 莫爾認為：無論巖石處于何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞；破壞時，剪切面上所需的剪應力不僅與巖石性質(zhì)有關，而且與作用在剪切面上的正應力有關。格里菲斯認為：不論巖石受力狀態(tài)如何，

35、最終在本質(zhì)上都是拉伸應力引起巖石破壞。 評價：庫侖強度理論是莫爾強度理論的直線形式。莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度特征，解釋了三向等拉時破壞，三向等壓時不破壞現(xiàn)象，但忽視了中間應力的作用。格式理論推導巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍，反映了巖石的真實情況，較好證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對裂隙被壓閉合抗剪強度增高解釋不夠。莫爾理論適用于塑性巖石，及脆性巖石的剪切破壞；不適用于拉斷破壞。格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。3試分析莫爾與格里菲斯強度理論的基本觀點并給予評價，說明各自適用條件。莫爾認為：無論巖石處于何種應力狀態(tài)，破壞均為剪切破壞；破壞時，剪切面上所需

36、的剪應力不僅與巖石性質(zhì)有關，而且與作用在剪切面上的正應力有關。格里菲斯認為：不論巖石受力狀態(tài)如何，最終在本質(zhì)上都是拉伸應力引起巖石破壞。 評價：莫爾理論較好解釋了巖石抗拉強度遠遠低于抗壓強度特征，解釋了三向等拉時破壞，三向等壓時不破壞現(xiàn)象，但忽視了中間應力的作用。格式理論推導巖石抗壓強度為抗拉強度的8倍，反映了巖石的真實情況，較好證明了巖石在任何應力狀態(tài)下都是由于拉伸引起破壞，但對裂隙被壓閉合抗剪強度增高解釋不夠。莫爾理論適用于塑性巖石，及脆性巖石的剪切破壞；不適用于拉斷破壞。格式理論適用于脆性巖石及材料破壞。簡答題1、地質(zhì)體和巖體在概念上有哪些區(qū)別？答：（1）巖體和地質(zhì)體是同一物體在不同場合

37、的兩個名詞。 （2）就具體問題研究而言，巖體即為地質(zhì)體的一部分。 （3）巖體是工程地質(zhì)學和巖體力學的專有名詞。有時將土地作為一種特殊巖體對待。2、巖體和巖石的各自特征是什么？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系？答：特征：巖體：不連續(xù)性、非均勻性、各向異性、有條件轉化性；巖石：是一種地質(zhì)材料，是組成巖體的固相基質(zhì)，是連續(xù)、均勻、各向同性或正交各向同性的力學介質(zhì)；區(qū)別聯(lián)系：（1）巖體賦存于一定地質(zhì)環(huán)境之中，地應力、地溫、地下水等因素對其物理力學性質(zhì)有很大影響，而巖石試件只是為實驗而加工的巖 塊，已完全脫離了原有的地質(zhì)環(huán)境。（2）巖體在自然狀態(tài)下經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)作用過程，其中存在著各種地質(zhì)構造面，如不整合、褶皺、斷

38、層、節(jié)理，裂隙等而巖石相對完整。（3）一定數(shù)量的巖石組成巖體，且?guī)r體無特定的自然邊界，只能根據(jù)解決問題的需要來圈定范圍。（4）巖體是地質(zhì)體的一部分，并且是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結構特征巖石所組成的集合體，也可以看成是由結構面所包圍的結構體和結構面共同組的。3、巖體力學的一般工作程序（步驟）和主要研究方法？答：工作程序：巖體工程地質(zhì)信息采集巖體工程地質(zhì)力學模型巖體穩(wěn)定性評價巖體工程設計巖體工程施工巖體性態(tài)監(jiān)測；主要研究方法:工程地質(zhì)法、測試試驗法、理論研究法、綜合研究法4、巖體的組成要素是什么？答：物質(zhì)成分（巖石）、結構（結構體、結構面）、賦存環(huán)境（應力場、溫度場、滲流場、其他物理場）

39、5、從工程地質(zhì)研究的角度，簡述巖石的主要造巖礦物及其基本性質(zhì)？答：1、可溶性礦物，如巖鹽、石膏、芒硝等，在適宜條件下可溶解于水，減少巖石的固相成分增加空隙比，使巖石結構變松、力學性能降低、滲透性提高。2、易風化礦物，其穩(wěn)定性取決于礦物的化學成分遷移活動性、礦物結晶特征、礦物生成條件。3、粘土礦物，如蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠泥石、綠簾石等，粘土巖在漫長的成巖作用后已失去膠體的活動性，但在水的長時間作用下活動性可以復蘇。4、其它不穩(wěn)定礦物，主要指黃鐵礦硫化物，它們極易氧化在氧化過程中生成硫酸。6、巖石顆粒間的聯(lián)結有哪幾種？聯(lián)結強度如何？答：按聯(lián)結性質(zhì)分類：結晶聯(lián)結聯(lián)結強度最強、膠結聯(lián)結聯(lián)結強度居

40、中、水膠聯(lián)結聯(lián)結強度最弱。7、巖石物理性質(zhì)的主要指標及其表示方式是什么？答：1、巖石的重力特征。指標：1、顆粒密度s=ms/Vs（ms為顆粒質(zhì)量，Vs為顆粒體積）；2、巖石密度= m/V；3、干密度d= ms/V；4、容重=W/V=g。2、巖石的空隙率n=VV/V*100。3、巖石的吸水性。指標：1、吸水率=mw1/ms*100（mw1為一般大氣壓下巖石吸入水的質(zhì)量）；2、sat=mw2/ms*100（mw2為巖石在高壓或真空狀態(tài)下的吸水質(zhì)量）；3、飽水系數(shù)Ksat=/sat。4、巖石的透水性。指標：滲透系數(shù)K=v/grad(Z+p/w)（v滲流速度，Z位置高度，p水壓力，w水的容重）。5、巖

41、石的可溶性、膨脹性、崩解性無指標6、巖石的軟化性。指標：軟化系數(shù)KR=Rc/c（Rc為飽水狀態(tài)下抗壓強度，c為干燥狀態(tài)下抗壓強度）。7、巖石的抗凍性。指標：1、強度損 失率RL=(c1-c2)/ c1（c1凍融前抗壓強度，c2凍融后抗壓強度）2、質(zhì)量損失率Km=(md1-md2)/md1（md1凍融前干質(zhì)量，md2凍融后干質(zhì)量）8、巖石的碎脹性。指標：碎脹系數(shù)kp=Vh/Vo（Vo、Vh破碎前后體積）8、結構面按其成因通常分為哪幾種類型？各自有何特點？答：成因類型：（1）原生結構面在成巖過程（建造過程）中形成的結構面。其特征與巖體成因緊密相關，它包括沉積結構面、火成結構面和變質(zhì)結構面。（2）構

42、造結構面巖體在改造過程中受構造應力作用產(chǎn)生的破裂面或破碎帶，如劈裂、節(jié)理、層間錯動及斷層等。它是巖體中分布最廣的一類結構面。結構面的產(chǎn)狀空間分布取決于構造應力場與巖性條件，他們的力學成因、規(guī)模、發(fā)育歷史及次生變化影響并制約著巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)。（3）次生結構面次生結構面是指巖體在外營利（風力、卸荷、地下水、應力應變、人工爆破等）作用下形成的結構面。其特點是局限于巖體表層，規(guī)模小、數(shù)量多、多呈無序性，不平整和不連續(xù)狀態(tài)。它們往往是受原生結構面和構造結構面控制的，或在此基礎上發(fā)展起來的。9、簡述結構面定量統(tǒng)計的內(nèi)容？答：（1）產(chǎn)狀（結構面的空間分布狀態(tài)）；（2）組數(shù)（巖體中交叉分布的結構面組數(shù)）；

43、（3）間距（同組結構面法線方向上該組結構面的平均距離）；（4）延展性（在一個暴露面上能看見的結構面跡線的長度）；（5）粗糙程度（結構面的固體表面相對與它的平均平面的凹凸不平程度）；（6）結構面壁的抗壓強度（結構面兩側巖壁的等效抗壓強度）；（7）張開度（結構面兩壁間的垂直距離，除水和空氣外壁間無填充物）；（8）充填特征 （硬性結構面、軟弱結構面）；（9）滲流特征（結構面中是否存在滲流及滲流量）；（10）塊體尺寸。11、試述自重應力場與構造應力場的區(qū)別和特點。答：自重應力場是巖體自重應力在空間的有規(guī)律分布；構造應力場是一定區(qū)域內(nèi)具有成生聯(lián)系的各種構造形跡在不同部位應力狀態(tài)的總稱。兩者都是天然應力場

44、的組成部分，自重應力場是由上覆巖體的重量引起的，而構造應力是空間和時間的函數(shù)，是隨構造形跡的發(fā)展而變化的非穩(wěn)定應力場。12、簡述地殼淺部地應力分布的基本規(guī)律。答：地殼淺層巖體中絕大部分應力場是以水平應力為主的三向不等空間應力場，三個主應力的大小和方向是隨空間位置而變化的。13、簡述高地應力區(qū)的標志。答：（1）餅狀巖芯；（2）巖爆、剝落、錘擊有啞聲；（3）隧道（隧洞、巷道）大變形、鉆孔縮徑；（4）隧道變形破壞具有相同的方式或形式 ；（5）軟弱夾層擠出；（6）巖體現(xiàn)場物理力學指標高于室內(nèi)；（7）其它：不透水性。14、解釋單軸壓縮作用下，巖石變形全過程的特征及其內(nèi)在本質(zhì)。答：巖石單軸壓縮全過程分以下

45、幾個階段：1壓密階段，此階段巖石中原有空隙在荷載作用下逐漸被壓縮而閉合，試件體積減小。2彈性階段，隨荷載的加大巖石中裂隙進一步閉合，空隙被壓縮無新的裂隙發(fā)展表現(xiàn)為彈性變形。3微裂隙發(fā)生和穩(wěn)定發(fā)展階段，當應力超過彈性極限后，巖石中原有裂隙開始發(fā)展并產(chǎn)生新裂隙，表現(xiàn)為應變的增加速率大于應力的增加速率。4微裂隙加速擴展階段，應力超過屈服極限并逐漸增大的過程中，巖石內(nèi)部裂隙加速擴展并局部出現(xiàn)宏觀裂隙，當裂隙擴展為貫通的破裂面是，巖石即發(fā)生破壞。15、循環(huán)加荷作用下巖石的力學性質(zhì)？答：1、逐漸循環(huán)加載：1、彈性滯后；2、回滯環(huán)；3、峰值前應變強化；4、峰值后應變?nèi)趸?、巖石的記憶2、反復循環(huán)加載：巖石

46、會在比峰值應力低的應力水平下破壞，即疲勞破壞。疲勞強度非定值，與循環(huán)荷載持續(xù)時間有關。存在一個極限應力水平，當最大應力低于這一應力水平時，應變在達到一定值后不再增長，即不發(fā)生破壞16、三向作用下巖石的力學性質(zhì)？答：1、巖石在圍壓條件下的應力應變關系；2巖石在圍壓條件下的破壞方式及機制；3圍壓對巖石極限強度的影響；4巖石的莫爾包絡線特征。（附說明：1三向作用下巖石與單軸壓縮條件的應力應變曲線類似有彈性變形階段、塑性變形階段、應力下降階段、摩擦階段。2不同圍壓下變形特征不同：高強度堅硬致密巖石曲線斜率受圍壓影響小基本不變即彈性模量不因圍壓增高而改變，表現(xiàn)為常剛度變形。3對任何巖石當圍壓達到一定水平

47、是，以塑性變形為主與之對應的破壞由脆性轉為延性。4隨著圍壓的增大，巖石的三軸極限強度也增大，但其增大的速率依巖性的不同而不同，對脆性破壞的巖石其極限強度隨圍壓的增長很快，而延性破壞時，極限強度隨圍壓增長緩慢。）17、巖體結構面粘滑的特征、機制和影響因素？答：粘滑特征：巖石表面突然向前滑動、鎖住，然后又開始滑動，如此反復進行。粘滑機制：1松弛振蕩機制：最初是通過光滑結構面開始粘滑研究的。由于動摩擦小于靜摩擦使得結構面突然向前滑動鎖住，然后又開始滑動如此反復形成張弛、跳躍式的粘滑現(xiàn)象稱為松弛振蕩。2脆性破壞機制：粘滑不僅僅出現(xiàn)在磨光面上，在粗糙的結構面上也較普遍的發(fā)生。由于表面存在大量的凸起體，且

48、一般都呈嵌合接觸，若剪切面上 法向壓力大到足以抑制上部塊體升高并沿凸起體爬坡時，在剪切力作用下將凸起體剪斷或使凸起體在相對面上犁刻凹槽。當凸起體一旦破壞阻抗立即下降。3凸起體蠕動機制：由于蠕動凸起體嵌入到相對的結構面中，使接觸面增加，當繼續(xù)加力至滑動時隨著滑動的開始，接觸面減小導致摩擦阻力突然降低而產(chǎn)生粘滑。影響因素：礦物成分、應力狀態(tài)、應變速率、填充物、孔隙率、溫度、水及空隙壓力。18、石蠕變一般包括哪幾個階段？各階段有何特點？答：1瞬時變形階段：加荷后立即發(fā)生變形。2初始蠕變或阻尼蠕變階段：應變在最初隨時間增長較快，但其增長速率隨時間逐漸降低。3等速蠕變階段：應變隨時間呈近似直線的增長。4

49、加速蠕變階段;應變及應變速率均隨時間增長而增長，表明變形加速直至破壞。19、簡述不同形態(tài)結構面剪切強度特征。答：1、平直型硬性結構面：平直型無填充的硬性結構面，其力學性質(zhì)主要取決于兩壁巖石性質(zhì)、結構面粗糙度、粘聚狀態(tài)、干濕程度、發(fā)向應力；2、波狀結構面：在較小正應力作用下發(fā)生剪脹，在正應力較大時發(fā)生剪斷；3、臺階狀硬性結構面：阻止滑塊的阻力有結構面段的抗剪強度與完整巖段沿層面方向的抗剪強度兩部分組成。4、非貫通性結構面：發(fā)生剪切時，結構面與為貫通的“巖橋”都起抗剪作用。20、巖體與巖石的變形有何異同？答：巖體的變形包括體積變形、形狀變形、位置變形，總體而言分為結構體變形（包括材料的彈性、塑性和

50、粘性以及結構體的滾動和轉動變形等）和結構面變形（包括壓縮閉合或擠出變形、錯動或滑動流動變形等），而巖石由于整體比較完整不存在結構面，故巖石的變形主要是結構體的變形而沒有結構面的變形。21、巖體壓縮變形曲線可分幾類？各類變形曲線有何特點？答： A直線型：反映巖體加壓過程中變形隨壓力成正比增加，直線型又分兩類，A-1型與A-2型。A-1型：曲線斜率陡，呈直線，巖體剛度大，退壓后巖體變形幾乎恢復到原點，以彈性變形為主。A-2型：曲柄斜率緩，呈直線，巖體剛度很低，退壓后巖體變形只能部分恢復，有明顯的不可恢復變形和回滯環(huán)，巖體變形不是彈性的。B上凹型：B-1型：每次加壓曲線的斜率隨著加壓退壓循環(huán)次數(shù)增加逐漸變大，即巖體剛度增大，各退壓曲線較緩且相互近于平行，變形系數(shù)隨壓力增加而減小，巖體彈性變形逐漸增大。B-2型：加壓曲線斜率隨壓力增大而逐漸變大，即巖體剛度增大，各卸荷曲線很陡，在卸荷后，變形大部分不可恢復。C下凹型：每次加壓曲線在應力較小時近于平行，而 有應力較大時逐漸變緩，變形系數(shù)隨壓力增加而增加。D復合型：巖體受壓時的力學行為復雜，同時巖體受壓的邊界條件又隨壓力的增大而改變。22、簡述巖體抗剪強度參數(shù)該如何選取。答：對巖體破壞機理加以分析，并結合工程建筑物的工作狀態(tài)和要求，確定選值標準，通過數(shù)理統(tǒng)計而獲得強度參數(shù)。選值標準（即抗剪強度準則）主要有比例極限準則、屈