岩石力学考试试题(含答案)(3)

2021-09-24 13:45

3、构造应力的作用方向为 ( B )。

A、铅垂方向 B、近水平方向

C、断层的走向方向 D、倾斜方向

4、下列关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的?( B )。

(A)垂直应力一定大于水平应力

(B)构造应力以水平应力为主

(C)自重应力以压应力为主

(D)自重应力和构造应力分布范围基本一致

5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态,则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好?( B )

(A)0.5(B)1.0(C)<1(D)>1

6、测定岩体的初始应力时,最普遍采用的方法是( B )

(A)应力恢复(B)应力解除法

(C)弹性波法(D)模拟试验

3.1 某均质岩体的纵波波速是,横波波速是

,岩石容重,求岩体的动弹性模量,动泊松比和动剪切模量。

解:弹性理论证明,在无限介质中作三维传播时,其弹性参数间的关系式如下:

动泊松比

动弹性模量

动剪切模量G,按公式

3.2 求在自重作用下地壳中的应力状态:如果花岗岩度以下的应力是多少? ,泊松比,则一公里深

解:因为地壳厚度比地球半径小的多。在局部地区可以把地表看作一个半平面,在水平方向为,深度也无限。现考虑地面下深度Z处的一个微小单元体。它受到在它上边岩、土体重量的压力。在单位面积上,这个重量是,其中, 是它上面物体的体积,是物理单位体积的重量,因此: 如果单元体四周是空的,它将向四周膨胀,当由于单元体四周也都在自重作用下,相互作用的影响使单元体不能向四周扩张。即

解之,则得: 对于花岗岩,,一公里深度以下的应力为:

由此可见,深度每增加一公里,垂直压力增加,而横向压力约为纵向压力的三分之一。

6.1 设某花岗岩埋深一公里,其上复盖地层的平均容重为

,花岗岩处于弹性状态,泊松。该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为( )。

(A)2600和867 (B)26000和8667

(C)2600和866

解答

(1)垂直应力计算

(D)2600和866.7

(2)水平应力计算

其中:侧压力系数的大小与岩体的性质有关,当岩体处于弹性状态时,采用弹性力学公式;当岩体比较破碎时,采用松散介质极限平衡理论公式;当岩体处于潜塑状态时,采用海姆公式。因为本题岩体处于弹性状态,所以采用弹性力学公式,侧压力系数为

所以:

可见,本题的正确答案为(B)


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