岩石力学习题+思考题答案

重力应力:P rH 2500 400 100kg/m 10MPa 2 ??????????当侧压q ??P时,在圆巷周围的径向应力r ??和切向应力????为

(1 ) 2

2

R a

0

P r ??????=0 (1 ) 2

2

R a

0

??P ??????=2P0=2×P0 =20(Mpa)

当 ?1.1rH ????时, 2 0

2

(1 ) 1.1P R a

0

??P ????????得 出

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R2=10×a2 =90, 则R??9.55m 当 ?1.15rH ????时, 2 0

2

(1 ) 1.15P R a

0

??P ????????得出 R2= 3 20

× 2 a =60, 则R??7.8m

答: 最大应力为????=20Mpa, 影响半径分别为9.55m 和7.8m。

2.通过(6-6)式求吉尔西解。设竖向原岩应力为P0 ,水平应力为λ P0,通过吉尔西解,求出深 部半径为a 的圆形地下隧道弹性应力,并画出λ = 0,λ =1/3,时θ =00,900面上的弹性应力 分布。

答:深部半径为a 的圆形地下隧道弹性应力径向应力与切向应力分别为:

????(1 ?) (1 4 3 )cos 2??

2 1

(1 ) (1 ) 2 1

4 4 2 2 2 0 2

0

r a r a P r a

P r ??????????????

??????????(1 ) (1 3 )cos 2

2 1

(1 ) (1 ) 2 1

4 4 2 0 2

0

r a P r a

????P ????????

当??= 0 , 0 ????0 , r= a时, r ??= 0, ????=3P0

当??= 0 , 0 ????90 , r= a时, r ??__________= 0,当??=

3 1

, 0 ????0 , r= a时, r ??= 0, ????=

????= - P0 3 8

3P0 当??=

3 1

, 0 ????90 , r= a时, r ??= 0, ????= 0

第六章 习题与思考题

1.分析边坡工程对国民经济的影响作用。

答:影响作用主要有:1)边坡工程对露天矿建设的影响,2)边坡工程对铁路、公路、水利建

设的影响,3)边坡稳定性对各种工程安全性的影响及经济方面的投入 2.边坡的分类有哪些? 答:自然边坡和人工边坡。

3.分析边坡失稳与破坏的基本类型及其力学成因。

答:边坡变形发展到一定程度,就会发生边坡失稳破坏。按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两 种。

(1) 崩塌:是指块状岩体与岩坡分离向前翻落而下。崩塌一般以边坡表面的破坏现象体现。 (2) 滑坡:是指岩体在自重力作用下,沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。一般以深层破坏

体现出来。

(a)面剪切滑动:块体沿着平面滑移。常发生在由软弱夹层或裂隙的坡面。

(b)旋转剪切滑动:滑动面通常为弧形状,岩体沿此弧形状滑移。通常为均质泥岩或页 岩等岩层。

(3) 滑塌:边坡松散岩土的坡角大于它的内摩擦角时,因表层蠕动进一步发展,使它沿着剪

切变形带顺坡滑移、滚动与坐塌,从而达到稳定坡脚的斜坡破坏过程,称为滑塌。

(4) 岩块流动:常发生在均质硬岩中,岩石在达到其峰值强度时,岩体发生破坏。而使岩体

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全面崩塌的情况。

(5) 岩层曲折:当岩层成层状沿坡面分布时,由于岩层本身的重力作用,或由于裂隙水的冰

胀作用,增加了岩层之间的张拉应力,使坡面岩层曲折。

4. 分析影响边坡失稳的主要因素。

答:主要因素:

1)不连续面在边坡破坏中的作用:

2)改变斜坡外形,引起坡体应力分布的变化

3)改变斜坡岩体的力学性质,使坡体强度发生变化

4)斜坡直接受到各种力的作用。 5.土体与岩体的区别何在?

答:土体与岩体的结构不同,从而它们的工程地质及水文地质以至力学特性差异显著。 6.为何许多滑坡发生在雨季?

答:在雨季下雨时,水使边坡的力学强度降低,其抗滑力降低,而同时由于水的作用,使作用

在滑体上的下滑力增加,使滑体容易发生滑坡。

7. 哪些因素对节理的抗剪强度有影响?

答:作用在滑动面上的正应力,节理面上的内聚力,内摩擦角。 8.边坡坍塌为何有不同的模式?它们能预测吗?

答:边坡坍塌的模式主要是受到边坡的受力情况不同和边坡物质结构不同而产生不同的破坏模

式,其破坏模式可以根据节理裂隙或岩土性质及外力所用条件进行预测。 9.监测边坡有何意义?

答:边坡监测意义:发现隐患,消除危害,有效而经济地采取整治滑坡的措施,保证各种边坡

工程的正常使用,

10. 预报边坡滑坡有无可能?如何才能作出预报?

答:可能,观测边坡的变化情况并分析相关资料。具体应用如下方法进行监测。

1)地面位移观测法——建网观测(由设置在滑坡体内及其周围稳定区地表的各个位移观测点 (桩),以及设置在滑坡体外稳定区地面的置镜桩等的观测系统)

2)地表裂缝简易观测法。3)建筑物裂缝简易观测法。4)地面倾斜变化观测 5)滑坡深部位移观测。6)滑动面位置的测定。7)滑坡滑动力(推力)观测 资料分析

1)绘制滑坡位移图,确定主轴方向;2)确定滑坡周界;3)确定滑坡各部分变形的速度; 4)确定滑坡受力的性质;5)判断滑坡面的形状;6)确定滑坡移动与时间的关系; 7)绘制滑坡移动的平面图和纵断面图;8)确定地表的下沉或上升;9)估计滑体厚度; 10)滑坡平衡计算。

11、有哪些可供选择的方案可以用来处理病坡?应如何筛选这些方案,并作出最终的方案抉 择?

答:滑坡的整治

1.整治原则:预防为主,治理为辅。

(1) 在技术和经济条件允许的条件下,避开滑坡地段;

(2) 对大中型复杂的滑坡应采取一次性根治与分期整治相结合的原则; (3) 针对病因综合治理,治早治小;

(4) 因地制宜,推广先进技术,注意施工方法;

(5) 对危机斜坡的各种建筑物采取措施,避免滑坡; (6) 全面规划,选择最佳整治方案。

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2. 整治措施:

消除或减小地表水或地下水的作用;恢复山体平衡条件;改善滑动带或滑动体土壤性质。 b. 避:工程或建筑物等避开滑坡的影响;

c. 排:排水导流,采用多种形式的截水沟、排水沟、急流槽来拦截和排引地表水。 d. 挡:抗滑支挡,在滑坡舌部或中前部修筑各种抗滑挡墙,在滑坡体其他不同部位修

筑各种多级挡墙,

e. 减:减重反压,把滑坡体上部主滑和牵引地段的土石方挖去,填在滑坡下部的抗滑 地段,反压阻滑。

f. 固:利用物理化学方法加固,以土层固化改变滑动带的土石性质,提高它的强度。 如采用陪烧法、电渗排水法、水泥灌浆法、钻孔爆破法等。 g. 植:植树造林,防止滑体、岸坡冲刷,稳定滑坡

围岩与支架的共同作用

概念:支架所受的压力及变形,来自于围岩在自身平衡过程中的变形或破裂,而导致的对支架的作用。因 此,围岩性态及其变化状态对支护的作用有重要影响。另一方面,支护以自己的刚度和强度抑制岩体变形 和破裂的进一步发展,而这一过程同样也影响支护自身的受力。于是,围岩与支护形成一种共同体;共同 体两方面的耦合作用和互为影响的情况称为围岩-支架共同作用。 巷道的新奥法支护的核心、原则和施工过程? 喷锚支护的力学作用原理?

圆形巷道在轴对称条件下围岩的径向和切向应力随距离的变化规律?

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