桑比μ=0.23。试求岩体的动弹性参数。

27、圆形洞室半径a=2.5m，埋藏深度H＝120m，岩石容重γ＝2.1g/cm，泊松比μ＝0.2，侧压系数λ=0.5，岩体的弹性模量E＝2×10MPa。试求硐顶和硐壁的应力以及位移。

28、在坚硬的岩体中开挖一个近似椭圆形洞室，硐跨2a=8m，硐高2b=12m，硐体埋藏深度H＝200m，岩体容重ρ=2.5g/cm，泊松比μ=0.35，岩石单轴抗压强度σc=96MPa，求洞室是否稳定。

29、某矿表土深度为150m，表土的平均容重γ＝1.80g/cm，粘聚力C＝0，内摩擦角υ＝20°，岩体的平均容重γ＝2.6g/cm，岩体的泊松比μ=0.25。试求离地表深度150m处表土内的自重应力以及300m深度处的原岩自重应力，并作出应力圆。

30. 已知岩样的容重?=24.5kN/m，比重Gs?2.85，天然含水量(同土力学概念)?0?8%，试计算该岩样的孔隙率n，

3

3

3

3

4

3

干容重?d及饱和容重?m。

31. 有一长2.0m、截面积0.5m的大理岩柱体，求在环境温度骤然下降40℃条件下，岩柱散失的热量及因温差引起的变形大小？(已知大理岩石比热c?0.85J/g?C，线膨胀系数??1.5?101/C)。

32.在由中粒花岗岩构成的工程岩体中，有三组原生节理互成直角相交，各组节理的间距分别为20cm、30cm和40cm，试计算裂隙频率和结构体的大小，并判断该岩体属于哪种结构类型。

33.据现场观测，中粒花岗岩体中节理均呈微张开(宽度小于1mm)，节理面有轻度风化，但保持潮湿状态，又实测点荷载指数为7.5，如按最有利的条件开凿直径5m的隧洞，试估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。

34.将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。

2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。

3)在上述试验中与最大主应力平面成30°夹角的那个平面上的抗剪强度。 4)破坏面上的正应力和剪应力。 5)预计一下单轴拉伸试验中的抗拉强度。

6)岩石在垂直荷载等于零的直接剪切试验中发生破坏，试画出这时的莫尔圆。

7)假若岩石的抗拉强度等于其抗压强度的10%，你如何改变莫尔包络线去代替那种直线型的破坏包络线。

8)假若将一个直径为8cm的圆柱形试件进行扭转试验，试预计一下要用多大的扭矩才能使它破坏？

35.将直径为3cm的岩心切成厚度为0.7cm的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到10000N时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。

36.岩石试件的单轴抗压强度为130MPa，泊松比??0.25。

1)岩石试件在三轴试验中破坏，破坏时的最小主应力为130MPa，中间主应力为260MPa，试根据八面体剪应力理论的破坏准则推算这时的最大主应力?1；

2)根据最大正应变理论的破坏准则，回答1)提出的问题。

习题3-4 上题中，设??50，?j?35，cj?100kPa，垂直应力?y?1000kPa。在这岩体内开挖一个洞室，

??5?2

?必须对边墙施加150kPa的水平压力才能使边墙稳定，试推算节理面上的孔隙水压力pw。

37.用直径为5cm、高度为10cm的圆柱形粘土岩试样进行单轴压缩试验，已测得的轴向力和变形量如表4-7所示，试计算相应于弹性变形的E和?。

轴向力 (N) 0 600 1000 轴向压缩量 (mm) 0 0.030 0.050 侧向膨胀量 (mm) 0 轴向力 (N) 0 2500 5000 轴向压缩量 (mm) 0.080 0.140 0.220 侧向膨胀量 (mm) 0.016 1500 2000 2500 0 2500 3000 4000 5000

0.070 0.090 0.110 0.040 0.110 0.130 0.170 0.220 0.018 0.009 0.037 6000 7000 7500 0 7500 9000 10000 0 0.260 0.300 0.330 0.120 0.330 0.400 0.440 0.160 0.056 0.025 0.075 0.035 38.在用地震波法动力测试中，已经测得纵波波速Cp?4500m/s，设岩体的密度m/s，横波波速Cs?2500??2700kg/m3，试计算E和?。

39.在圆形试验洞的洞壁上的测点1处进行应力测量(用应力解除法)，应变花按等边三角形布置，见题5-1图中黑粗线，其中有一应变元件布置成与z轴平行量测?1(见题5-1图)。今测得三个方向的应变为：?1?402?10?6，

?2?334?10?6，?3?298?10?6，已知岩石的弹性模量E=4×104MPa，泊松比?=0.25。

1)试求测点1处的大小主应变?max、?min以及它们的方位。 2)试求大、小主应力?max、?min。

3)试求该点处的纵向应力?z(即沿z方向的法向应力)。

4)今在与点1同一横断面上的测点2处测得切向应力??,2=10.8MPa，试求岩体的初始应力pv和ph。

40.某地拟开挖大跨度的圆形隧洞，需事先确定开挖后洞壁的应力值。为此在附近相同高程的试验洞内作了岩体应力测量工作，测得天然应力为：pv?1.4MPa，ph=2MPa，试求开挖后洞壁A、B、C三点的应力。

41.在上题中，将洞室改为宽高比B/h=0.5的椭圆洞室，试计算相应点A、B的应力；其次改为B/h=2的椭圆洞室，计算相应点A、B的应力，试讨论三种情况中哪一种最有利，哪一种最不利。

42.今在K0?1的均质石灰岩体地表下100m深度处开挖一个圆形洞室，已知岩体的物理力学性指标为：

??25kN/m3，C=0.3MPa，?=36°试问洞壁是否稳定？

43.设有一排宽度为15m、高度h=7.5m的圆角矩形洞室。它们的间距(中心到中心)为25m。这排洞室在均质、各向同性的砂岩中的300m深度处。岩体的物理力学性指标为：?=25.6kN/m，抗压强度Rc=100MPa，抗拉强度Rt=10MPa，

3

泊松比?=0.5，K0?1，试求洞群的安全系数。

44.在地下50m深度处开挖一地下洞室，其断面尺寸为5m×5m。岩石性质指标为：凝聚力c=200kPa，内摩擦角

??33?，容重?=25kN/m3，侧压力系数K0?0.7。已知侧壁岩石不稳，试用太沙基公式计算洞顶垂直山岩压力及侧墙

的总的侧向山岩压力。

45.某圆形隧洞直径8m，围岩裂隙很发育，且裂隙中有泥质填充。隧洞埋深为120m，围岩的力学指标为：c=400kPa，

?=40°，考虑到隧洞衬砌周围的回填不够密，凝聚力和内摩擦角均有相应的降低。

1)试求塑性松动圈子的厚度(取c0=0.25c)；

2)试求松动压力pa。

46.设有一直墙拱顶地下洞室，围岩中有一组结构面，其倾角?=46°。结构面的强度指标为cj=0，?j=40°。结构面上的孔隙水压力pw=200kPa。已知洞室侧壁垂直应力为?y=1MPa，洞顶的水平应力?x=500kPa，问侧壁和洞顶是否稳定，若不稳定，则进行支护，洞壁支护和洞顶支护上的压力各为多少？

47.在岩石中开挖一圆形洞室，其半径r0?5m，用喷混凝土层支护。混凝土抗压强度为24MPa，已知pi=0.4MPa，求喷层厚度。

48.有压隧洞的最大内水压力p=2.8MPa，隧洞(内)半径为2.3m，用厚度为0.4m的混凝土衬砌。已知混凝土的弹性模量E1=1.8×10MPa，泊松比?1?0.333。岩石的弹性模量E2=1.1×10MPa，泊松比?2=0.367。试求：

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4

1)离中心2.5m处的衬砌内的应力；

2)离中心3.5m处的围岩附加应力。

49.有压隧洞的最大内水压力p=2.5MPa，隧洞直径为4m，用厚度为0.4m的混凝土衬砌，已知混凝土的弹性模量

E?=1.5×104MPa，泊松比?1=0.3，岩石弹性抗力系数k0(注意：即半径为1m时的k)=5000MPa/m，试求离隧洞中心5m

处的附加应力。

50.设岩基上条形基础受倾斜荷载，其倾斜角??18，基础的埋置深度为3m，基础宽度b=8m。岩基岩体的物理力学性指标是：?=25kN/m，c=3MPa，?=31°，试求岩基的极限承载力，并绘出其相应的滑动面。

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?51.某混凝土坝重90000kN(以单位宽度即1m计)，建在岩基上。岩基为粉砂岩，干容重?d=25kN/m，孔隙率n=10%。

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坝基内有一倾向上游的软弱结构面BC，该面与水平面成15°角。结构面的强度指标为：凝聚力cj=200kPa，内摩擦角

?j=20°。建坝后由于某原因在坝踵岩体内产生一条铅直张裂隙，与软弱结构面BC相交，张裂隙的深度为25m，设BC内的水压力按线性规律减少。问库内水位上升高度H达到何值时，坝体和地基开始沿BC面滑动？

52.有一岩坡如题9-1图所示，坡高H=100m，坡顶垂直张裂隙深40m，坡角??35，结构面倾角??20?。岩体的性质指标为：?=25kN/m，cj=0，?j=25°。试问当裂隙内的水深Zw达何值时，岩坡处于极限平衡状态？

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? 53.已知均质岩坡的??30?，c=300kPa，?=25kN/m，问当岩坡高度为200m时，坡角应当采用多少度？

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54.上题中如果已知坡角为50度，问极限的坡高是多少？

55.设岩坡的坡高50m，坡角??55，坡内有一结构面穿过，其倾角??35?，在边坡坡顶面线10m处有一条张裂隙，其深度为Z=18m。岩石性质指标为?=26kN/m，ci=60kPa，?j?30?，求水深Zw对边坡安全系数Fs的影响。

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? 复习提纲 第一章

1.何谓岩体力学？它的研究任务和对象是什么？ 2.岩体力学采用的研究方法有哪些？ 第二章

3.何谓岩块？岩体？试比较岩块、岩体与土的异同点。 4.岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？ 5.何谓岩块结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？ 6.岩体力学研究岩块有何实际意义？

7.何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪几类？各有什么特点？ 8.剪性结构面有何特征？为什么岩体中以剪性结构面数量最多？ 9.何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？

10.结构面特征包括哪些方面？各自用什么指标来表示？定义如何？它们怎样影响岩体的性质？ 11.何谓岩体分类？主要有哪几种分类方法？分类指标是什么？ 12.RMR值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？ 第三章

13.何谓岩石的吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？如何定义？ 第四章

14.岩块在单向压力条件下的变形过程有什么特征？

15.常用于岩块变形与强度性质的指标有哪些？定义如何？各自的测定方法式什么？影响各种力学指标的因素有哪些？三大类岩的各种指标如何？

16.何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度的影响如何？ 17.试推导出几种岩块强度（强度参数）间的关系式。

18.何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？

19.何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是否破坏？ 第五章

20.分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征？ 21.结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何？各自如何确定? 22.总结四种类型结构面的剪切强度特征（表达式及强度曲线特征） 第六章

23.原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有什么区别？ 24.岩体的变形性质与岩块相比有什么区别？

25.常见确定岩体变形参数的原位试验有哪几种？平板荷载试验和声波法试验的基本原理是什么？ 26.岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何？为什么？

27.在垂直层面的法向应力作用下，层状岩体的变形参数怎样确定？ 28.原位岩体剪切试验的原理是什么？通过它可以求得哪些参数？

29.工程岩体常见的破坏形式有哪几种？对应的强度叫什么强度？各自有何区别？ 第七章

30.何谓天然应力、重分布应力及天然应力比值系数？研究天然应力的意义何在？ 31.岩体中铅直天然应力与自重应力及天然主应力是否为同一概念？关系如何？ 32.岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？ 33.常见的实测天然应力的方法有哪些？各自的基本原理如何？ 第八章

34.何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？ 35.以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。 36.何谓围岩？其范围一般为多大？

37.何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？ 38.试总结各类结构围岩的变形破坏特点。所谓渐进式破坏的含义？ 39.如何确定地下洞室围岩的破坏范围？试举例说明。

40.何谓围岩压力？按其成因可分为哪几类？各自用什么方法确定？ 41.试述形变围岩应力确定的基本原理与方法。 42.利用平衡拱理论与太沙基理论计算围岩压力的原理。 43.试述用块体极限平衡方法确定松动围岩压力的方法与步骤。 44.何谓围岩抗力及围岩抗力系数？常用什么方法确定抗力系数？ 第九章

45.边坡岩体中的重分布应力有哪些主要特征？与哪些因素有关？ 46.边坡岩体变形破坏有哪些基本类型？各自特点如何？ 47.利用刚体极限平衡理论计算边坡稳定性的步骤有哪些？ 48.何谓几何边界条件、受力条件、稳定性系数、安全系数？ 49.单平面滑动的稳定性系数如何确定？推导其计算公式？

50.同向双平面滑动与异向双平面滑动的稳定性分析的基本思路是什么？

模拟试卷一

一、名词解释（每词2分，共20分） 1、结构面 2、蠕变 3、饱和吸水率