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1、中南大学考试试卷标准答案200 7 2007学年2 学期 时间110分钟 2008年1月21日岩体力学课程込学时旦学分考试形式：闭卷专业年级：城市地下空间专业0501,0502,0503班 总分100分，占总评成绩70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（本题20分，每小题4分）1. 岩体工程:主要指岩基和岩体中的各种地表半地下或地下坑硐。其研究包括岩体初始应力、 围岩稳定、岩基稳定、边坡稳定和岩爆等等问题。2. 岩石质量指标:直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻 进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示
2、。3. 岩石流变：应力不变，应变随时间增大的现象叫蠕变；应变不变，应力随时间减小的现象 叫松弛，统称为流变。4. 次主应力:某个面上的正应力的极值，一般不等于主应力；次应力作用面上仍然有剪应力 而主应力作用面上无剪应力；只有三个正交平面上的剪应力都为零时，次应力才等于主应 力。5. 围岩:在岩体中的各种坑道，开挖打破了岩体原始应力平衡状态，在其周围一定范围内的 岩体中发生应力重分布，通常将这部分岩体叫围岩。二、填空题（本题24分，每小题1. 5分,共16小题）1. 岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和5个阶段。2. 格里韮斯判据是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的
3、裂缝发展提供了 一个近似理论。3. 岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。4. 结构面的状态包扌舌几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发 育程度等等。5. 霍克一布朗经验判据在岩体力学的实验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁, 克服了借助经验方法将岩石力学参数进行折减的缺陷。6. 岩体综合调杳方法包扌舌钻孔取心调杳和沿暴露面调杳。7. 常见的岩体工程分类方法包括RQD质量指标分类方法、RMR分类方法、RQD 、Q方法。& 边坡破坏基本类型包扌舌圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。三、选择题（本题24分，每小题3分）1. 关于岩石蠕变试验流变力
4、学组合模型元件的描述中，哪一个是错误的 D 。A. 有瞬时弹性应变阶段，有弹性元件；B.瞬时弹性变形后应变随时间发展，有粘性元件；C.应力松弛是不完全松弛，有塑性元件；D.应力松弛是不完全松弛，有粘性元件;2. 关于岩体、结构面（不连续面）、结构体的关系中，哪一个是错误的？B cA. 结构体和结构面是岩体的基本组成部分；B.岩体的静力学特性是固定不变的；C. 结构体和结构面的力学特性，岩体结构，地应力是岩体的力学特性基本影响因素；D. 在结构体强度高时，岩体的力学特性由结构面的力学特性决定；3. 关于结构面抗剪强度的说话错误的是（C）A.随着夹层厚度的增加迅速降低；B.随着颗粒直径增大而增大，
5、超过30mm，变化不大;C.含水量增大对抗剪强度影响不大；D.可能存在剪胀现象或剪断现象。4. 关于岩体初始应力的说法中错误的是：BA. 岩体初始应力分布大小和方向随深度变化B. 构造应力场分析是确定构造应力场的主应力方向和大小。C. 断层以及断层破碎带附近的局部范围内是应力降低区；D. 在高山环绕的山谷底部，铅垂应力大于按覆盖岩石自重计算的理论值。5平面滑动时滑动面倾角卩、坡面倾角a、滑动面摩擦角9的关系是（C ）。A. P =9B. P a且C.D. p a且B Wq6. 由两组结构面构成的斜坡如下赤平投影图所示，则该斜坡的滑动方向为（A ）。A. AOB. COC. BOJ1.结构面J2
6、.斜坡面7关于围岩喷锚支护说法中，正确的是：DA属于主动支护，不能充分发挥围岩自稳能力；B不能使混凝土喷层与围岩连续地紧密贴合; C.不能及时有效地控制和调整围岩应力的重分布；D.是软弱破碎岩体中一种最有效支护方式。 &关于圆形坑道围岩应力弹塑性分析，以下说法错误的是（D ）。A. 塑性区应力满足径向平衡条件和摩尔一库仑破坏准则以及应力边界条件；B. 围岩分为塑性区和弹性区。塑性区内，径向压力和切向压力均随着半径增大而增大，弹性 区内，径向应力随半径增大而增大，切向相应随半径增大而减小；C. 围岩塑性区分为松弛区和承压区；D. 塑性区半径对应于塑性区切向应力与弹性区切向应力相等；松弛区半径对应
7、于塑性区径向 应力等于原岩应力。四、计算题（本题32分，第1, 2每小题10分，第3小题12分）1已知岩石的单轴压缩压强度为80MPa,相应的破坏面与水平面夹角为75，求当小主应力 b = 20MPa时，对应的大主应力b，破坏面上的法向应力和切向应力e ?31b bb +b b b（公式：e=T3 sin 2a，b=T 于 + +3 cos 2a ）2 2 2c = Kc + cK Q甲13 c解答：a=T + =， 75 = 45 +， q = 60。；1 + sin Q2c cos Q ；422K =; c =80 = 2cX 0.5 ;c = 10.72，c = 1 + 0.866 x
8、20 + 80 = 358.5MPa1 - 0.866 1 1 - 0.866358.5 - 20358.5 + 20 358.5 - 20t =x 0.5 = 84.6MPa， c =+x (-0.866) = 42.7MPa21 - sinQc 1 - sinQ222.已知结构面c = 0.5MPa申=45。倾角a=400，岩块c = 35MPa e= 30，岩体受到 00c =12MPa=55MPa，求岩体是否破坏？发生破坏的话，是何种破坏？ 31解答：c =t = 0.5MPa 申=450 倾角a=40。c +c c -cc 12 + 55 55-12“外力作用在结构面上：c=t3 +
9、 i3cos2a=+cos800 = 37.2MPa2 2 2 2c -c55 -12t= 3 sin 2a =一 sin800 = 21.1MPa2 200结构面抗剪强度：t = c +o tan申=0.5 + 37.2x tan45o = 37.7MPa0“0，岩体不会发生破坏。3.-边坡内存在-结构面0=0-550MPa%=49结构面倾叙”=25，坡面倾角坡体岩体自重y = Z1KN/m3,张裂隙高度为Z二25m，张裂=50o，坡面高度H = 80m，H = 80m, Z = 25mA = (HZZ) = X = 130.02m sin 25sin 25w =Y H x(H 一 Z)H
10、-(H 一 Z)2 tan Q 2 tan Q 2 tan Q pfp80 x 55802552=27 x = 94692.91KNtan 2502 tan 5002 tan 250U =1 y Z A =丄10 x 20 x 130.02 = 13000.2KN2 w w2Z 2202V =十 y =y= 2000KN2 w 5 2c A + (W cos Q U V sin Q )tan QF = 0pp0-W sin Q + V cos Qpp550 x 130.02 + (94692.91 x cos 25 13000.2 2000 x sin 25 ) tan 4994692.91 x sin 25 + 2000 x cos 25
