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1、电大岩土力学期末复习考试小抄一、 填空1、 岩石力学是研究岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题。2、 岩石的渗透性是指在水压力的作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。表示岩石渗透能力的物理指标是渗透系数K。3、 岩体结构面按成因可分为原生结构面、构造结构面及次生结构面三种。4、 岩石的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏。5、 岩石的抗剪强度是指岩石抵抗剪切破坏的能力，常用凝聚力C和内摩擦角来表示。6、 根据渗透破坏的机理，土的渗透破坏的形式主要有流土、管涌、接触流失和接触冲刷。二、 选择题1、 岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的（a）A脆性破坏B塑性破坏C弱
2、面剪切破坏2、 在直剪试验中，施加一垂直荷载之后，逐渐施加水平荷载，直至试件发生剪切破坏，试件的体积最终会（C）A始终不变B减小C增大3、 对脆性材料，三轴压缩试验试件的破裂面与大主应力方向之间的夹角为（A）A、45/2 B、45+/2 4、地下水位下降会引起（）A土中总应力减小 B土中总应力增加 C土中有效应力减小 D土中有效应力增加4、 土体具有压缩性的主要原因是（B）A主要是由土颗粒的压缩引起的 B主要是由孔隙的减少引起的 C主要是因为水被压缩引起的三、 判断题1、 土体剪切破坏面通常发生在大主应力面上。（错2、 与岩石抗压强度存在一定关系的主要物理指标有块体密度、比重、孔隙率、吸水率，
3、一般来说，块体密度、比重越大，岩石抗压强度越高，孔隙率或吸水率越大，岩石的抗压强度越低。(对四、 简答题1、 何为结构面？结构面按成因分为几类？答案：结构面是岩体中存在的具有一定方向、延展较大、厚度较小的地质界面。包括物质的分界面和不连续面。结构面按其成因可分为原生结构面、构造结构面、次生结构面。2、 何谓砂土液化？砂土液化的影响因素有哪些？答案：砂土或粉土在振动荷载作用下，转化为液体的行为或过程。砂土液化的主要影响因素有土的性质。3、 什么叫土的压缩性？答案：土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性。4、 土压力有哪几种类型？其大小关系如何？影响压力大小的因素有哪些？答案：根据墙身位移的情
4、况，作用在墙背上的土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。在相同条件下，被动土压力静止土压力主动土压力。土压力的大小主要与挡土墙的位移、挡土墙的形状、墙后填土的性质以及填土的刚度等因素有关，但起决定因素的是墙的位移。1粒度成分：土中各个粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量的百分数表示。2塑性指数：粘性土的液限和塑限之差，即土处在可塑状态的含水率变化范围。3岩体：在地质历史过程中形成的具有一定的岩石成分和一定结构、并赋存于一定地应力状态的地质环境中的地质体。4结构面：发育于岩体中具有一定方向和延伸性、有一定厚度的各种地质界面。5泥化夹层：含泥质的原生软弱夹层经一系列地质作用演化而
5、成的，它多发生在上下相对坚硬而中间相对软弱的刚柔相间的岩层组合下。6软弱结构面：岩体中具有一定厚度的软弱带（层）与两盘岩体相比具有高压缩和低强度的特征，在产状上多属缓倾角结构。7蠕变：岩石在大小和方向不变的条件下且应力保持不变时，应变随时间的增长而增大。8饱水系数：岩石的吸水率与饱和吸水率之比。9软化系数：岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值。10风化系数：风化岩石的饱和单轴抗压强度与新鲜岩石的单轴抗压强度之比。11离子交换：黏粘表面扩散层中的离子与空隙溶液中的离子发生交换，被吸附的离子进入溶液而溶液中的离子进入扩散层。12凝聚作用：颗粒之间相互结合的作用。13分散作用：颗粒之间相互分离的
6、作用。14触变作用：当黏粒发生凝聚，如果受到震动、搅拌、超声波、电流等外力作用时，往往会产生液化或由凝聚状态过渡到溶液或悬液状态，当这些外力消失后又重新凝结。15陈化作用：有触变性的土经过一定时间后会消失原来的触变性。16松弛：岩石外部条件不变的情况下，当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小。17自重应力：在修建建筑物以前，地基中由土体本身有效重量引起的应力。18附加应力：建筑的修建而在基础底面处产生的增加的压力。19土的抗剪强度：土受到外力作用以后，土粒间发生滑动，土抵抗剪切破坏的极限强度或土发生剪切破坏时，在剪切破坏面上的最大剪应力。20固结度：前期固结压力Pc与目前途的自重应力Po之
7、比。21剪胀作用：在法向应力较小的情况，在剪切作用下具有明显的剪胀，即结构面相对滑动时，由于结构面上的突起体的影响，结构面沿突起体斜面上开张开、发生膨胀的作用。22压缩定律：在无侧胀条件且压力变化不大的条件下，空隙比的变化与压力的变化成正比。23变形记忆：非弹性岩石每次卸载后再加载，在荷载超过上次循环的最大荷载后，形变曲线仍沿着单调加载曲线上升的现象。24无侧限抗压强度：指土在无侧限条件下，抵抗轴向压力的极限强度其值等于土破换时的垂直极限压力。25有效应力：土体内单位面积上固体颗粒承受的平均发向力。26地应力：地壳在各种运动过程中和自重作用下，岩体在天然条件下产生的内部应力。27疲劳破坏：如果
8、反复加载的应力值超过某一数值时，岩体将在某此循环中破坏的现象。一 有效应力法的原理及意义1原理 有效应力法是用剪切面上的有效应力来表达土的抗剪强度，即= tg+C=(-u)tg+C其中j有效内摩擦角；c有效粘聚力；s剪切破坏面上的总正应力；u孔隙水压力(超静)，由正应力和剪应力所引起孔隙水压力的增加值。这种方法需直接测得剪切面上的孔隙水压力u，总压力减去孔隙水压力u为有效压力。用有效压力法求得的、C分别称有效内摩擦角和有效内聚力。2意义 有效应力法求得的抗剪强度指标最科学、最准确的反映了土强度的实质，因此可以为解决某些工程问题提供最有效，最可靠的数据。二 土的压缩过程及特点1 定义 土在受到外
9、力(主要是压力)作用下发生变形，体积缩小的性质称为土的压缩性。2压缩过程 对于饱和土体，土是由固体颗粒和水组成的。土受到外力作用时，首先是由孔隙水承担这种压力，在受作用范围内的孔隙水压力升高，与外围孔隙水形成水头压力差，于是在水头差的作用下，水从孔隙中流出，孔隙水压力减小，外力转移到土粒上，粒间压力逐渐增大，颗粒向孔隙内移动，土体发生压缩变形。非饱和土的压缩过程较饱和土要复杂一些。受压初期，压力作用在土粒上，土体积压缩，随着土中孔隙体积的减少，土体逐渐达到饱和状态，成为饱和土，以后的压缩过程与饱和土相同。3 特点 （1）土的压缩主要是由于孔隙体积减小而引起的，而在工程上一般的压力(100600
10、 kPa)作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量非常微小，可以忽略。（2）压缩往往需要一定的时间。土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程称为土的固结。固结时间的长短与土的透水性有关。砂土等粗颗粒的土，由于渗透性好，孔隙水容易排出，因此，固结时间短；粘性土的透水性差，土中水沿孔隙排出速度很慢，固结往往需要很长的时间。三 影响土的抗剪强度的因素1 土的矿物成分、颗粒形状和级配的影响对于粘性土，主要是矿物成分的影响。粘性土的抗剪强度随着粘粒和粘土矿物含量的增加而增大，或者说随着胶体活动性的增强而增大。对于砂性土，主要是颗粒的形状、大小及级配的影响。在土的颗粒级配中，粗颗粒越多、形状越不规则、表面越粗
11、糙，则内摩擦角越大，因而抗剪强度越高。2 含水量的影响含水量的增高一般会使土的抗剪强度降低。这种影响主要表现在两方面，一是水分在较粗颗粒之间起着润滑作用，使摩擦阻力降低；一是粘土颗粒表面结合水膜的增厚使粘聚力（水胶连接力）减小。3 天然密实度的影响一般地，土的天然密实度越大，抗剪强度就越高。对于粗颗粒土如砂土，密实度越大，颗粒之间的咬合作用越强，因而摩擦阻力越大；对于细颗粒土如粘性土，密实度大则意味着颗粒之间的距离越近，水膜越薄，粘聚力就越大。4 粘性土触变性的影响粘性土的强度会因受到扰动而削弱，但经过静置又可得到一定程度的恢复，对于粘性土的这一特性称为触变性。当粘性土受扰动后，一般强度会降低
12、，精置一段时间，强度会逐渐恢复5 土的应力历史土的受压过程所造成的受力历史状态，对土的强度的试验结果也有影响。6 孔隙水压力孔隙水压力不会产生土颗粒之间的摩擦力，只有作用在颗粒之间的有效应力才能产生内摩擦强度。根据有效应力原理，孔隙水压力升高，有效应力下降，抗剪强度也下降。四 风化作用对岩石物理性质的影响1 产生新的裂隙 岩石风化过程可产生新的裂隙或使原有细微裂隙张开、延伸，使岩石分裂成更小的碎块，进一步破坏岩石的完整性，随着原有结构连接的削弱，岩石强度降低，甚至变为松软土。2 形成新的矿物：岩石在风化过程中，由于水解、水化、氧化作用等使原生矿物发生变化，形成新的矿物，特别是黏土矿物，从而改变
13、了岩石的力学性质。3 改变岩石的物理力学性质：岩石成分和结构的改变，使其物理力学性质发生改变。一般表现为：抗水性降低，亲水性增强；力学性质降低，压缩性提高；渗透性增强。五 压缩条件下围压对岩石变形破坏的影响1 岩石破坏前应变随s3增大而增大2 岩石的峰值强度随s3增大而增大3 随s3增大岩石变形模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显4 随s3增大，岩石的塑性不断增大，随s3增大到一定值时，岩石由弹脆性转变为塑性。这时，s3的大小称为“转化压力” 。5 随s3的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性剪切及塑性流动破坏方式过渡。六 分层总和法计算地基沉降量的原理、方法、步骤及优缺点1原理 将地基
14、土分为若干个水平土层，分别计算每个土层的压缩量，然后累计起来，即为地基的最终沉降量。2 计算方法与步骤 a绘制地基土层分布和基础结构剖面图b计算地基土中自重应力，土层变化点、地下水位面为计算点。计算结果按一定的比例绘制自重应力随深度变化曲线于剖面图的一侧c计算基础底面接触压力d计算基础底面附加压力e计算地基图中的附加应力f确定受压层的深度zn。一般土：zn取附加应力为自重应力的20%的深度；软土：zn取附加应力为自重应力的10%的深度g计算受压层范围内各分层的压缩量h计算地基最终沉降量3优缺点a具有物理概念明确、计算方法简便的优点b但计算结果与实际观测结果存在于大的误差，主要表现在：中等地基，
15、两者结果接近；软弱地基，计算结果偏小(小于实测结果)；坚实地基，计算结果偏大(有时远大于实测结果)c原因在于：采用的假设与实际不符；计算所用的指标的代表性、取样与试验条件存在问题；计算中没有考虑地基、基础、上部结构三者之间的作用关系。七 结构面的分级、各级结构面的特征及对岩体特征的影响按结构面延伸长度、切割深度、破碎带宽度及其力学效应，可将结构面划分为五级：级：包括大小构造单元接壤的深大断裂带。影响到区域稳定性，并影响山体稳定性和岩体稳定性。级：如较大的断层、层间错动、接触破碎带、不整合面、原生软弱夹层、风化夹层等。影响常控制工程区的山体稳定性或岩体稳定性。级：主要为小断层，延伸长度一般数十米数百米，破碎带宽度小于1m。影响或控制工程岩体，如地下洞室围岩及边坡岩体的稳定性。级：延伸性较差的节理、层面、次生裂隙、小断层及较发育的片理、劈理等。主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质。级 ：包括隐节理、微层面、微裂隙及不发育的片理、劈理等。主要影响岩块的物理力学性质。八 泥化夹层的成因、特征及工程性质的特点1定义 泥化夹层是含泥质的软弱夹层经一系列的地质演化作用形成的(往往与水有关)，是含水量较大，处于塑性状态的含泥质的软弱夹层。多分布于上下相对坚硬而中间相对软弱、刚柔相间的岩层组合条件下。
