【正文】 種全應(yīng)力解除法，通過監(jiān)測測量巖體在應(yīng)力解除過程中引起的變形（孔徑變形、孔壁變形、孔底變形），進(jìn)而計(jì)算原巖應(yīng)力場大小及其分布情況。布置，其上 4 個(gè)應(yīng)變片組成惠特斯頓全橋電路（解決溫度補(bǔ)償），當(dāng)應(yīng)力解除，鉆孔直徑發(fā)生形變，圓頭活塞預(yù)壓變形得到釋放，應(yīng)變片探測變形并通過儀器記錄下來，這樣就實(shí)現(xiàn)了孔徑變形的測量。 CSIR孔壁應(yīng)變計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)作出評(píng)價(jià)并說明為什么使用 GSIR孔壁應(yīng)變計(jì)通過一孔的測量就能確定一點(diǎn)的三維應(yīng)力狀態(tài)。 答：實(shí)心包體應(yīng)變計(jì)采用實(shí)心圓筒環(huán)氧樹脂中沿 9 個(gè)方向布置 10 支應(yīng)變片，膠結(jié)劑附著在其端 部，使用過程中利用安裝工具推入安裝小孔底部，應(yīng)變計(jì)底部裝有膠結(jié)劑的薄膜破裂，膠結(jié)劑流出，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變計(jì)與小孔的緊密粘結(jié)，解除應(yīng)力過程中記錄各應(yīng)變片變化，通過適當(dāng) 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 公式，進(jìn)而求出各向應(yīng)力狀態(tài)。 ？巖石的破壞一般有幾種類型？ 答：巖石強(qiáng)度時(shí)指巖石提抗破壞的能力。 答：解析法： 平面狀態(tài)下，任意斜面 β面上的應(yīng)力狀態(tài)由下述公式表示： 1)xyσ=1σxσy)cos2β++τxysin2β1τxycos2βxσy)sin2β+τ= 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 τ是 β的函數(shù)，求 dτα/dβ=0得到： tan2β=xy xy 將上式帶回 σ求得： σ=（ σ1+σ3） /2 圖解法： 如下圖莫爾應(yīng)力圓 莫爾應(yīng)力圓圓心處，取得最大最小剪應(yīng)力，此處應(yīng)力 σα=（ σ1+σ3） /2。 ？每個(gè)階段的特點(diǎn)是什么？ 答：蠕變過程可分為三個(gè)階段： 第一蠕變階段：應(yīng)變速率隨時(shí)間增加而減小，稱為減少蠕變階段或初始蠕變階段； 第二蠕變階段：應(yīng)變速率保持不變，稱等速蠕變階段； 第三蠕變階段：應(yīng)變速率迅速增加直到巖石破壞，承加速蠕變階段。 答：有圣維南（ ）體、馬克斯威爾（ Maxwell）體、開爾文（ Kelvin）體、廣義開爾文（ modified Kelvin）體、飽依?。瓬愤d（ PoyingThomson）體、博格斯（ Burgers）體、西原體和賓漢姆（ Bingham）體等。 庫倫準(zhǔn)則是摩爾強(qiáng)度理論的一個(gè)特例（直線型莫爾強(qiáng)度包絡(luò)線），不僅適用于巖石的壓剪破壞也適用于結(jié)構(gòu)面的壓剪破壞，但不適用受拉破壞；莫爾強(qiáng)度理適用與塑性、脆性巖石的剪切 破壞，較好的解釋了巖石抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度的特征，解釋了三向等拉時(shí)破壞、等壓時(shí)不破壞的現(xiàn)象，同時(shí)考慮拉、壓、剪，可判斷破壞方向，但是忽視了第二主應(yīng)力的影響，沒有考慮結(jié)構(gòu)面情況，不適合解釋拉伸及流變現(xiàn)象；格里菲斯強(qiáng)度理解釋了脆性巖石抗壓強(qiáng)度時(shí)抗拉強(qiáng)度的 8倍，反映了巖石的真實(shí)情況，但是只適用于脆性材料，對(duì)裂隙被壓閉合，抗剪強(qiáng)度增高解釋不夠。 答：已知 ，當(dāng) 時(shí) Mohr 應(yīng)力圓 : 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 上式可求出 C和 值 . 得 由 2 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 第六章巖石地下工程 ， R0=3m， γ=面上的彈性應(yīng)力分布。 ，可以判斷巷道收斂位移的測量結(jié)果是否絕對(duì)位移。崩塌一般以邊坡表面的破壞現(xiàn)象體現(xiàn)。 （ 4）巖塊 流動(dòng)：常發(fā)生在均質(zhì)硬巖中，巖石在達(dá)到其峰值強(qiáng)度時(shí)，巖體發(fā)生破壞。因此其抗剪強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面本身的物理力學(xué)性質(zhì)及滑動(dòng)面含水情況有 關(guān)。 （ 2）在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下，避開滑坡地段； （ 3）對(duì)大中型復(fù)雜的滑坡應(yīng)采取一次性根治與分期整治相結(jié)合的原則； （ 4）針對(duì)病因綜合治理，治早治?。? （ 5）因地制宜，推廣先進(jìn)技術(shù)，注意施工方法； （ 6）對(duì) 危機(jī)斜坡的各種建筑物采取措施，避免滑坡； （ 7）全面規(guī)劃，選擇最佳整治方案。 ，為紫紅色泥巖，現(xiàn)場 荷載試驗(yàn)測得三個(gè)測點(diǎn)的巖石極限荷載為 Pu=、 、 （取 K=4），在同一巖層中（中風(fēng)化）取樣，測得其飽和單軸抗壓強(qiáng)度為 fr=、 、 、 、 和 (取 ψ=)。 =333（ kN） 則 369/K+P=333 (1式 ) 對(duì)塊體 2： 抗滑力 （ 150cos30176。 答： ？重力壩失穩(wěn)有哪幾種形式？拱壩壩肩對(duì)地質(zhì)條件有何要求？ 答： 814（ a）所示，已知水平推力 H1=250kN， V1=500kN， V2=150kN，滑動(dòng)面 AB與 BC的面積分別為： A1=50㎡， A2=23㎡， K=()/（ － 75） 得 K= （ 2）按照塊體極限狀態(tài)計(jì)算 對(duì)塊體 1： 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 抗滑力 =（ 500cos10176。 固 ——利用物理化學(xué)方法加固，以土層固化改變滑動(dòng)帶的土石性質(zhì)，提高它的強(qiáng)度。監(jiān)測邊坡的變化情況并分析相關(guān)資料。 答：（ 1）存在于邊坡中的各種形式的結(jié)構(gòu)面是邊坡變形與破壞的首要條件； （ 2）斜坡外形引起的坡體應(yīng)力分布，導(dǎo)致坡體的變形與破壞； （ 3）坡體巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)； （ 4）坡體直接受到的外力作用。常發(fā)生在由軟弱夾層或裂隙的坡面。 ？ 答：分自然邊坡和人工邊坡。 答：題 設(shè)矩形巷道斷面尺寸 2aH 頂壓計(jì)算（兩幫不穩(wěn)定）： （ 1）普式地下學(xué)說 安全拱高 式中普氏堅(jiān)固系數(shù) 則近似頂壓集度 qd=γdb1（ γd：上覆巖層容重） 巷道頂部壓力 Qd=2a qd=2ab1γd （ 2）大沙基地壓學(xué)說 頂壓集度 ） )（ λ 為側(cè)應(yīng)力系數(shù)， Z 巷道埋深） 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 則頂壓Qd ） )或簡化為 Qd=2a2 （ 3）近代彈塑性理論 頂壓系數(shù) qd=γ（ RpH/2）式中 則頂壓 Qd=2a qd 側(cè)幫壓力計(jì)算： 側(cè)幫壓力按滑動(dòng)土體上均布荷載 q=qd計(jì)算： ??p1=qKα=qdtan2 45176。 答：已知 R0=3m 重力應(yīng)力： P0=γZ=2500400=10（ MPa） 當(dāng)圍壓 p=P0時(shí)，在圓巷圍巖周圍的徑向應(yīng)力 σr和切向應(yīng)力 σθ為 － R02R02 當(dāng) R=R0時(shí)，得出 σθ=2P0=20Mpa，為最大切應(yīng)力； 當(dāng) σθ=，得出 R1=10R02=, 則 R1≈（ m）； 當(dāng) σθ=，得出 R2=R02=, 則 R2≈（ m）； 也及最大應(yīng)力為 σθ=20Mpa，影響半徑分別為 和 。 答： 破斷角 ，當(dāng)其壓應(yīng)力達(dá)到 時(shí)及發(fā)生破壞，破壞面與最大主應(yīng)力面得夾角為 60176。巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則是用來判斷巖石材料發(fā)生破壞的原因和條件，從而達(dá)到工程目的。 ？ 答：巖石的流變包括蠕變、松弛和彈性后效。 答：題設(shè)條件下： εx=εy=0； σx=σy； σx=γz由胡克定律： ?? 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 εx=xυ(σy+σz) 1εy=yυ(σx+σz) 1z=εzσυ)得水平應(yīng)力 σx=σy=σz υ/ (1－ υ)=γzυ/ (1。 （ 2）如果體力為常量，從彈性平面問題解答式看出，平面問題的相容方程、應(yīng)力分量解答式、邊界條件皆不含任何彈性常數(shù)，因此平面問題的應(yīng)力分布規(guī)律與材料的性質(zhì)無關(guān)。而溫度引起的變化可以通過惠特斯頓全橋電路相互抵消，該電路采用 4個(gè)橋臂，溫度變化下，引起 4臂溫度等量變化，引起各橋電勢(shì)變化量相互抵消后不引起多余的輸 出電壓，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，在各種應(yīng)變計(jì)設(shè)計(jì)原理中， USBM孔徑變形計(jì)就是這類，因此為了減少溫度對(duì)測量結(jié)果的影響，對(duì)大多數(shù)非全橋電路設(shè)計(jì)的應(yīng)變計(jì)采用增加補(bǔ)償臂，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，有重要意義。 答：空心包體應(yīng)變計(jì)主體使用環(huán)氧樹脂制成的空心圓筒，在其中部沿同一圓周等間距（ 120176。 答： CSIR 門塞式孔底應(yīng)變計(jì)工作原理為：將電阻應(yīng)變片粘貼在磨平的孔底，通過延伸鉆孔，實(shí)現(xiàn)粘有應(yīng)變片的巖芯應(yīng)力解放，取出該段含應(yīng)變片的巖芯，到實(shí)驗(yàn)室做加載實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)原先存在孔底表面的應(yīng)力。 （ 3）用專用裝置將測量探頭，如孔徑變形計(jì)、孔壁應(yīng)變計(jì)等安裝到小孔中部。水壓致裂法的突出優(yōu)點(diǎn)是測量深部應(yīng)力，另外水壓致裂法在工程應(yīng)用中相比其它測量方法經(jīng)濟(jì)成本低，測量精度相對(duì)可靠。 答：彈性力學(xué)原理知當(dāng)一無限體中的鉆孔受到無窮遠(yuǎn)處二維應(yīng)力場（ σ1， σ2）的作用，離 開鉆孔端部一定距離部位處于平面應(yīng)力狀態(tài)： σθ=σ1+σ2－ 2（ σ1－ σ2） cos2θ σr=0 其中， σθ， σr 分別為鉆孔周邊的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力； θ 為周邊一點(diǎn)與 σ1軸的夾角，當(dāng) θ=0時(shí)， σθ取最小值，此時(shí) σθ=3σ2－ σ1。其中，構(gòu)造應(yīng)力場和重力應(yīng)力場為現(xiàn)今地應(yīng)力場的主要組成部分。 、化學(xué)作用體現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ 答：地下水對(duì)巖體的物理作用主要表現(xiàn)在潤滑作用、軟化和泥化作用和結(jié)合水的強(qiáng)化作用三個(gè)方面；地下水對(duì)巖體的化學(xué)作用主要體現(xiàn)在地下水與巖體之間的離子交換、溶解作用，水化作用，水解作用，溶蝕作用，氧化還原作用，沉淀作用以及超滲透作用等。 下巖體變形有什么特點(diǎn)？ 答：（ 1）加、卸在過程相應(yīng)的應(yīng)力 應(yīng)變曲線出現(xiàn)閉環(huán)形式，出現(xiàn)卸載回彈變形的滯 后現(xiàn)象，產(chǎn)生殘余變形 。 答：巖體結(jié)構(gòu)的分類對(duì)特定的工程條件有唯一性，對(duì)于確定的地質(zhì)條件只有在確定的工程尺寸條件下，工程巖體結(jié)構(gòu)才是唯一的。 。 巖石力學(xué)與工程 【 科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 第二章巖體力學(xué)性質(zhì) ？ 答：包括地應(yīng)力、地下水和地溫三部分。 完全彈性體：應(yīng)力 應(yīng)變曲線為曲線，加載卸載曲線重合，滿足關(guān)系式 σ=f(ε)。 （ 2）彈性變形至微彈性裂隙穩(wěn)定發(fā)展階段（ AC 段）：巖石發(fā)生彈性形變，隨著載荷加大巖石發(fā)生軸向壓縮，橫向膨脹，總體積縮小。 （ 3）全應(yīng)力 應(yīng)變曲線預(yù)測循環(huán)加載下巖石的破壞： 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 由于巖石的非完全彈性（或非線彈性），在循環(huán)荷載作用下，在應(yīng)力應(yīng)變圖中表現(xiàn)出若干的滯回環(huán)，并不斷向破壞段應(yīng)力 應(yīng)變曲線靠近，在循環(huán)荷載加載到一定程度，巖石將發(fā)生疲勞破壞，通過全應(yīng)力 應(yīng)變圖可看出，高應(yīng)力狀態(tài)下加載循環(huán)荷載，巖石在較短時(shí)間 內(nèi)發(fā)生破壞，在低應(yīng)力狀態(tài)下加載循環(huán)荷載則需要較長時(shí)間才發(fā)生破壞。前兩類破壞形式主要是因?yàn)檩S向主應(yīng)力因起破壞面的剪應(yīng)力超過巖石最大剪應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞；后一類破 壞主要是因?yàn)檩S向主應(yīng)力引起破壞面橫向拉應(yīng)力超過巖石最大拉應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞。 巖漿巖按照巖漿冷凝成巖的地質(zhì)環(huán)境不同又可分為深成巖、淺成巖和噴出巖。 ，主要指哪些，各有什么特點(diǎn)？ 答：巖石中的微結(jié)構(gòu)面（或稱缺陷）是指存在于礦物顆粒內(nèi)部或礦物顆粒及礦物集合之間微小的若面及空隙。 ？各有什么特點(diǎn)？ 答：巖石中結(jié)構(gòu)連接的類型主要 有兩種，分別是結(jié)晶連接和膠結(jié)連接。具有方向性。因其形成的溫度、