巖石力學(xué)與工程課后習(xí)題與思考解答

第章巖石物理力學(xué)性質(zhì)

3.常見巖石的結(jié)構(gòu)連接類型有哪幾種？各有什么特點？

答：巖石中結(jié)構(gòu)連接的類型主要有兩種，分別是結(jié)晶連接和膠結(jié)連接。

結(jié)晶連接指礦物顆粒通過結(jié)晶相互嵌合在--起。這類連接使晶體顆粒之間緊密接觸，故巖石

強度一般較大，抗風(fēng)化能力強;膠結(jié)連接指巖石礦物顆粒與顆粒之間通過膠結(jié)物連接在一起,

這種連接的巖石,其強度主要取決干膠結(jié)物及膠結(jié)類型.

7.巖石破壞有幾種形式？對各種破壞的原因作出解釋。

答：巖石在單軸壓縮載荷作用下，破壞形式包含三種：X狀共規(guī)面剪切破壞、單斜面剪切破

壞和拉伸破壞。前兩類破壞形式主要是因為軸向主應(yīng)力因起破壞面的剪應(yīng)力超過巖石最大剪

應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞；后一類破壞主要是因為軸向主應(yīng)力引起破壞面橫向拉應(yīng)力超過巖石最大

拉應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞。

9.什么是全應(yīng)力?應(yīng)變曲線，為什么普通材料試驗機得不出全應(yīng)力-應(yīng)變曲線？

答：能全面反映巖石受壓破壞過程中的應(yīng)力、應(yīng)變特征，特別是巖石破壞后的強度與力學(xué)性

質(zhì)變化規(guī)律的應(yīng)力應(yīng)變曲線就叫全應(yīng)力-應(yīng)變曲線。普通試驗機只能得出半程應(yīng)力-應(yīng)變曲線

不能得出仝應(yīng)力應(yīng)變曲線的原因是由于試驗機的剛性不足，在巖石壓縮過程中，試件受壓，

試驗機框架受拉，隨著巖樣不斷被壓縮，試驗機發(fā)生的彈性變形以應(yīng)變能形式存于機器中，

當施加壓力超過巖石抗壓強度，試件破壞，此時，試驗機迅速回彈，被存于試驗機中的應(yīng)變

能瞬間釋放到巖石試件中，引起巖石的激烈破壞和崩解，因而造成無法獲得巖石在超過峰值

破壞強度后受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線。

10.如何根據(jù)全應(yīng)力-應(yīng)變曲線預(yù)測巖石的巖爆、流變和反復(fù)加、卸載作用下的破壞？

答：（1）如下圖示全應(yīng)力應(yīng)變曲線：

左半部A的面積代表，達到峰值強度時，，積累在試件內(nèi)部的應(yīng)變能，右半部B代表試件從

破裂到破壞所消耗的能量，若A>B,說明巖石破壞后尚余一部分能量，這部分能量突然釋

放就會產(chǎn)生巖爆，若A<B,則說明應(yīng)變能在破壞過程中全部消耗掉，因而不會產(chǎn)生巖爆。

（2）在試件加載到一定程度，保持一定應(yīng)力水平不變，試件將發(fā)生蠕變，蠕變發(fā)生到一定

程度，即應(yīng)變達到某一值，蠕變就停止，全應(yīng)力?應(yīng)變曲線預(yù)測蠕變可由下應(yīng)變-應(yīng)力曲線預(yù)

測蠕變破壞圖示意：

圖中，全應(yīng)力-應(yīng)變曲線及蠕變終止軌跡線由大量實驗所得，（1）當應(yīng)力在H點以下時，保

持應(yīng)力不變，試件不會發(fā)生.蠕變；（2）當應(yīng)力在H至G點見時，保持應(yīng)力不變，試件發(fā)生

蠕變，最終發(fā)展到蠕變終止軌跡線，停止蠕變，試件不破壞，如EF：（3）當應(yīng)力在G點以

上時，保持應(yīng)力值不變，試件發(fā)生蠕變，蠕變應(yīng)變最終達到破壞段應(yīng)力應(yīng)變曲線破壞段，試

件發(fā)生破壞，如AB,CD；（4）從C點開始發(fā)生蠕變則到D點發(fā)生破壞，若從A點發(fā)生蠕變,

則到B點發(fā)生破壞，前者，蜻變時間較后者長。

（3）全應(yīng)力-應(yīng)變曲線預(yù)測循環(huán)加載下巖石的破壞：

由于巖石的非完全彈性（或非線彈性），在循環(huán)荷載作用下，在應(yīng)力應(yīng)變圖中表現(xiàn)出若干的

滯回環(huán)，并不斷向破壞段應(yīng)力-應(yīng)變曲線靠近，在循環(huán)荷載加載到一定程度，巖石將發(fā)生疲

勞破壞，通過全應(yīng)力-應(yīng)變圖可看出，高應(yīng)力狀態(tài)下加載循環(huán)荷載，巖石在較短時間內(nèi)發(fā)生

破壞，在低應(yīng)力狀態(tài)下加載循環(huán)荷載則需要較長時間才發(fā)生破壞。

11.在三軸壓縮試驗條件下，巖石的力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生哪些變化？

答：三軸壓縮試驗條件下，巖石的抗壓強度顯著增大；巖石的變形顯著增大；巖石的彈性極

限顯著增大：巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生明顯變化，表明巖石由彈性向彈塑性變化。

14.簡述巖石在單軸壓縮條件下的變形特征。

答：單軸壓縮條件下巖石變形特征分四個階段：

（1）空隙裂隙壓密階段（0A段）：試件中原有張開結(jié)構(gòu)面或微裂隙逐漸閉合，巖石被壓密，

試件橫向膨脹較小，體積隨載荷增大而減小。

（2）彈性變形至微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段（AC段）：巖石發(fā)生彈性形變，隨著載荷加大巖

石發(fā)生軸向壓縮，橫向膨張，總體積縮小。

（3）非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段（CD段）：微破裂發(fā)生質(zhì)的變化，破裂不斷發(fā)展直至試件完全破

壞，體積由壓縮轉(zhuǎn)為擴容，軸向應(yīng)變和體積應(yīng)變速率迅速增大。

（4）破裂后階段（D點以后）：巖塊承載力達到峰值強度后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，試件保持

整體狀，隨著繼續(xù)施壓，裂隙快速發(fā)展，出現(xiàn)宏觀斷裂而，此后表現(xiàn)為宏觀斷裂面的塊體滑

移。

第三章地應(yīng)力及其測量

3.簡述地殼淺部地應(yīng)力分布的基本規(guī)例。

答：（1）三向不等壓，應(yīng)力分布是時間和空間的函數(shù)：

（2）實測垂直應(yīng)力基本等于上覆巖層重量

（3）淺層地殼中，實測水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力；

（4）平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力比值相當分散，隨深度增加比值減??；

（5）最大水平應(yīng)力與最小水平應(yīng)力比值隨深度增加呈線性增長；

（6）最大水平應(yīng)力與最小水平應(yīng)力比值相差較大，顯示出很強的方向性；

（7）地應(yīng)力分布規(guī)例受地形和斷層影響較大。

4.地應(yīng)力測量方法分哪兩類？兩類的主要區(qū)別在哪里？每類包括哪些測量技術(shù)？

答：依據(jù)測量基本原理不同分為直接測量法和間接測量法。直接測量法是由儀器直接測量和

記錄各種應(yīng)力量：間接測量法借助某些傳感元件或某些介質(zhì)，測量和記錄巖體中某些與應(yīng)力

有關(guān)的物理后的變化，以此通過有關(guān)公式計算巖體中的應(yīng)力值。直接測顯法測量技術(shù)包括：

扁千斤頂法、水力致裂法、剛性包體應(yīng)力計法和聲發(fā)射法；間接測量方法包括：全應(yīng)力解除

法（套孔解除法）、局部應(yīng)力解除法（平行鉆孔法和中心鉆孔法）、松弛應(yīng)變測量法、孔壁崩

落測量法和地球物理探測法（聲波觀察法和超聲波譜法）等，涉及測量技術(shù)包括：孔徑變形

測量技術(shù)、孔底變形測量技術(shù)、孔壁應(yīng)變測量技術(shù)、空心包體應(yīng)變測量技術(shù)、實心包體應(yīng)變

測量技術(shù)和環(huán)境溫度的影響及其完全溫度補償技術(shù)。

5.簡述水壓致裂法的基本測量原理。

答：彈性力學(xué)原理知當一無限體中的鉆孔受到無窮遠處二維應(yīng)力場（oi，o2）的作用，離開

鉆孔端部一定距高部位處于平面應(yīng)力狀態(tài)：

O0=Oi+O2-2（。1-02）COS20

Or=0

其中，S，d分別為鉆孔周邊的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力：e為周邊一點與6軸的夾角，當8=0

時，。。取最小值，此時。戶3。2—。1。采用水壓致裂裝置將鉆孔中某段隔離起來，并向隔離段

注射高壓水，當水壓超過36—6和巖石的抗拉強度T之后，巖石在6=0處發(fā)生開裂，開裂

時水壓為Pi=3s-5+T,繼續(xù)增加水壓至裂隙深度達3倍鉆孔直徑，保持壓力穩(wěn)定，測得此

穩(wěn)定壓力Ps=02,利用上述公式,在測算出巖石抗拉強度T后，就能計算出原巖應(yīng)力O1和O2o

巖石存在裂隙水壓Po時Pi=3o2-o】+T—Po；若在開裂鉆孔中再次注入高壓水，使致裂裂隙張

開，保持壓力穩(wěn)定，此時測得裂隙重開壓力Pr=3s—。i-Po,結(jié)合Ps=6就能避開再次測算

T而直接計算出6,a2,達到試驗?zāi)康摹?/p>

6.簡述水壓致裂法的主要測量步驟。

答：（1）打鉆孔到準備測量應(yīng)力的部位，并將鉆孔中待加壓段用隔離器隔離取來；

（2）向隔離段鉆孔內(nèi)注入高壓水，不斷加大水壓，至孔壁山現(xiàn)裂隙，記錄初始開裂水壓Pi：

（3）繼續(xù)施加水壓，至裂隙深度達到3倍鉆孔直徑，關(guān)閉高壓水系統(tǒng)，保持水壓很定，并

記錄次關(guān)閉水壓Ps,然后卸壓使裂隙閉合；

（4）重新向密閉段注射高壓水，是裂隙重新打開，并記錄裂隙重開時的壓力Pr和隨后的關(guān)

閉水壓Ps；

（5）重復(fù)上述步驟2-3次，以提高測試數(shù)據(jù)的準確性；卸壓，退出裝置，完成實驗。

7.對水壓致裂法的主要優(yōu)缺點作出評價。

答：水壓致裂法認為初始開裂發(fā)生在鉆孔壁切向應(yīng)力最小的部位，亦即平行于最大主應(yīng)力方

向，這是基于巖石為連續(xù)、均質(zhì)和各向同性的假設(shè)。如果孔壁本身存在天然節(jié)理裂隙，那么

初始裂隙可能發(fā)生在這些部位，而并非切向最小應(yīng)力處，因而水壓致裂法較為實用于完整的

脆性巖石中。水壓致裂法的突出優(yōu)點是測量深部應(yīng)力，另外水壓致裂法在工程應(yīng)用中相比其

它測量方法經(jīng)濟成本低，則量精度相對可靠。

9.簡述套孔應(yīng)力解除法的基本測量原理和主要測量步驟。

答：套孔應(yīng)力解除法是一種全應(yīng)力解除法，通過監(jiān)測測量巖體在應(yīng)力解除過程中引起的變形

（孔徑變形、孔壁變形、孔底變形），進而計算原巖應(yīng)力場大小及其分布情況。

主要測軟步驟有：（1）從巖開挖體表面（巷道、隧道、洞室及其它開挖體等）向巖體內(nèi)部打

大孔?？讖揭话?30-150mm,孔深一般為開挖跨度的2.5倍，形成大孔之后磨平孔底并在孔

底打出同心錐形孔，以利進一步鉆同心小孔；

（2）完成上述工作，從大孔孔底打同心小孔,供安裝探頭用?？讖揭话?6-38mm,孔深為

孔徑的10倍左右，并清洗小孔。

（3）用專用裝置將測量探頭，如孔徑變形計、孔壁應(yīng)變計等安裝到小孔中部。

（4）用打大孔的薄壁鉆頭繼續(xù)延伸大孔，使小孔周圍巖芯實心應(yīng)力解除，并通過測量裝置

記錄小孔變形情況；

（5）取出巖芯測量巖芯的E,.等物理力學(xué)參數(shù)，撤出實驗裝置，根據(jù)理論公式計算原巖應(yīng)

力值。

13.簡述孔壁應(yīng)變計的基本工作原理。

答：通過應(yīng)力解除測量鉆孔壁表面應(yīng)變，進而計算出鉆孔表面應(yīng)力，利用彈性力學(xué)原理，一

個無限體中的鉆孔表面的應(yīng)力分布狀態(tài)可以通過周圍巖體中應(yīng)力狀態(tài)給出精確解，因此，通

過鉆孔表面應(yīng)力狀態(tài)可反彈出周圍巖體應(yīng)力狀態(tài)。

18.實心包體應(yīng)變計與剛性包體應(yīng)變計的主要區(qū)別是什么？

答:實心應(yīng)變計采用彈性材料環(huán)氧樹脂，其剛度遠遠小于巖芯剛度，不影響應(yīng)力解除過程中，

巖芯的變形，因而是測最應(yīng)變，通過彈性理論知識計算應(yīng)力：剛性包體則采用剛度較巖芯剛

度高的材料，使巖芯在應(yīng)力解除過程中，不發(fā)生形變，因而是直接測量應(yīng)力。

第四章巖石木構(gòu)關(guān)系和強度理論

2.什么是巖石的本構(gòu)關(guān)系？巖石的本構(gòu)關(guān)系一般有幾種類型？

答：巖石的本構(gòu)關(guān)系指巖石的應(yīng)力或應(yīng)力速率與其應(yīng)變或應(yīng)變速率的關(guān)系。根據(jù)巖石變形性

質(zhì)，巖石的本構(gòu)關(guān)系可分為巖石彈性本構(gòu)關(guān)系和巖石塑性本構(gòu)關(guān)系，統(tǒng)稱為彈塑性本構(gòu)關(guān)系；

巖石彈性本構(gòu)關(guān)系根據(jù)巖石變形是否成線性分為線性彈性本構(gòu)關(guān)系和非線性彈性本構(gòu)關(guān)系；

巖石材料一般表現(xiàn)為既有彈性又有塑性，是彈塑性體，因而根據(jù)巖石是否各向同性又分為各

向同性彈塑性本構(gòu)關(guān)系和非各向同性彈塑性木構(gòu)關(guān)系。

3.什么是巖石的強度？巖石的破壞一般有幾種類型？

答：巖石強度時指巖石提抗破壞的能力。巖石破壞的形式主要由斷裂破壞（應(yīng)力達到強度極

限）和流動破壞（應(yīng)力達到屈服極限）。

6.使用莫爾應(yīng)力圓畫出：（1）單向拉伸；（2）純剪切；（3）單向壓縮；（4）雙向拉伸；（5）

雙向壓縮。

答：如卜圖不：

13.什么是蠕變、松弛、彈性后效和流變？

答：蠕變是當應(yīng)力不變時，變形隨時間增加而增長的現(xiàn)象：松弛是當應(yīng)變不變時，應(yīng)力隨時

間增加而減小的現(xiàn)象；彈性后效是加載或卸載時，彈性應(yīng)變滯后于應(yīng)力的現(xiàn)象；流變是指材

料變形過程中具有時間效應(yīng)的現(xiàn)象。

14.蠕變一般包括哪幾個階段？每個階段的特點是什么？

答：蠕變過程可分為三個階段：

第一蠕變階段：應(yīng)變速率隨時間增加而減小，稱為減少蠕變階段或初始蠕變階段；

第二蠕變階段：應(yīng)變速率保持不變，稱等速蠕變階段；

第三蠕變階段：應(yīng)變速率迅速增加直到巖石破壞，承加速蠕變階段。

19.何為巖石長期強度，它與瞬時強度一般有什么樣的關(guān)系？

答：巖石的強度時隨外載作用時間的延長而降低的，通常把作用時間t玲8的強度稱為掩飾

的長期強度；巖石的長期強度一般小于巖石的瞬時強度，其比值一般介于0.4與0.8之間。

22.某均質(zhì)巖石的強度曲線為；r=atan4）+c,其中c=40MPa,4=30。。試求在側(cè)向圍巖應(yīng)力

a3=20MPa的條件下，巖石的極限抗壓強度。并求出破壞面的方位。

個1+sin。2-C-cos^1+sin30°2x40xcos30°,、

答：a.=----------<T,+---------------=---------------20+----------------------=198.56（Mpa）

1-sin。1一sin。1-sin301-sin30

破斷角0=至+幺=45°+15°=60°

42

23.將一個巖石試件進行單軸試驗，當其壓應(yīng)力達到27.6MPa時及發(fā)生破壞，破壞面與最大

主應(yīng)力面得夾角為60。，假設(shè)抗剪強度隨正應(yīng)力呈線性變化，試計算：

（1）在正應(yīng)力等于零的那個平面上的抗剪強度；

（2）在上述實驗中與最大主應(yīng)力面的夾角為30。的那個平面上的抗剪強度；

（3）內(nèi)摩擦角；

（4）破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力

答：已知0=?+&=60°得0=30°,巖石進行單軸壓縮，所以。3二0，

當?二276MPa時，巖石破壞，則

1+sin30°八2xCxcos30°

27.6=--------------x0+....................-

1-sin3001-sin30°

得出:C=7.97（Mpa）

（1）莫爾圓上任看:一山的正應(yīng)力為。剪應(yīng)力為7

由庫侖準則可知，當。=0時，即在莫爾圓上的圓點，2。=180°即和夕=90°,

所以，剪切強度S：

=0xr^30°+7.97

=7.97（Mpa）

（2）與最大主應(yīng)力面的夾角為30。時，即。=30°該面上為正應(yīng)力。，剪應(yīng)力為丁，剪切

強度S.

歷+6g27.6+027.6-0,~、（）

<7=—!--------+」-----cos2。=--------+--------cos2x30

2222

=20.7(Mpa)

=20.7xfg30°+7.97

=19.92(Mpa)

(3)己知0=巳+幺=60°得巖石內(nèi)摩擦角。=30。

42

(4)破壞面為0=工+幺=60°

42

所以,(T=丹+%+巧-％cos2?

22

27.6+027.6—0..()

=-------+-------cos2x6r0r

22

=6.9(Mpa)

=27-6~°sin2x60°

2

=11.95(Mpa)

24.將巖石試件進行一序列單軸試驗，求得抗壓強度的平均值0.23MPa,將同樣的巖石在

0.59MPa的圍壓下進行一序列的三軸試驗，求的主應(yīng)力的平均值為2.24MPa。請你在Mohr

圖上繪出代表這兩種試驗結(jié)果的應(yīng)力圓，確定其內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力。

答：已知=0.23MR;,當b?=0.59MP”時5=2.24MRz

Mohr應(yīng)力圓:

上式可求出C和。值.

l+sin。八2

2.24=-----------(y.+0.23

1-sin^

2.01=tg2比3=tg2。x0.59

tg20=3.407Ige=1.846得,8X61.5°

由夕=生+幺

42

%(l-sin。)0.23x(l-sin33°)

C=----------=-------------=0.0624(Mpa)

2cos。2xcos330

第六章巖石地下工程

1.設(shè)一圓形巖石隧道，Ro=3m,Y=2.5kNm_3,Z=400m。求彈性應(yīng)力分布情況，并指出最大

應(yīng)力及確定。8=1」VZ、1.15YZ時的影響半徑。

答：已知Ro=3m

重力應(yīng)力：PO=VZ=2500X400=10(MPa)

當圍壓p=Po時，在圓巷隹巖周圍的徑向應(yīng)力Or和切向應(yīng)力Oe為

當口=%時,得出。e=2Po=2OMpa,為最大切應(yīng)力;

當SE.IOYZ時,得出RI=1OXRO2=9OOS,貝I」R戶9.5(m)；

當o/LlSyZ時，得出R2-6.7xRo2「6OO5,則R2^7.7(m)；

也及最大應(yīng)力為oe=20Mpa,影響半徑分別為9.55m和7.7m。

2.通過（6-6）式求吉爾西解。設(shè)豎向原巖應(yīng)力為Po,水平應(yīng)力為入Po,通過吉爾西解，求出

深部半徑為Ro的圓形地下隧道彈性應(yīng)力，并畫出入=0,X=l/3,時8=0。，90。面上的彈性應(yīng)

力分布。

答：對于深埋圓巷，受對稱荷載po的圍壓，視為彈性體，由下述方程及條件：

H0r0r—00

O-,.=—+（平衡方程）

drr~

￡〃二半=!（幾何方程）

drr

1-y2n1-v2I）

=-----+（6-------）ao%=-------+（6-------）O>（本構(gòu)方程一平面應(yīng)變）

El-uE\-v

r=Ro,5=0;無窮,。產(chǎn)po（邊界條件）

上訴條件解得：

上述5,。0及為軸對稱圍壓Po條件下的應(yīng)力解，考慮在圍壓豎向Po,水平入Po條件下，做

如下分解：

/

po=p+pXpo=p—p/

分為兩部分第一部分P和第二部分P'，第一部分解答如上。r，。8,對第二部分解答，分別代

入邊界條件：

內(nèi)邊界：r=Ro，。產(chǎn)事8=0;「今無窮，。產(chǎn)Po（邊界條件）

_，，

外邊界：rf無窮0r=Pcos20Tr0=psin28

用同樣方法解得應(yīng)力解為：

從而得總應(yīng)力解（基爾希解推廣）：

當4=0,0=0°/=。時、（T=0,=3Po>Tr0=O；

r（Jo

當>1=0,8=90。/=。時，a,.=0.%=—Po，Tr0=O：

當4=,，夕=0。/=4時，(7=0.8

二耳3Po，Tr0=O；

3

當=L6=90。/=。時，cr=0,

(7=0,Tre=O：

30

3.在庫倫―莫爾強度曲線上畫出軸對稱圓巷彈塑性應(yīng)力問題的幾個不同位置的應(yīng)力圓圖：巷

道周邊、塑性區(qū)中任一點、彈性塑性面、彈性區(qū)一點、原巖區(qū)一點。設(shè)支護反力有P1=0,

Pi=P的兩種情況。

答：分析如下

（1）pi=0時

巷道周邊：r=Ro時Or=0,08=0c

塑性區(qū)一點：RoWrVRp時，

彈、塑性區(qū)一點：令上述公式r=Rp即得

彈性區(qū)一點：RpVrVr-8時，

原巖區(qū)一點：r-8時，上述公式知

<7,.=cr/?=po

(2)Pi=P時

:

巷道周邊：r=Ro時or=Pi，oe=Pi————+oc

1-sin

塑性區(qū)一點：RoVrVRp時，

彈、塑性區(qū)一點：令上述公式r=Rp即得

彈性區(qū)一點：Rp<r<r-*8時，

原巖區(qū)一點：r―8時，上述公式知

0r=b廣P0

4.設(shè)有地下隧道如題6圖，試用你掌握的所有辦法，確定其頂板、側(cè)幫壓力，并進行比較。

答：題設(shè)矩形巷道斷面尺寸2aXH

頂壓計算（兩幫不穩(wěn)定）:

（1）普式地下學(xué)說

a+Htan（45°-^）〉,

安全拱高b1=ai/fd=----------------=式中普氏堅固系數(shù)fd=oc/10=—

310（1-sin。）

則近似頂壓集度qd=Ydb】ed：上覆巖層容重）

巷道頂部壓力Qd=2aqd=2abiYd

（2）大沙基地壓學(xué)說

頂壓集度qd=0^二（人為側(cè)應(yīng)力系數(shù)，Z巷道埋深）

2tanz

2

則頂壓Q=2aqd=2a誓^（1-6-小m2/心）或簡化為=2a-^-

Atan^入taw

（3）近代彈塑性理論

/，、_u,cc（〃n+CCOt0）（l-sin。）2sin，

頂壓系數(shù)qa=V（Rp-H/2）式中R0=R。----------------------

ccot。

則頂壓Qd=2aqd

側(cè)幫壓力計算：

側(cè)幫壓力按滑動土體上均布荷載q=qd計算：

22

Pi=qKa=qdtan（45°-2）P2=（q+yH）Ka=（qd+YdH）tan（45°-

總測壓Qh=1（Pi+P2）H

5.設(shè)題6圖已知AB,BC,CD,DA,AC,BD可以通過收斂計測獲得，求AO,BO,CO,DO。

說明通過比較兩次測定計算量是巖壁什么樣的變形量，哪些因素會影響它與實際變形量的

誤差？

答：是巖石巷道的收斂變形量；巷道圍巖內(nèi)部的移動會引起測量誤差。

6.設(shè)計一種采用多點位移計和收斂計的測量方法，可以判斷巷道收斂位移的測量結(jié)果是否絕

對位移。

答：向圍巖內(nèi)部打孔安裝多點位移計（穿過圍巖松動圈），測量圍巖內(nèi)部的移動情況，通過

觀察多點位移計是否測出固巖有整體性移動結(jié)合收斂變形計測量數(shù)值可以判斷收斂位移是

A

否是絕對位移，若未測出巖石內(nèi)部發(fā)生移動變形，則收斂計測出結(jié)果及是絕對位移，反之則

是收斂位移。如下圖示：

第七章巖石邊坡工程

1.分析邊坡工程對國民經(jīng)濟的影響作用。

答：對露天礦山、鐵路、公路、水利等國民經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)在生產(chǎn)效益、安全效益、經(jīng)濟效益

等方面有直接影響。

2.邊坡的分類有哪些？

答：分自然邊坡和人工邊坡。

3.分析邊坡失穩(wěn)與破壞的基本類型及其力學(xué)成因。

答：按其破壞方式主要分為崩塌和滑坡兩種。

（1）崩塌：是指塊狀巖體與巖坡分離向前翻落而下。崩塌一般以邊坡表面的破壞現(xiàn)象體現(xiàn)。

（2）滑坡：是指巖體在白重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的整體滑動。一般以深層破

壞體現(xiàn)出來。

1.平面剪切滑動：塊體沿著平面滑移。常發(fā)生在由軟弱夾層或裂隙的坡面。

2.旋轉(zhuǎn)剪切滑動：滑動面通常為弧形狀，巖體沿此弧形狀滑移。通常為均質(zhì)泥巖或頁巖等巖

層。

（3）滑塌：邊坡松散巖土的坡角大于它的內(nèi)摩擦角時，因表層蠕動進一步發(fā)展，使它沿著

剪切變形帶順坡滑移、滾動與坐塌，從而達到穩(wěn)定坡腳的斜坡破壞過程，稱為滑塌。

（4）巖塊流動：常發(fā)生在均質(zhì)硬巖中，巖石在達到其峰值強度時，巖體發(fā)生破壞。而使巖

體全面崩塌的情況。

（5）巖層曲折：當巖層成層狀沿坡面分布時，由于巖層本身的重力作用，或由于裂隙水的

冰脹作用，增加了巖層之間的張拉應(yīng)力，使坡面巖層曲折。

4.分析影響邊坡失穩(wěn)的主要因素。

答：（1）存在于邊坡中的各種形式的結(jié)構(gòu)面是邊坡變形與破壞的首要條件；

（2）斜坡外形引起的坡體應(yīng)力分布，導(dǎo)致坡體的變形與破壞；

（3）坡體巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)；

（4）坡體直接受到的外力作川。

5.土體與巖體的區(qū)別何在？

答：土體與巖體的結(jié)構(gòu)不同，從而它們的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)以至力學(xué)特性差異顯著。

6.為何許多滑坡在雨季？

答：雨季降雨侵入坡體之中，使邊坡體巖土體的力學(xué)強度降低，其抗滑力降低；同時，由于

裂隙水壓加大了滑體上的下滑力，使滑體更容易發(fā)生滑坡。

7.哪些因素對節(jié)理的抗剪強度有影響？

答：可由下列公式給出：s=c'+（cr-u）tan（/）

其中s：結(jié)構(gòu)面的抗薊強度，。：作用在滑動面上的正應(yīng)力，節(jié)理面上的有效內(nèi)聚力.4）、

滑動面上有效內(nèi)摩擦角，u：滑動面空隙水壓。因此其抗剪強度與結(jié)構(gòu)面本身的物理力學(xué)性

質(zhì)及滑動面含水情況有關(guān)。

8.邊坡坍塌為何有不同模式？它們能預(yù)測嗎？

答：邊坡坍塌的模式不同主要因為不同邊坡其賦存環(huán)境、受力情況、邊坡巖體結(jié)構(gòu)和邊坡巖

體力學(xué)性質(zhì)不同，其破壞模式可以根據(jù)節(jié)理裂隙或巖土性質(zhì)及外力作用條件進行粗略預(yù)測。

9.監(jiān)測邊坡有何意義？

答：發(fā)現(xiàn)隱患，消除危害，有效而經(jīng)濟地采取整治滑坡的措施，保證各種邊坡工程的正常使

用。

10.預(yù)報滑坡有無可能？如何才能作出預(yù)報？

答：可能。監(jiān)測邊坡的變化情況并分析相關(guān)資料。

監(jiān)測方法有：

（1）地面位移觀測法一建網(wǎng)觀測（由設(shè)置在滑坡體內(nèi)及其周圍穩(wěn)定區(qū)地表的各個位移觀測點

（樁），以及設(shè)置在滑坡體外穩(wěn)定區(qū)地面的置鏡樁等的觀測系統(tǒng)）

（2）地表裂縫簡易觀測法。

（3）建筑物裂縫簡易觀測法

（4）地面傾斜變化觀測

（5）滑坡深部位移觀測

（6）滑動面位置的測定

（7）滑坡滑動力（推力）觀測

上述方法根據(jù)實際情況采取一種或多種方法實現(xiàn)準確檢測，并作如下工作：

（1）繪制滑坡位移圖，確定主軸方向；（2）確定滑坡周界；

（3）確定滑坡各部分變形的速度；（4）確定滑坡受力的性質(zhì)；

（5）判斷滑坡面的形狀；（6）確定滑坡移動與時間的關(guān)系；（7）繪制滑坡移動的平面圖和

縱斷面圖；（8）確定地表的下沉或上升；（9）估計滑體厚度；（10）滑坡平衡計算。

11.有哪些可供選擇的方案可以用來處理病坡？應(yīng)如何篩選這些方案并作出最終方案扶

擇？

答；整治原則；

（1）預(yù)防為主，治理為輔。

（2）在技術(shù)和經(jīng)濟條件允許的條件下，避開滑坡地段；

（3）對大中型復(fù)雜的滑坡應(yīng)采取一次性根治與分期整治相結(jié)合的原則；

（4）針對病因綜合治理，治早治??；

（5）因地制宜，推廣先進技術(shù)，注意施工方法：

（6）對危機斜坡的各種建筑物采取措施，避免滑坡；

（7）全面規(guī)劃，選擇最佳整治方案。

整治措施：

（1）消除或減小地表水或地下水的作用；

（2）恢復(fù)山體平衡條件；

（3）改善滑動帶或滑動體土壤性質(zhì)。

為此，采取下列手段：

避一一工程或建筑物等避開滑坡的影響；

排一一排水導(dǎo)流，采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引地表水。

擋一一抗滑支擋，在滑坡舌部或中前部修筑各種抗滑擋墻，在滑坡體其他不同部位修筑各種

多級擋墻，

減一一減重反壓，把滑坡體上部主滑和牽引地段的土石方挖去，填在滑坡下部的抗滑地段,

反壓阻滑。

固一一利用物理化學(xué)方法加固，以土層固化改變滑動帶的土石性質(zhì)，提高它的強度。如采用

陪燒法、電滲排水法、水泥灌漿法、鉆孔爆破法等。

植一一植樹造林，防止滑體、岸坡沖刷，穩(wěn)定滑坡。

第八章巖石地基工程

1.巖石地基與土質(zhì)地基相比有哪些特點？主要表現(xiàn)在那些方面？

答：較土質(zhì)地基巖石地基一般具有較高的抗壓、抗剪強度及更大的變形模量，主要表現(xiàn)在高

承載力和低壓縮性兩方面。

2.某建筑場地巖石出露，為紫紅色泥巖，現(xiàn)場荷載試驗測得三個測點的巖石極限荷載為

Pu=3.24、2.52、2.16MPa（取K=4）,在同一巖層中（中風(fēng)化）取樣，測得其飽和單軸抗壓強

度為fr=3.6、4.7、5.8^6.2、4.5和8.1MPa（取。=0.20）?；A(chǔ)寬度b=4.0m、埋深d=L0m,

試求該巖基承載力的標準值fk和設(shè)計值fo

答：利用公式f欣=Ufr-\M5afr

其中G：飽和單軸抗壓強度標準值；

U.試件抗壓強度的平均值

。rk：試件抗壓強度值的標準差

得標準值fk=

得設(shè)計值frk=fkXip=

3.某砌體結(jié)構(gòu)工程，墻下采用直徑為300mm的鉆孔灌注班，樁身通長配筋6622,箍筋6

6@100,混凝土強度等級為C30,單樁極限承載能力設(shè)計值為lOOOkN,樁體穿越地層情況

如圖，已知粘土層、粉質(zhì)粘土層的樁側(cè)土極限摩阻力標準值分別為25kPa、60kPa,巖石飽

和單軸抗壓強度標準值為&9MPa,試確定樁體嵌巖深度，并驗算樁身樁身是否滿足其承載

要求。

答：

4.巖土組合地基有哪幾種類型？哪一類地基的變形最不利，為什么？

答：

5.復(fù)雜地質(zhì)條件巖石地基工程處理措施有哪些？各種工程處理方式有哪些技術(shù)要點？

答：

6.鐵路路基中路肩的作用是什么？

答：

7.石質(zhì)路塹邊坡的決定條件是什么？請列舉之。

答：

8.控制壩體巖基破壞的因素是什么？重力壩失穩(wěn)有哪幾種形式？拱壩壩肩對地質(zhì)條件有何

要求？

答：

9.如8-14（a）所示，已知水平推力Hi=250kN,Vi=500kN,V2=150kN,滑動面AB與BC的

3

面積分別為：Ai=50nf,Az=23m,內(nèi)摩擦系數(shù)。=0.4,f2=0.6,凝聚力分別為CkC2=0,作

用在滑移面AB和BC上的抗壓力分別為：Ui=80kN,U2=20kN,,若己知滑面AB和BC得傾角

為a=10。，6=30°,試用“等K法”計算壩基的抗滑安全系數(shù)。

課本8-14(a)：

答：(1)不按塊體極限計算

對于塊體1：

抗滑力=(V]Cosa-q-Hsina)/+ciAi+P

=(500xcosl0°-80-250sin100)x0.4+0x50+P

=369+PkN)

滑動力=Hcosa+Visina

=250cosl00+500sinl00

=333(kN)

對于滑塊2：

抗滑力=(V2cosa-％+Psin(a+/?))f2+c2A2

=(150xcos300-20+Psin40°)x0.6+0x23

=66-0.4P

滑動力=Pcos(a+B)—VzsinB

=0.8P-75

K1=K2=K：聯(lián)立K=(369+P)/333K=(66-0.4P)/(0.8P-75)

得仁

(2)按照塊體極限狀態(tài)十算

對塊體1：

抗滑力=(Yeos。-U「”sina)，/K+仇4/K+尸

=(500xcosl00-80-250sinl00)xQ.4/K+0x50/K+P

=369/K+P

滑動力=Hcosa+Visina

=250cosl00+500sinl00

=333(kN)

則369/K+P=333(l式)

對塊體2：

抗滑力=(V2cosa-U2+Psin(?+0)f2/K+c2\/K

=(150xcos300-20+Psin40,,)x0,6/K+0x23/K

=(66-0.4P)/K

滑動力=Pcos(a+B)—\6sinB

=0.8P-75

則(66-0.4P)/K=0.8P-75(式2)

式1和式2聯(lián)立解得K=

簡答題補充

1.簡述水壓致裂法測量地應(yīng)力的基本原理及測量步驟并對其優(yōu)缺點作出評價。

答：基本原理為:

彈性力學(xué)原理知當一無限體中的鉆孔受到無窮遠處二維應(yīng)力場（6,O2）的作用，離開

鉆孔端部一定距離部位處于平面應(yīng)力狀態(tài)：

00=cos20or=O

其中，。0,d分別為鉆孔周邊的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力；8為周邊一點與5軸的夾角，當8=0

時，°e取最小值,此時。6=3。2—01。

采用水壓致裂裝置將鉆孔中某段隔離起來，并向隔離段注射高壓水，當水壓超過3。2—

5和巖石的抗拉弗度T之后，巖石在6=0處發(fā)生開裂，開裂時水壓為Pi=302-5+T，繼續(xù)增

加水壓至裂隙深度達3倍鉆孔直徑，保持壓力穩(wěn)定，測得此穩(wěn)定壓力Ps=a2,利用上述公式，

在測算出巖石抗拉強度T后，就能計算出原巖應(yīng)力01和。20

巖石存在裂隙水壓Po時Pi=3s—6+T—Po；若在開裂鉆孔中再次注入高壓水，使致裂裂

隙張開，保持壓力穩(wěn)定，此時測得裂隙重開壓力Pr=3o2-5-Po,結(jié)合Ps=s就能避開再次

測算T而直接計算出6,。2,達到試驗?zāi)康摹?/p>

試驗步驟為:

（1）打鉆孔到準備測量應(yīng)力的部位，并將鉆孔中待加壓段用隔高器隔離取來；

（2）向隔離段鉆孔內(nèi)注入高壓水，不斷加大水壓，至孔壁出現(xiàn)裂隙，記錄初始開裂水壓Pi：

（3）繼續(xù)施加水壓，至裂隙深度達到3倍鉆孔直徑，關(guān)閉高壓水系統(tǒng)，保持水壓很定，并

記錄次關(guān)閉水壓Ps,然后卸壓使裂隙閉合；

（4）重新向密閉段注射高壓水，是裂隙重新打開，并記錄裂隙重開時的壓力Pr和隨后的關(guān)

閉水壓Ps：

（5）重復(fù)上述步驟2-3次，以提高測試數(shù)據(jù)的準確性；卸壓，退出裝置，完成實驗。

優(yōu)缺點評價:

水壓致裂法認為初始開裂發(fā)生在鉆孔壁切向應(yīng)力最小的部位，亦即平行于最大主應(yīng)力方向，

這是基于巖石為連續(xù)、均質(zhì)和各向同性的假設(shè)。如果孔壁本身存在天然節(jié)理裂隙，那么初始

裂隙可能發(fā)生在這些部位，而并非切向最小應(yīng)力處，因而水壓致裂法較為實用于完整的脆性

巖石中。水壓致裂法的突出優(yōu)點是測量深部應(yīng)力，另外水壓致裂法在工程應(yīng)用中相比其它測

量方法經(jīng)濟成本低，測量精度相對可靠。

2.巖體地質(zhì)力學(xué)分類（CSIR分類）指標值（RMR）的組成指標及其意義是什么？

答：CISR分類指標值RMR由巖塊強度、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理條件及地下水5個指標組

成。巖塊強度以單軸抗壓強度或點荷載強度指標表示；RQD值是指10cm及以上長度巖芯累

計長度與鉆孔長度比值（百分比）；節(jié)理間距指巖體中兩條節(jié)理見的平均距離；節(jié)理條件包

括節(jié)理面粗糙度、節(jié)理面的連續(xù)性、節(jié)理寬度和節(jié)理面巖石的堅硬程度。

3.簡述巖石地下工程穩(wěn)定性的基本原則。

答：（1）合理利用和充分發(fā)揮巖體強度：①將工程設(shè)置在巖性好的巖層中；②避免巖石強度

的損壞（爆破影響及水軟化）；③充分發(fā)揮巖體的承載能力（通過支護與圍巖共同作用原理，

適當減少支護剛度，允許用巖適當變形，以充分利用圍巖自支撐能力）④加固圍巖（錨固、

注漿）；

（2）改善圍巖的應(yīng)力條件：①選擇合理的隧（巷）道斷面形狀和尺寸；②選擇合理的位置

和方向（最佳軸比）；③采取適當?shù)摹靶秹骸笔侄危ㄣ@孔、爆破、卸壓胴室）；

（3）合理支護：充分考慮支護的受力情況、支護的經(jīng)濟效益、支護的安全效益，選擇合理

的支護形式、支護剛度、支護時間等。

（4）強調(diào)監(jiān)測和信息反饋。

4.簡述巖體邊坡變形和破壞的主要形式。

答：邊坡變形的主要形式主要表現(xiàn)為松動和蠕動。

松動：邊坡形成初期，在坡面上形成一系列與坡面近于平行的陡傾斜張開裂隙，被這種裂隙

切割的巖體便向臨方向松開、移動，這種過程和現(xiàn)象稱為松動。

蠕動：邊坡巖體在自重應(yīng)力為主的坡體長期作用下，向臨空方向緩慢而持續(xù)的變形，稱為邊

坡蠕動。包括表層蠕動和深層蠕動兩種。

邊坡破壞的主要形式有崩塌和滑坡，其次還有滑塌、巖塊流動、巖層曲折等破壞形式。

崩塌：是指塊狀巖體與巖坡分離向前翻滾而下的現(xiàn)象，小至巖塊墜落，大至山崩；

滑坡：巖體在重力作用下，沿破內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動的現(xiàn)象，分，滑坡方式包括：

（1）平面剪切滑動：簡單平面剪切滑動、階梯式滑坡、三維楔體滑坡和多滑塊滑動幾種模

式；

（2）旋轉(zhuǎn)剪切滑動：巖體沿弧形滑面滑移。

5.簡述莫爾強度理論，并評價其優(yōu)缺點。

答：莫爾強度理論認為材料的破壞主要是剪切破壞，破壞面的剪應(yīng)力大于材料破壞面所

能承受的最大剪應(yīng)力（抗剪強度）時即發(fā)生破壞，材料在各種應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，

即莫爾應(yīng)力圓，具有一條公共包絡(luò)線，這條包絡(luò)線與每個極限應(yīng)力圓相切，能夠反映材料內(nèi)

部各點受外荷載作用時破壞的性質(zhì)，這條包絡(luò)線就叫做莫爾強度包絡(luò)線，在實際受力條件下，

通過繪制實際狀況的應(yīng)力圓，判斷它與材料莫爾包絡(luò)線之間的關(guān)系就可以判斷材料是否發(fā)生

破壞及破壞面的位置。

莫爾強度理適用與塑性、脆性巖石的剪切破壞，較好的解釋了巖石抗壓強度遠遠大于抗

拉強度的特征，解祥了三向等拉時破壞、等壓時不破壞的現(xiàn)象，同時考慮拉、壓、剪，可判

斷破壞方向，但是忽視了第二主應(yīng)力的影響，沒有考慮結(jié)構(gòu)面情況，不適合解釋拉伸及流變

現(xiàn)象。

6.試簡述巷道新奧法支護的特點和施工過程。

答：新奧法（新奧地利隧道施工方法的簡稱）是將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主

要支護手段的一種施工方法。

其特點有：

（1）及時性：采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度的跟緊開挖工作面，利用開挖

工作面的時空效應(yīng)，及時限制支護前圍巖的變形和變形發(fā)展，阻止圍巖進入松動狀態(tài)，必要

的情況可進行超前支護。

（2）封閉性：巷道開挖后，當噴射混凝土以較高速度射向巖面，能很好的充填圍巖原

生和次生結(jié)構(gòu)面，大大的提高圍巖的強度，同時，隔絕了水和空氣同巖層的接觸，使裂隙充

填物不至軟化、解體而使裂隙張裂，因而能及時有效地的防治因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破

壞和剝落，保持原有巖體強度。

（3）粘結(jié)性：錨噴支護同圍巖能全面粘結(jié)，這種粘結(jié)可以產(chǎn)生三種作用，連鎖作用（也

稱懸吊作用能防治危巖脫落、冒頂、偏幫）、復(fù)合作用（也稱組合作用能充分發(fā)揮圍巖與支

護的共同作用，發(fā)揮圍巖自支撐能力）的和增加作用（也稱擠壓加固作用，通過支護的柔性

發(fā)揮圍巖自支撐能力）。

（4）柔性：錨噴支護屬薄性支護，能夠與圍巖緊粘在一起共同作用，與圍巖共同產(chǎn)生

形變，在一定的非彈性變形區(qū)能有效地控制塑性區(qū)的發(fā)展，使巖體自支撐能力得到充分發(fā)揮,

同時，錨噴支護在受壓變形過程中，對巖體產(chǎn)生更大的支護反力，抑制圍巖的過大變形，充

分發(fā)揮支護作用。

施工過過程：開挖一一次支護一二次支護。

（1）開挖：穿孔、裝藥、爆破、出硝等，盡量一次全斷面開挖，開挖之后及時噴射混

凝土，開挖施工與一次支護交叉作業(yè)。

（2）一次支護：包括一次噴漿、打錨桿、聯(lián)網(wǎng)、立鋼架拱、二次噴漿

（3）二次支護：一次支護后，在圍巖趨于穩(wěn)定時，進行永久支護，補噴混凝土或澆注

混凝土內(nèi)拱。

7.試簡述巖石蠕變及巖石在不同應(yīng)力條件下的蠕變特征。

答：蠕變是當應(yīng)力不變時，變形隨時間增加而增長的現(xiàn)象，蠕變分為四個階段：

第一蠕變階段：應(yīng)變速率隨時間增加而減小，稱為減少蠕變階段或初始蠕變階段；

第二蠕變階段：應(yīng)變速率保持不變，稱等速蠕變階段：

第三蠕變階段：應(yīng)變速率迅速增加宜到巖石破壞，稱加速蠕變階段。

巖石在不同的應(yīng)力作用下，蠕變特征不相同：

當作用在巖石上的應(yīng)力小于某一值時，巖石的變形速率隨時間的增加而減小，最后趨于

穩(wěn)定，這中蠕變稱為穩(wěn)定蠕變。

當作用在巖石上的應(yīng)力超過某一值時，巖石的變形速率隨著時間的增加而增加，最后導(dǎo)

致巖石的破壞，這種蠕變稱為不穩(wěn)定蠕變。

8.簡述錨噴支護的力學(xué)作用原理。

答：（1）開挖后，在坑道周邊形成松動圈和塑性變形區(qū)。噴射混凝土支護，一方面水泥

砂漿的膠結(jié)作用提高了松動圈的整體穩(wěn)定性，另一方面，噴射混凝土層的柔性允許圍巖發(fā)生

較大的位移而不發(fā)生松脫，能充分發(fā)揮圍巖的自支撐能力；

（2）錨桿的擠壓加固與圍巖的變形相互作用（懸吊作用、組合作用、擠壓加固作用），

進一步加固圍巖，提高其整體承載能力。

錨噴聯(lián)合支護是軟弱破碎巖體的一種最有效地支護形式，具有主動加固圍巖、充分發(fā)揮

圍巖的自支撐能力、良好的抗震性能等優(yōu)點。

9.簡述巖石單軸壓縮條件下的變形特征。

答：巖石在單軸壓縮條件下變形可分為四個階段：

（1）空隙裂隙壓密階段（0A段）：試件中原有張開結(jié)構(gòu)面或微裂隙逐漸閉合，巖石被

壓密，試件橫向膨脹較小，體積隨載荷增大而減小。

（2）彈性變形至微歸性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段（AC段）：巖石發(fā)生彈性形變，隨著載荷加

大巖石發(fā)生軸向壓縮，橫向膨脹，總體積縮小。

（3）非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段（CD段）：微破裂發(fā)生質(zhì)的變化，破裂不斷發(fā)展直至試件完

全破壞，體積由壓縮轉(zhuǎn)為擴容，軸向應(yīng)變和體積應(yīng)變速率迅速增大。

（4）破裂后階段（D點以后）：巖塊承教力達到峰值強度后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，試件

保持整體狀，隨著繼續(xù)施壓，裂隙快速發(fā)展，出現(xiàn)宏觀斷裂面，此后表現(xiàn)為宏觀斷裂面的塊

體滑移。

10.簡述邊坡整治的措施。

答：避：使構(gòu)筑物盡量避開滑坡體；

（2）排：排水導(dǎo)流，采用各種形式的截水溝、排水溝、急流槽，來攔截和排引地表水：

用截水滲溝、盲溝、縱向和橫向滲溝、支撐滲水溝、泄水隧洞、立井、滲井、砂井、平孔排

水，防止水浸入滑坡范圍或疏干滑坡范圍內(nèi)的已有水；

（3）檔：設(shè)置抗滑支檔，在滑坡舌部或中前部修筑各種形式的抗滑擋墻，在滑坡體其

它部位設(shè)置各種多級擋墻，如抗滑擋土墻、抗滑干砌片石垛、沉井式抗滑擋墻、疊框式抗滑

擋墻、錨桿擋墻、抗滑樁、支垛、鋼筋混凝土樁和支撐抗滑明嗣；

（4）減：減重反壓，挖去滑體上部主滑和牽引地段，（或用石質(zhì)材料）填在滑坡體坡腳，

反壓阻滑；

（5）固：利用物理化學(xué)加固滑體，改善滑坡的土石性質(zhì)，提高它的強度，達到穩(wěn)定滑

坡的目的。例如焙燒法、電滲排水法、水泥灌漿法。

（6）植：植樹造林，綠化邊坡。

11.軸對稱隧道圍巖處于理想彈塑性狀態(tài)，其塑性區(qū)半徑與哪些因素有關(guān)？圍巖應(yīng)力分布

規(guī)律如何？

答：軸對稱圍巖條件下理想彈塑性隧道圍巖，其塑性區(qū)半徑可由下列公式給出：

l-sin?

r（p0+c?cot?）（1-sin?）]2sin?

RPR°[Pj+C?COt?]

因此，塑性區(qū)半徑與隧洞斷面半徑Ro,圍巖應(yīng)力po、巖石的內(nèi)摩擦角力和巖石的粘結(jié)力c,

支護反力》有關(guān)。

圍巖應(yīng)力的分布規(guī)律：

（1）巷道周邊附近應(yīng)力集中系數(shù)最大，遠離周邊應(yīng)力集中程度逐漸減小，在距3-5倍巷道

半徑處，圍巖應(yīng)力趨于與原巖應(yīng)力相等；

（2）巷道圍巖應(yīng)力受測壓系數(shù)、巷道斷面軸比影響，一般來說巷道長軸平行于原巖最大應(yīng)

力方向時能獲得較好的圍巖應(yīng)力分布；當巷道長軸與短軸之比等于長軸方向最大主應(yīng)力與短

軸方向原巖應(yīng)力時，巷道周圍應(yīng)力分布最為理想，此時，巷道頂?shù)装逯悬c及巷道兩幫中點切

應(yīng)力處處相等，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

12.巖石邊坡穩(wěn)定性分析的極限平衡分析法有哪三個前提？它的分析計算步驟是什么？

答；二個前提是：

（1）滑動面上實際巖土提供的抗剪強度S與作用在滑面上的垂直應(yīng)力。滿足關(guān)系式：

s=c+o?tan?或s=c，+（o-u）tan7式中c、c，為滑動面的粘結(jié)力或有效粘結(jié)力；小、

為滑動面的內(nèi)摩擦角或有效內(nèi)摩擦角；。為滑動面上的有效應(yīng)力；u為滑動面空隙水壓。

（2）穩(wěn)定性系數(shù)F的定義為沿最危險破壞面作用的最大抗滑力（或力矩）與下滑力（或力

矩）的比值。即F=抗滑力/下滑力

（3）二維（平面）極限分析的基本單元是單位寬度的分塊滑體。

計算步驟為：

（1）在斷面上繪制滑面形狀；（根據(jù)坡體外形、坍塌情況、中段滑面深度）

（2）推定滑坡后裂隙及塌陷帶深度，計算或確定其產(chǎn)生的影響；

（3）對滑塊進行分塊：（小條塊、多數(shù)目）

（4）計算滑動面上的空隙水壓；（通過地下水監(jiān)測）

（5）采用合適的計算方法，計算穩(wěn)定性系數(shù)。（采用兩種或以上計算方法）

13.簡述平面破壞計算法的假設(shè)條件、主要特點及適用條件。

答：假設(shè)條件：

（1）滑動面是平面或近似平面；

（2）滑動面及張裂隙的走向平行于坡面；

（3）張裂隙是直立的，其中充有高度Zw的水柱；

（4）水沿張裂隙的底部進入滑動面并沿滑動面滲透；

（5）滑體沿滑動面做剛體下滑。

主要特點及適用條件：

力學(xué)模型和計算公式簡單，主要適用于均質(zhì)砂性土、順層巖質(zhì)邊坡以及沿基巖產(chǎn)生的平

面破壞的穩(wěn)定性分析，但要求滑體做整體剛體運動，對于滑體內(nèi)產(chǎn)生剪切破壞的邊坡穩(wěn)定性

分析誤差較大。

14.簡述簡化Bishop法的假設(shè)條件、主要特點及適用條件。

答：假設(shè)條件：

（1）滑動面為圓弧形或近圓弧形；

（2）假定條塊側(cè)面間的垂直剪應(yīng)力合力為零。

主要特點及適用條件：

Bishop法穩(wěn)定性系數(shù)的計算考慮了條塊間作用力，是對Fellenius的改進，計算較準確，

但要采用迭代法。分割條塊時要求采用垂直條分。適用于均質(zhì)粘性及碎石堆上等斜坡形成的

圓弧形或近圓弧形滑動滑坡。

15.簡述Janbu法的假設(shè)條件、主要特點及適用條件。

答：假設(shè)條件：

（1）垂直條塊側(cè)面上的作用力位于滑面之上1/3條塊高度；

（2）作用于條塊上的重力、反力通過條塊底面的中點。

主要特點及適用條件：

計算準確但是計算復(fù)雜，適用于復(fù)合破壞面的邊坡，既可以用于圓弧形滑動也可以用于

非圓弧形滑動，要求垂直條分。

16.簡述Sarma法的基本原理、主要特點及適用條件。

答：基本原理：

邊坡破壞除非是沿著一個理想的平面或弧面滑動，才可能作為一個完整的剛體運利，否

則，滑體必須先破裂成多個可相對滑動的塊體，才可能發(fā)生滑動。也即滑體內(nèi)部必須產(chǎn)生剪

切破壞才可能發(fā)生滑動。

主要特點及適用條件：

用極限加速度Kc來描述邊坡的穩(wěn)定程度，可以用于評價各種破壞模式下邊坡穩(wěn)定性，

而且條塊分條是任意性的，從而可以對各種特殊邊坡的破壞模式進行穩(wěn)定性分析，但是計算

比較復(fù)雜。

17.簡述滑坡的工程分類、滑坡監(jiān)測的目的和主要方法。

答：滑坡工程分類為：巖塊流動滑坡、平面剪切破壞滑坡和旋轉(zhuǎn)剪切滑坡三類。

滑坡監(jiān)測的目的：

（1）研究不同地質(zhì)條件下不同類型的滑坡產(chǎn)生過程、發(fā)育階段和動態(tài)規(guī)律；

（2）研究滑坡的主要影響因素；

（