巖土力學試題及答案

習題一、填空題1.巖石與巖體的關(guān)系是（B

）。（A）巖石就是巖體

（B）巖體是由巖石和結(jié)構(gòu)面組成的（C）巖體代表的范圍大于巖石

（D）巖石是巖體的主要組成部分2.大部分巖體屬于（D

）。（A）均質(zhì)連續(xù)材料

（B）非均質(zhì)材料

（C）非連續(xù)材料

（D）非均質(zhì)、非連接、各向異性材料3.巖石的彈性模量一般指（

D）。（A）彈性變形曲線的斜率

（B）割線模量（C）切線模量

（D）割線模量、切線模量及平均模量中的任一種4.巖石的割線模量和切線模量計算時的應力水平為（

B）。（A）

B、

（C）

（D）5.由于巖石的抗壓強度遠大于它的抗拉強度，所以巖石屬于（

D

）。（A）脆性材料

（B）延性材料（C）堅硬材料

（D）脆性材料，但圍壓較大時，會呈現(xiàn)延性特征6.剪脹（或擴容）表示（

D

）。（A）巖石體積不斷減少的現(xiàn)象

（B）裂隙逐漸閉合的一種現(xiàn)象（C）裂隙逐漸漲開的一種現(xiàn)象

（D）巖石的體積隨壓應力的增大逐漸增大的現(xiàn)象7.剪脹（或擴容）發(fā)生的原因是由于（

D

）。（A）巖石內(nèi)部裂隙閉合引起的

（B）壓應力過大引起的（C）巖石的強度大小引起的

（D）巖石內(nèi)部裂隙逐漸張開的貫通引起的8.巖體的強度小于巖石的強度主要是由于（

A

）。（A）巖體中含有大量的不連續(xù)面

（B）巖體中含有水（C）巖體為非均質(zhì)材料

（D）巖石的彈性模量比巖體的大9.巖體的尺寸效應是指（

C

）。（A）巖體的力學參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系（B）巖體的力學參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象（C）巖體的力學參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象（D）巖體的強度比巖石的小10.影響巖體質(zhì)量的主要因素為（

C

）。（A）巖石類型、埋深

（B）巖石類型、含水量、溫度（C）巖體的完整性和巖石的強度

（D）巖體的完整性、巖石強度、裂隙密度、埋深11.我國工程巖體分級標準中巖石的堅硬程序確定是按照（

A

）。（A）巖石的飽和單軸抗壓強度

（B）巖石的抗拉強度（C）巖石的變形模量

（D）巖石的粘結(jié)力12.下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性？（

D

）（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形13.在我國工程巖體分級標準中，軟巖表示巖石的飽和單軸抗壓強度為（

C

）。（A）15~30MPa

（B）<5MPa

（C）5~15MPa

（D）<2MPa14.我國工程巖體分級標準中巖體完整性確定是依據(jù)（

D

）。（A）RQD

（B）節(jié)理間距

（C）節(jié)理密度（D）巖體完整性指數(shù)或巖體體積節(jié)理數(shù)15.在我國工程巖體分級標準中，較完整巖體表示巖體的完整性指數(shù)為（

D

）。（A）0.55~0.35

（B）0.35~0.15

（C）>0.55

（D）0.75~0.5516.在我國工程巖體分級標準中，巖體基本質(zhì)量指標是由哪兩個指標確定的？（

B

）。（A）RQD和節(jié)理密度

（B）巖石單軸飽和抗壓強度和巖體的完整性指數(shù)（C）地下水和RQD

（D）節(jié)理密度和地下水17.我國工程巖體分級標準中是根據(jù)哪些因素對巖石基本質(zhì)量進行修正的？（

D

）。①地應力大小；

②地下水；

③結(jié)構(gòu)面方位；

④結(jié)構(gòu)面粗糙度。（A）①，④

（B）①，②

（C）③

（D）①，②，③18.初始地應力主要包括（

C

）。（A）自重應力

（B）構(gòu)造應力

（C）自重應力和構(gòu)造應力

（D）殘余應力19.初始地應力是指（

A

）。（A）未受開挖影響的原始地應力

（B）未支護時的圍巖應力（C）開挖后巖體中的應力

（D）支護完成后圍巖中的應力20.構(gòu)造應力的作用方向為（

B

）。（A）鉛垂方向

（B）近水平方向

（C）斷層的走向方向（D）傾斜方向2.有一組共三塊試件，每塊邊長位，高度位12cm。試驗測得試件的破壞受壓荷載分別為。試求該巖石試件的抗壓強度。解：（1）首先計算高試件的抗壓強度

則：

（2）再計算巖石試樣的單向抗壓強度

3.大理巖的抗剪強度試驗，當時，。該巖石作三軸抗壓強度試驗時，當。求側(cè)壓力時，其三軸抗壓強度等于多少？解：（1）計算內(nèi)摩擦角

（1）

（2）聯(lián)立求解：

（2）計算系數(shù)K

（3）計算三軸抗壓強度：4.三塊立方體試件，分別作傾角為480，550，640的抗剪強度試樣，其施加的最大荷載分別為4.5T，2.8T和2T，試求巖石的值，并繪出抗剪強度的曲線圖。解：（1）求每塊試件破壞面上的剪應力和正應力

（2）求巖石的值，根據(jù)以上各值作關(guān)系圖，如下圖所示：

由公式：

（1）

（2）將（1）式代入（2）式，則得：

（3）

故將（3）式代入（1）式，則得：5.某均質(zhì)巖體的縱波波速是，橫波波速是，巖石容重，求巖體的動彈性模量，動泊松比和動剪切模量。解：彈性理論證明，在無限介質(zhì)中作三維傳播時，其彈性參數(shù)間的關(guān)系式如下：

動泊松比

動彈性模量

動剪切模量G，按公式

6.求在自重作用下地殼中的應力狀態(tài)：如果花崗巖，泊松比，則一公里深度以下的應力是多少？解：因為地殼厚度比地球半徑小的多。在局部地區(qū)可以把地表看作一個半平面，在水平方向為，深度也無限。現(xiàn)考慮地面下深度Z處的一個微小單元體。它受到在它上邊巖、土體重量的壓力。在單位面積上，這個重量是，其中，是它上面物體的體積，是物理單位體積的重量，因此：

如果單元體四周是空的，它將向四周膨脹，當由于單元體四周也都在自重作用下，相互作用的影響使單元體不能向四周擴張。即；

解之，則得：對于花崗巖，，一公里深度以下的應力為：由此可見，深度每增加一公里，垂直壓力增加，而橫向壓力約為縱向壓力的三分之一。7.設(shè)某花崗巖埋深一公里，其上復蓋地層的平均容重為，花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松比。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應力和水平應力分別為多少？解答（1）垂直應力計算（2）水平應力計算其中：側(cè)壓力系數(shù)的大小與巖體的性質(zhì)有關(guān)，當巖體處于彈性狀態(tài)時，采用彈性力學公式；當巖體比較破碎時，采用松散介質(zhì)極限平衡理論公式；當巖體處于潛塑狀態(tài)時，采用海姆公式。因為本題巖體處于彈性狀態(tài)，所以采用彈性力學公式，側(cè)壓力系數(shù)為所以：8.有一半徑為a=3m的圓形隧洞，埋藏深度H=50m,巖石容重，泊松比，巖體彈性模量。試求處的隧洞周邊應力和位移。解：（1）計算隧洞周邊應力

當

當

（2）求隧道周邊的位移當時：當時：

9.沙性土質(zhì)隧道，埋深h=40m,圍巖容重，內(nèi)摩擦角，隧道寬6m,高8m,