【正文】 應(yīng)力 B. 提高了巖石的極限應(yīng)力 C. 對巖石的極限應(yīng)力無影響 D. 以上三種均有可能產(chǎn)生 答案： A 【例題 27】對于三軸試驗，當(dāng)圍壓增大時，主應(yīng)力將作何變化 ( )。顯然，巖體的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力是與巖體的特性 (例如巖體中的裂隙發(fā)育密度與方向，巖體的彈性、塑性、粘性等 )有密切關(guān)系，也與正在發(fā)生過程中的地質(zhì)構(gòu)造運動以及與歷次構(gòu)造運動所形成的各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象 (例如斷層、褶皺等 )有密切關(guān)系。 【例題 1】下列各項有關(guān)巖體初始應(yīng)力的敘述，正確的選項 為（ ）。對于地下洞室工程來講，我們把與洞室本身穩(wěn)定性密切相關(guān)的巖體稱為圍巖。所以，研究巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，就是為了正確地確定開挖巖體過程中的巖體內(nèi)部應(yīng)力變化，合理地設(shè)計巖體工程的加固措施。 A. 186kpa B. 201kpa C. 86kpa D. 101kpa 答案： A 地表以下 15m 處土的 有效自重應(yīng)力值為（ ）。這種情況往往與地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力有密切關(guān)系。 2. 巖體的構(gòu)造應(yīng)力場 地殼的各種地質(zhì)構(gòu)造是在大范圍內(nèi)的巨大的地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力場作用下發(fā)生和形成的。 由于地質(zhì)構(gòu)造運動，巖體經(jīng)受了相當(dāng)大的外力作用，形成了各種地質(zhì)構(gòu)造，例如向斜、背斜和各種褶皺，以及產(chǎn)生斷裂而形成各種節(jié)理及斷層等。除巖體中保存一部分殘余變形外，其儲存的能量將部分或全部釋放，構(gòu)造應(yīng)力也就部分或全部消失。 A. 彈性變形 B. 塑性變形 C. 流動變形 D. 殘余變形 答案： A 【例題 10】巖體當(dāng)中的殘余應(yīng)力屬于（ ）。但是，構(gòu)造應(yīng)力場的方向可以根據(jù)地質(zhì)力學(xué)的方法加以判斷。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和巖石強度理論，一般認(rèn)為自 3．巖體初始應(yīng)力的影響因素 1)地形 地形的起伏影響巖體內(nèi)的自重應(yīng)力。在均質(zhì)巖層中(圖 1536(a))，凹口的應(yīng)力集中現(xiàn)象還比較規(guī)則，而在非均質(zhì)巖層中，巖體中的應(yīng)力變化還會隨巖性的變化而變得更復(fù)雜 (圖 1536(b))。在斜坡上的局部上凸部位，其應(yīng)力急驟減小，而在斜坡下凹地方則應(yīng)力增大。圖 1538 所示為背斜褶曲的影響，在褶曲兩翼顯示出應(yīng)力增大，而在褶曲中部則應(yīng)力降低。 A. 翼的端部 B. 翼的中部 C. 褶曲中部 D. 褶曲部位 答案： C 圖 1539 所示為斷層對自重應(yīng)力的影響。在通常情況下，靜水壓力只是起到減輕巖體質(zhì)量的浮力作用，浮力的大小等于水的密度與所考慮點的水頭高度的乘積。 【例題 15】對于巖體工程而言，應(yīng)考慮的水壓力為（ ）。 巖體的地溫應(yīng)力是壓縮應(yīng)力，并隨深度增加。巖體應(yīng)力量測可以分為巖體初始應(yīng)力量測和地下工程應(yīng)力分布量測。通常應(yīng)用較多的三種方法是應(yīng)力解除法、應(yīng)力恢復(fù)法和水壓致裂法。為了量測巖體中某個位置的應(yīng)力，就必須使用鉆具鉆孔或開挖，以便到達(dá)該測量點，這必然會擾動巖體。 A. 應(yīng)力解除法 B. 應(yīng)力恢復(fù)法 C. 水壓致裂法 D. 點載荷試驗法 答案： D 【例題 19】對于巖體的初始應(yīng)力進 行量測時，不能采取的方法是（ ）。將孔壁壓裂，測定壓裂過程中的各特征點壓力及開裂方位，然后根據(jù)測得的壓裂過程中泵壓表頭讀數(shù)，計算測點附近巖體中地應(yīng)力大小和方向。如果圍巖 滲透性大，該壓力將逐漸衰減。 4．水壓致裂法 的特點 1)設(shè)備簡單。 3)測值直觀。 5)適應(yīng)性強。 【例題 21】用水壓致裂法量測巖體初始應(yīng)力時存在著一個較大的缺陷是（ ）。應(yīng)用一定的儀器，測定這種彈性恢復(fù)的應(yīng)變值或變形值，并且認(rèn)為巖體是連續(xù)、均質(zhì)和各向同性的彈性體，于是就可以借助彈性理論的解答來計算巖體單元所受的應(yīng)力狀態(tài)。 【例題 22】采用孔壁應(yīng)變測試方法測試孔壁應(yīng)變時，該種方法屬于（ ）。 A. 隨深度 H 的增大呈線性關(guān)系增加 B. 隨深度 H 的增大呈線性關(guān)系減小 C. 與深度 H 的變化無關(guān) 答案： A (二 )水平應(yīng)力隨深度的變化 通過研究南部非洲、美國、日本、冰島及加拿大等地區(qū)的應(yīng)力測量結(jié)果可以看出，盡管隨著地質(zhì)環(huán)境的變化其結(jié)果有所差異，但揭示出地殼內(nèi)水平應(yīng)力隨深度增加呈線性關(guān)系增大 (圖 15314)是普遍規(guī)律。但隨著深度增加，就會出現(xiàn) K=1 的狀況，這個深度稱為臨界深度。而在加拿大和斯堪底納維亞測得的資料，在深度 2021m 內(nèi)，水平應(yīng)力始終占優(yōu)勢，即臨界深度在 2021m 以上 .與垂直應(yīng)力分量之比作為地表以下深度的函數(shù) [引自 hoek 和Blown1978] 【例題 25】根據(jù)實測資料分析，在淺層地層中水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值 K 的大小一般情況下為（ ）。 A. σ Hy／ σ Hx ＞ 1 B. σ Hy／ σ Hx ＜ 1 C. σ Hy／ σ Hx ＝ 1 答案： C 。 【例題 26】在一般情況下，兩個水平應(yīng)力之間的關(guān)系為（ ）。冰島的實測資料臨界深度大約為 200m。 A. 隨深度 H 的增大呈線性關(guān)系增加 B. 隨深度 H 的增大呈線性關(guān)系減小 C. 與深度 H 的變化無關(guān) 答案： A (三 )水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值 K 水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值 K 是隨深度而變化的，如圖 15315 所示。但從國內(nèi)實測資料 (工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn) (GB50216— 94)條文說明 )看， 有人總結(jié)了世界范圍內(nèi)的資料 (25～ 2700m 范圍內(nèi) )后得出，隨深度 H 的增大呈線性關(guān)系增加 (圖 15313)，大概相當(dāng)于按平均密度為 ／ cm3計算出來的重力 。按測試變形或應(yīng)變的方法不同，又可以分為孔徑變形測試，孔壁應(yīng)變測試及鉆孔應(yīng)力解除法等。它的基本原理是：當(dāng)需要測定巖體中某點的應(yīng)力狀態(tài)時，人為地將該處的巖體單元與周圍巖體分離，此時，巖體單元上所受的應(yīng)力將被解除。 因此，這一方法越來越受到重視和推廣。 4)測值代表性大。 2)操作方便。 2．基本理論和計算公式 3．根據(jù)水壓致裂法試驗結(jié)果計算地應(yīng)力 水壓致裂法的缺點是地主應(yīng)力方向難以確定。水壓致裂過程中泵壓變化及其特征壓力示于圖 15311。 A. 位移值 B. 應(yīng)力值 C. 重度值 D. 厚度值 答案： A 目前已經(jīng)形成了許多地應(yīng)力測量方法，這些方法在有關(guān)的文獻(xiàn)中已做了詳細(xì)的介紹，概括起來如表 1531。如果說，某種應(yīng)力量測方法的精確度能控制誤差在 以內(nèi)，其結(jié)果通常被認(rèn)為是令人滿意的。因為巖體應(yīng)力存在于巖體中，是一種巖體內(nèi)部的受力，并在受力過程中產(chǎn)生變形，這種變形大部分是可恢復(fù)的彈性變形，但也有部分是不可恢復(fù)的變形。從巖體應(yīng)力現(xiàn)場量測的技術(shù)來講，這二者并無原則區(qū)別 ，只是要求前者的測點，布置在未受開挖而產(chǎn)生影響的巖體內(nèi)。 A. 增加 B. 減小 C. 不變 D. 以上三種均可產(chǎn)生 答案： A 二、巖體初始應(yīng)力量測方法簡介 (一 )巖體應(yīng)力現(xiàn)場量測方法概述 巖體應(yīng)力現(xiàn)場量測的目的是在于了解巖體中存在的應(yīng)力大小和方向，從而為分析巖體工程的受力狀態(tài)以及為支護及巖體加固提供依據(jù)。例如，無論是大塊侵入巖體還是侵入巖流或小型巖脈，巖漿融流都會使周圍巖體受熱 膨脹，周圍巖體限制受熱巖體的膨脹，從而在巖體中增加了熱應(yīng)力；當(dāng)冷卻時，又會產(chǎn)生收縮，這樣，會在巖體內(nèi)部造成一些成巖裂隙 (例如玄武巖的柱狀節(jié)理 )，并在巖石本身及周圍巖體中保留部分殘余熱應(yīng)力。 動水壓力是指地下水在水頭差的作用下，沿巖體的裂隙或孔隙流動時，給予周圍巖塊表面的動水摩擦力和動水流向應(yīng)力。同時也產(chǎn)生了山峰處地應(yīng)力低、溝谷處地應(yīng)力高的現(xiàn)象。 【例題 13】在背斜褶曲中，初始應(yīng)力最大的部位是（ ）。見圖 1537(b) 【例題 12】由于地形的起伏影響巖體內(nèi)的自重應(yīng)力，在山谷的下列各個部位，地應(yīng)力最大的是（ ）。即在水平地表附近的地應(yīng)力，其主應(yīng)力幾乎與地面線平行，第一主應(yīng)力為沿地面方向，與第二、三主應(yīng)力有較大差異；在深處，則呈靜水壓力狀態(tài)見圖 (1537(a))。如圖 1536 所示。地質(zhì)構(gòu)造的遺跡，例如斷層、褶曲等保留在巖體中，它的走向與形成時的應(yīng)力有一定的關(guān)系。由于地殼是處于不斷運動之中，僅僅是存在相對活躍期或靜止期，所以，要在巖體中區(qū)分哪些是現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力和殘余應(yīng)力，就目前的認(rèn)識水平而言，實際上是不可能的。因此，地質(zhì)構(gòu)造運動產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力，但巖體中儲存的構(gòu)造應(yīng)力不可能無限地積累起來，視所處地區(qū)不同或地質(zhì)條件不同，巖體的構(gòu)造應(yīng)力可能全部或部分釋放，成為殘余應(yīng)力。因此，在地質(zhì)構(gòu)造運動中，巖體中儲存的能量是通過彈性變形才能達(dá)到的，巖體的彈性變形越大，則巖體儲藏的能量就越多。在同一個地區(qū)，一個構(gòu)造運動結(jié)束之后，或者就在這個構(gòu)造運動發(fā)生的過程中，又有新的構(gòu)造運動發(fā)生，就會形成新的構(gòu)造應(yīng)力場與老構(gòu)造應(yīng)力場的疊加，形 成復(fù)雜的復(fù)合構(gòu)造應(yīng)力場。 A. 泊松比 B. 粘聚力 C. 內(nèi)摩擦角 D. 重力密度 答案： C 【例題 7】對于理想的松散巖體，其側(cè)壓力系數(shù)的大小為（ ）。 A. 1 B. C. 答案： D 若巖體由多層不同重力密度的巖層所組成 (圖 1532)。因此，可以應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的原理來計算巖體的自重應(yīng)力場。而且為了維持圍巖的穩(wěn)定，巖體工程能正常運營，必須進行人工支護。 A. 地震力 B. 熱應(yīng)力 C. 地形 D. 構(gòu)造運動 答案 : D 地面和地下工程的穩(wěn)定狀態(tài)與巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。此外，影響巖體初始應(yīng)力狀態(tài)的因素還有地形、地震力、水壓力、熱應(yīng)力等，但這些因素所產(chǎn)生的地應(yīng)力，