6、论述蠕变三阶段的变形特征。
答:蠕变的曲线特征:划分为三个阶段1.减速蠕变阶段2.等速蠕变阶段3.加速蠕变阶段
7、影响蠕变性质的因素有哪些?如何影响?
答:影响因素1.岩性,岩石本身性质是影响其蠕变性质的内在因素2.应力:对同一种岩石来说,应力大小不同,蠕变曲线的形状及各阶段的持续时间也不同3.温度,温度上升,岩石总应变与等速阶段应变速率都明显增加了,另外,岩石的总应变及蠕变等速率随温度增加幅度也不同4.湿度:一般情况下湿度大的岩石
比湿度小的岩石总蠕变大。
8、在单轴压缩循环加载条件下,当卸荷应力值不同时,岩块变形有何特征?
答:1.当卸载点P的应力值低于岩石弹性极限(A)时,即卸载荷曲线将基本上沿加荷曲线返回到原点,为弹性形变2.当卸载荷点p的应力值高于岩石弹性极限(A)时,则卸载曲线偏离原来的加荷曲线,也不能
回到原点,其变形包括弹性变形εe和塑性变形εp,此时有
Ee=σ/εe;E=σ/(εe/εp)
9、如何测定岩石单轴抗压强度并分析测定单轴抗压强度的影响因素。
答:1.压实内部因素(矿物组成,结构构造、密度、风化程度等)2.实验条件:1.形态效应影响2.尺寸效应
3.试件横断面积A(m㎡)则岩石的单轴抗压强度σc(Mpa)为σc=Pc/A高径比;4.试件加工精度5.加荷
速率6.端面条件7.湿度和温度8.层理结构。
10、岩块剪切强度参数有哪两个?它们在直剪和三轴试验中是如何确定的?
特别要掌握莫尔圆与抗剪强度的关系。
答:参数为:岩块内聚力和内摩擦角。实验时,先在试件上施加法向压力N,然后在水平方向主机施加水平剪力T,直到破坏。同一组岩样,在不同法向力σ下进行直剪试验,可得到不同σ下的抗剪断强度τf,且在τ-σ坐标中绘制出岩块强度包络线。;三轴试验:将一组试件试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的围压σ3投到σ1-σ3曲线。然后在曲线上选择——最佳直线段,求出其斜线斜率m和σ1轴上的截
距b,按下式求剪切强度参数C,υ值:υ=sinˉ¹(m-1/m+1);C=b*(1-sinυ)/2cosυ
11、阐述库仑一纳维尔判据及莫尔判据的主要内容及其应用。
答:库仑判据:岩石内任一点发生剪切破坏时,破坏面上的剪切应力τ应等于或大于岩石本身的抗剪强C和摩擦阻力σtanυ之和;摩尔判据:当岩石中一点可能滑动面上的箭应力大于该面上的剪切强度时,该点
就产生破坏,而滑动面的剪切强度τ又是作用于该面上法向力σ的函数。
12、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。
13、为什么在普通材料试验机上得不到全应力--应变曲线?
第四章 复习思考题
1、结构面的法向刚度和剪切刚度是如何定义及测定的?
答:1.在剪应力作用下,结构面产生单位剪切位移所需要的应力,其值等于峰值前τ-△μ曲线上任意一点的切线斜率。确定方法:通过室内试验测出τ-△μ曲线,然后从曲线上求斜率。法向刚度指在法向应力作
用下,结构面产生单位发行变形所需要的应力,数值上等于σn-△Uj曲线上的一点切线斜率。
2、影响结构面抗剪强度的主要因素有哪些?
答:1.平直无充填结构面:取决于壁岩岩性及平直光滑程度;若壁岩岩性软弱壁面平直光滑,则其摩擦强度低粘聚力小,其抗剪强度愈低2.粗糙起伏无充填的结构面:抗剪强度与法向应力、结构面形态、壁面岩性有关3.非贯通断续结构面:剪切破坏要经历线性变形——裂隙端部发生新裂隙——新旧裂隙扩展联合过程其应力状态复杂4.具有充填物的软弱结构面与充填物的物质成分结构,充填程度和厚度、含水率等因素
有关。
3、何为剪胀(爬坡)效应和啃断效应?
答:1.剪胀效应:在法向应力较低条件下,结构面的啃断效应在法向应力较大条件下,结构面破坏剪切破坏是由于岩块沿结构面滑动引起的垂向位移。啃断效应:在法向应力较大条件下,结构面破坏剪断凸起所
引起的破坏。
考试复习题
4、具有充填物的软弱结构面抗剪强度的影响因素有哪些?
第五章 复习思考题
1、岩体变形特征参数有哪些?如何确定。
答:岩体变心模量Em和弹性变形模量Eme;Em=PD(1-μm²)ω/W;
Eme=PD(1-μm²)ω/We;μm为泊松比,p为承压板单位面积的压力,D为承压板的直径或者边长,ω为
系数,与承压板形状及刚度有关。W为相应于P下的岩体总变形
2、岩体剪切变形特征曲线有哪三种?各自的特征是什么?各种特征曲线对应的岩体类型是什么? 答:A型:峰值前曲线平均斜率小,在较低应力作用下产生较大的破坏位移;峰值后强度损失小,τr/τp=1~0.6,沿软弱结构面剪切时,变形曲线常呈这类曲线。B型:峰值前曲线品均斜率较大,峰值强度高;峰值后强度损失较大,有时明显的应力降沿粗糙结构面剪切或软弱体,剧烈风化岩体剪切时,变形曲线属于这类曲线。C型:峰值前曲线斜率较大,峰值强度高,峰值后强度损失大,压力降明显。剪断坚强岩体
时,变形曲线多属于这类曲线。
3、结构面性质是如何影响岩体变形性质的?
答:结构面性质,一般的,结构面张开度大,又无填充物或填充物厚度薄时,岩体变形大。
4、试论述结构面、应力状态和风化程度等因素对岩体剪切强度的影响。
答:1.应力状态:高应力条件下,岩体剪切强度=岩块剪切强度;低应力条件下,岩体剪切强度主要受结构面控制2.结构面:沿结构面剪切破坏时,岩体剪切强度最小,并且岩体剪切强度约等于结构面剪切强度;垂直结构面剪切破会时,岩体剪切强度最大,并且岩体剪切强度=岩块剪切强度;沿复合剪切面剪切破坏时,岩体剪切强度介于上述两者之间3.岩体风化程度:风化程度严重Cm、υm都小,岩体强度低,4.岩块破坏
时,岩性坚硬,Cm,υm都大,岩体强度高。
5、分析影响波在岩体中传播速度的主要因素。
答:1.岩体密度(岩体愈致密坚硬波速越大)2.结构面(岩体中结构面使波速呈各向异性,沿结构面大于垂直结构面)3.应力状态(压应力作用下,波速随之增大而增大;拉应力作用下波速随之增大而减小)4.地下水
5.温度(随温度上升而下降,温度降低而升高)
6、岩体原位变形试验方法有哪些?
答:1.静力法:在选定的岩体部位上施加法向载荷,测定其岩体变形值,然后绘制出压力——变形关系曲线,并计算出岩体变形参数;又分为承压板法、夹缝法、钻孔变形法、水压洞室法和单(双)轴压缩试验