《岩石力学》习题库及答案 - 图文

25.岩体质量指标RMR分类法:由南非人宾尼亚斯基提出。五项参数:岩块强度、RQD值、节理间距、节理条件、地下水。得到的总分RMR的初值,根据节理裂隙的产状变化对RMR的初值加以修正,修正的目的是在于进一步强调节理裂隙对岩体的稳定产生的不利影响,最后用修正的总分既可以求得所研究岩体类别及相应的无支护地下工程的自稳时间和岩体强度指标值。

26. 节理面稳定判别(图解法)

节理面的抗剪强度一般总是低于岩石的抗剪强度,如图3-17所示(直线2低于直线1)。但这并不意味着破坏总是沿节理面发生,有以下几种情况:

●应力圆与直线2相切或相割,但低于直线1:若应力点在直线2之下,则节理岩体稳定;若应力点在直线2之上,则节理面不稳定。

●应力圆与直线1相切或相割:节理应力点在直线2之下,则节理面稳定,节理岩体不稳定,破裂面与节理面不重合;节理应力点在直线2之上,则节理面不稳定。直线2以上的应力圆弧不能作为判别岩块是否稳定的依据,因为此时岩体已沿节理面发生破坏。

27.破坏水压力:若结构面在无水状态下是稳定的,若给结构面充水,当水压力达到Pw时,结构面开始破坏,则Pw称为破坏水压力。

?1??3?mRc?3?sRc2 (3-41)28. Hoek-Brown经验方程:

?1??3?mRc?3?sRc2 (3-41)

令ζ3=0,得岩体单轴抗压强度Rmc: ?1?Rmc?sRc (3-42)对于完整岩石,s=1,则Rmc=Rc,即为岩块抗压强度。对于裂隙岩石,s<1。

抗拉强度:将ζ1=0代入方程(3-41)中,并对ζ3求解所得的二次方程,可解得岩体的单轴抗拉强度为

12Rml?Rcm?m3-43?4s)的剪应力表达式为 (3-43) 剪切强度:式(2B ?????ARc??T? (3-44) ?Rc?式中:η——岩体的剪切强度; ζ ——岩体法向应力;

A,B——常数,查表3-21求得; 12 T=m?m?4s,查表3?21求得。229.层状岩体变形参数估算:层状岩体可概化地质力学模型。假设各岩层厚度相等为S,且性质相同,层面的张开度可忽略不计。根据室内试验成果,设岩块的弹性模量为E,泊松比为μ,剪切模量为G,层面的法向刚度为Kn,切向刚度为Ks。取n-t坐标系,n垂直层面,t平行层面。在以上假定条件下取一由岩块和层面组成的单元体(图3-32b)来考察岩体的变形。

讨论以下几种受载情况下的岩体变形参数估算:A.法向应力ζn作用下的岩体参数:沿n方向加荷时,在ζn作用下,岩块产生的法向变形ΔVr和层面产生的法向变形ΔVj分别为:

则岩体的总变形ΔVn为:

简化后得层状岩体垂直层面方向的变形模量Emn为:

假设岩块本身是各向同性的,n方向加荷时,由t方向的应变可求出岩体的泊松比μnt为:

沿t方向时,岩体的变形主要是岩块引起的,因此岩体的变形模量Emr和泊松比μtn为:Emr = E ,μtn =

μ

B.剪应力作用下的岩体变形参数:对岩体施加剪应力η时,则岩体剪切变形由沿层面滑动变形Δu和岩块的剪切变形Δur组成,分别为: 岩体的剪切变形Δuj为: 简化后得岩体的剪切模量Gmr为:

可求出表征层状岩体变形性质的5个参数。法向应力垂直于层面时的变形模量Emn和泊松比μnt;法向应力平行于层面时的变形模量Emr泊松比μtn;剪应力作用下的剪切模量Gmr。 30.纵波速度Vp和横波速度Vs(km/s)可表示为:

Ed?1??d?vp ? (3-61)?????1??1?2? dd Edvs? (3-62) 2??1??d?3

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