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1、第二章 岩石物理力学性质,1、岩石的基本构成和地质分类 2、岩石的物理性质 3、岩石的力学性质 4、影响岩石力学性质的主要因素,内容回顾：,第二章 岩石物理力学性质,了解： 岩石的基本构成和地质成分；岩石中的主要造岩矿物，其物理力学性质；常见的演示结构类型。 重点： 1、岩石的基本物理性质； 2、岩石的单轴压缩变形特性，应力应变全过程曲线的工程意义； 3、岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及其实验室测定方法； 4、岩石在三轴压缩条件下的力学特性； 5、影响岩石力学性质的主要因素；,第二章 岩石物理力学性质,难点： 1、影响岩石力学参数的主要因素； 2、岩石变性特征和力学性能； 3、岩石应力应变
2、曲线的实质和工程意义。 关键术语： 物理性质:密度；容重；岩石的孔隙性；孔隙率；孔隙比；岩石的水理性；吸水率；饱水率；饱水系数；岩石的透水性；渗透系数；岩石的抗冻性；抗冻系数；岩石的软化性；软化系数； 力学性质:抗压强度；抗拉强度；抗剪强度；峰值强度；残余强度；岩石的变形；全应力应变曲线；刚性压力机。,1. 比较岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为( )。 （）抗压强度抗拉强度抗剪强度 （C）抗压强度抗剪强度抗拉强度,2. 剪胀（或扩容）发生的原因是由于（ ） （A）岩石内部裂隙闭合引起的 （B）压应力过大引起的 （C）岩石的强度大小引起的 （D）岩石内部裂隙逐渐张开、贯通引起的,3. 大
3、部分岩体属于（ ）。 （A）均质连续材料 （B）非均质材料 （C）非连续材料 （D）非均质、非连续、各向异性材料,4. 岩石受力后表现为何种形式的破坏下列那个因素没有关系( ) A）岩石自身性质 （B）岩石赋存环境（C）最大主应力（D围压,第二章 岩石物理力学性质-习题,C,D,D,C,5. 在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。（ ） （A）h/d较大，磨擦力很小 （B）h/d较小，磨擦力很大 （C）h/d的值和磨擦力的值都较大 （D）h/d的值和磨擦力的值都较小 6. 由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉
4、强度，所以岩石属于( ) （A）脆性材料 （B）延性材料 （C）坚硬材料 （D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征 7. 岩石的水理性包括岩石的（ ）、（ ）、（ ）和抗冻性,第二章 岩石物理力学性质-习题,B,D,吸水性,透水性,软化性,8. 按照岩石在变形过程中所表现出来的应力应变时间关系的不同，可以将岩石划分为（ ）、（ ）和（ ）三种性质各异的基本变形作用。 9. 岩石中的微结构面主要包括解理、（ ）、晶粒边界、颗粒空隙和（ ）等。 10. 岩石扩容： 11. 岩石各向异性： 12.巴西劈裂试验中，P为劈裂破坏时最大压力，D为岩石圆盘的直径，T为岩石圆盘厚度，则岩石抗拉强度的公式为
5、（ ）,第二章 岩石物理力学性质-习题,弹性变形,塑性变形,粘性变形,晶格缺陷,微裂隙,岩石在载荷作用下在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。,岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的现象。,13. 简述全应力应变曲线的四个阶段？ 14. 简述影响岩石抗压强度的主要因素有哪些？ 15. 全应力应变曲线的三个用途？,第二章 岩石物理力学性质-习题,答：首先，孔隙裂隙压密阶段，其次弹性变形指微弹性裂隙稳定发展阶段，第三，非稳定破裂发展阶段；第四，破裂后阶段。,答：影响岩石抗压强度的因素可以分为两个方面：一方面，岩石本身，如岩石的颗粒大小、矿物成分、颗粒连接和胶结情况，块体密度、
6、层理和裂隙的特性和方向，风化程度和含水情况等；另一方面，是试验方法，如试件大小，尺度相对比例，形状、试件加工情况和加载速度等。,答：首先，预测岩爆；其次，预测蠕变破坏；最后，预测循环加载条件下的岩石破坏。,16试论述岩石应力-应变曲线类型及成因，并画出相应的曲线图。,第二章 岩石物理力学性质-习题,类型I 直线型 弹性 应力与应变关系是一直线或近似直线，直到试件发生突然破坏为止。具有这种变形性质的岩石有玄武石、石英岩、白云岩以及极坚固的石灰岩。由于塑性阶段不明显，这些材料被称为弹性体。,第二章 岩石物理力学性质-习题,类型II 下凹型 弹塑性 应力较低时，应力-应变曲线近似于直线，当应力增加到
7、一定数值后，应力-应变曲线向下弯曲，随着应力逐渐增加而曲线斜率也就越变越小，直至破坏。具有这种变形性质的岩石有较弱的石灰岩、泥岩以及凝灰岩等，这些材料被称为弹-塑性体。,类型III 上凹型 塑弹性 在应力较低时，应力-应变曲线略向上弯曲。当应力增加到一定数值后，应力-应变曲线逐渐变为直线，直至发生破坏。具有这种变形性质的代表岩石有砂岩、花岗岩、片理平行于压力方向的片岩以及某些辉绿岩等，这些材料被称为塑-弹性体。,第二章 岩石物理力学性质-习题,类型IV S型 塑弹塑性 应力较低时，应力-应变曲线向上弯曲，当压力增加到一定值后，变形曲线成为直线，最后，曲线向下弯曲，曲线似S型。具有这种变形特征的
8、岩石大多数是变质岩，如大理岩、片麻岩等，这些材料被称为塑-弹-塑性体。,类型V 基本上与类型IV相同，也呈S型，不过曲线斜率较平缓。一般发生在压缩性较高的岩石中。应力垂直于片理的片岩具有这种性质。,第二章 岩石物理力学性质-习题,类型VI 应力-应变曲线开始先有很小一段直线部分，然后有非弹性的曲线部分，并继续不断地蠕变。这是岩盐的应力-应变特征曲线，某些软弱岩石也具有类似特性。这类材料被称为弹-粘,第三章 岩体力学性质,内容回顾：,1、岩体结构基本类型 2、岩体结构面及其充填特征 3、结构面的力学性质 4、岩体的变形特性 5、岩体的强度特性 6、岩体的水力学性质 7、 岩体质量评价及其分类,了
9、解 岩体结构分类依据和分类方案，各类岩体结构的地质特征及对工程岩体结构分类；了解结构面类型及特征，掌握结构面分级的依据，岩体质量评价及其分类。 重点掌握： 1、岩体结构的基本定义； 2、岩体的强度特征及强度测定； 3、岩体的变形特征； 4、岩体分类与质量评价方法。 5、结构面的剪切变形特征； 6、结构面的抗剪强度； 7、结构面的力学效应。 8、岩体的水力学性质,第三章 岩体力学性质,第三章 岩体力学性质,难点： 1、结构面的力学效应。 2、岩体的变形特征； 3、岩体的力学特征 关键术语：结构面；原生结构面；构造结构面；次生结构面；粗糙度；结构面的剪切变形；结构面的抗剪强度；岩体结构，岩体强度，
10、准岩体强度；岩体变形，岩石RQD质量指标；完整性系数,第三章 岩体力学性质-习题,1. 对于粗糙起伏无充填的不规则的锯齿状结构面而言，当结构面粗糙程度相同时，作用于结构面法向应力越大，则剪胀角（ ） （A）等于零（B）越大（C）越小（D）不变 2. 岩体的尺寸效应是指（ ）。 （A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 3.影响岩体力学性质的基本因素（ ）。 （A）结构体的力学性质（B）结构面的力学性质 （C）岩体结构力学效应（D）环境因素,C,C,ABCD,4. 岩体的赋存环境对岩体的力学性质有重要
11、的影响，其赋存条件不包括（ ）。 （A）地应力（B）地下水（C）地温（D）附加应力 5.以下不属于原生结构面的是（ ）。 （A）原生节理（B）断层（C）沉积结构面（D）变质结构面 6.岩体结构面的力学性质不包括（ ）。 （A）尺寸效应性质（B）法向变形性质（C）剪切变形性质（D）抗剪强度 7.节理岩体各方向上的力学性质差别较大，这主要是结构面的（ ）决定的。 （A）厚度（B）充填物（C）节理、层面的方向性（D）长度,第三章 岩体力学性质-习题,D,B,A,C,第三章 岩体力学性质-习题,8. 结构体和结构面是岩石的基本组成部分，在某些情况下，（结构面）对岩体的力学性质和力学作用具有控制作用，但
12、在硬岩中，主要是（结构体）的力学性质确定了岩体的力学性质。 9. 岩石质量指标（RQD）,结构面,结构体,长度在10cm以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，成为岩石质量指标（rock quality designation）。,10. 结构体 11. 岩体完整性指标,第三章 岩体力学性质-习题,结构面以其本身的产状，彼此组合将岩体切割成形成形态不一、大小不等以及成分各异的岩体块体，被各种结构面切割而成的岩体块体。,指岩体弹性纵波与岩石弹性纵波之比的平方。,也称水力传导系数，是岩体介质特征和流体特性的函数。,13. 某工点岩体主要是白云质灰岩，实验室测得岩块单轴抗压强度 ，纵波波速 ，现场测得
13、纵波波速为 。求现场岩体的单轴抗压强度 。,第三章 岩体力学性质-习题,14. 地下水对岩体稳定性的不利影响包括哪几个方面？ 15. 岩体结构面尺寸效应主要表现在哪些方面？,第三章 岩体力学性质-习题,答：静水压力、动水压力、物理化学作用降低力学强度,答：岩体结构面的尺寸效应表现为：首先随着岩体试块面积的增加，平均峰值剪切应力呈减小趋势；其次，随着结构面尺寸的增大，达到峰值强度时的位移量增大；第三，由于尺寸的增加，剪切破坏形式有脆性破坏向延性破坏转化；第四，尺寸增大，峰值剪胀角减小；第五，随着结构面粗糙度较小，尺寸效应也在减小。,16. 简述岩体渗流特点？,第三章 岩体力学性质-习题,答：岩体
14、以裂隙渗流为主，特点表现为：第一，岩体渗透性大小取决岩体中结构面的性质及岩块的岩性；第二，岩体渗流以裂隙导水，微裂隙和岩石孔隙储水为其特色；第三，岩体裂隙网络具有定向性；第四，岩体一般看作非连续介质；第五，岩体的渗流具有高度的非均质性和各向异性；第六，一般岩体中的渗流复合达西渗流定律；第七，岩体渗流受应力场影响明显；第八，复杂裂隙系统中的渗流，在裂隙交叉处，具有“偏流效应”。,第四章 地应力及其测量,内容回顾：,1、地应力测量的必要性 2 、地应力直接测量法 3、 地应力间接测量法,第四章 地应力及其测量,了解 地应力测量的必要性，地应力形成的原因及地应力分布规律。 重点难点： 1、岩体初始应
15、力场的构成； 2、重力应力场和构造应力场的特点； 3、原岩应力场的分布状态； 4、应力解除法的基本原理。 5、直接测量法和间接测量法,第四章 地应力及其测量,关键术语： 原岩、围岩、原岩应力、自重应力、构造应力、次主应力、应力解除 要求： 1、掌握本课程重点难点内容； 2、了解原岩应力分布状态； 3、了解影响原岩应力分布的因素； 4、熟悉几种应力解除法测试原岩应力的方法和测试步骤； 5、了解水压致裂法的测试方法。,第四章 地应力及其测量-习题,1. 初始地应力主要包括（ ）。 （A）自重应力（B）构造应力 （C）自重应力和构造应力（D）残余应力 2. 测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（
16、 ） （A）应力恢复（B）应力解除法 （C）弹性波法（D）模拟试验 3.构造应力的作用方向为 （ ）。 A、铅垂方向 B、近水平方向 C、断层的走向方向 D、倾斜方向,C,B,B,4.下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（ ）。 （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.如果不实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？（ ） （A）0.5（B）1.0（C）1,第四章 地应力及其测量-习题,B,B,6.在地应力测量中以下那种方法不属于直接测量法（ ） （A）扁千斤顶法（B）声发射法（C）水力劈裂法
