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1、岩石力学复习资料1.1 简述岩石及岩体的区分及联系。答：岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按确定的规律聚集而形成的自然物体，力学性质可在试验室测得；岩体是指由背诸如节理, 裂隙, 层理和断层等地质构造面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进展测定，因此更接近岩体的实际状况，反映岩体的实际强度。1.2 岩体的力学特征是什么？ 答：1不连续性：岩体受构造面的隔断，多为不连续介质，但岩块本身可作为连续介质对待； 2各向异性：构造面有优先排列位向的趋势，随着受力岩体的构造趋向不同力学性质也各异；3不匀整性：构造面的方向, 分布, 密度及岩块的大小, 形态和镶嵌状况等在各部位都很不一样，造成岩体的
2、不匀整性；4岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，这及岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏； 5力学性质受赋存条件的影响：在确定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场, 水, 气, 温度以及地质历史遗留的形迹等。1.3 岩石可分为哪三大类？它们各自的根本特点是什么？ 答：1岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石，强度高, 匀整性好；2沉积岩：由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运, 沉积和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定，且具有各向异性；3变质岩：由岩浆岩, 沉积岩或变质岩在地壳中受高温, 高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的
3、岩石。力学性质及变质作用的程度, 性质以及原岩性质有关。1.4 简述岩体力学的探讨任务及探讨内容。探讨任务：建模及参数区分；确定试验方法, 仪器及信息处理；现场测试；实际应用；探讨内容：岩石及岩体的物理力学性质岩石的物质组成和构造特征，岩石的物理, 水理性质，岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，构造面的变性特征和强度参数的确定等；岩石和岩体的本构关系岩块的本构关系，岩体构造面分类和典型构造面本构关系，岩体的本构关系；工程岩体的应力, 变形和强度理论岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力, 应变和位移计算，岩体破坏机理, 强度理论和工程稳定性维护及评价：岩石岩块室内试验室内试验是岩石力学探
4、讨的根本手段；岩体测试和工程稳定监测岩体原位力学试验原理和方法，岩体构造面分布规律的统计测试，岩体的应力, 应变, 位移检测方法及测试数据的分析利用，工程稳定准那么和平安预料理论及方法。1.5 岩体力学的探讨方法有哪些？ 探讨方法是接受科学试验, 理论分析及工程严密结合的方法。对现场的地质条件和工程环境进展调查分析，驾驭工程岩体的组构规律和地质环境；进展室内外的物理力学性质试验, 模型试验或原型试验，作为建立岩石力学的概念, 模型和分析理论的根底。按地质和工程环境的特点分别接受弹性理论, 塑性理论, 流变理论以及断裂, 损伤等力学理论进展计算分析。2.1 名词说明1岩石的质量指标：大于10的岩
5、心之和及钻孔总长度的比率。2孔隙比：孔隙的体积及固体的体积之比，；3孔隙率：孔隙的体积及试件总体积之比，；4吸水率：岩石吸入水的质量及固体质量之比，；5风化指标：包括软化系数表示抗风化实力的指标，是试件枯燥单轴抗压强度及饱和单轴抗压强度的比值，越小表示岩石受水的影响越大和岩石耐崩解系数试件试验前的质量及试验后剩余质量的比值，；6膨胀指标：包括自由膨胀系数岩石在无任何条件下，浸水后产生的膨胀变形尺寸及原尺寸的比值，包括轴向自由膨胀率和径向自由膨胀率，岩石的侧向约束膨胀率将具有侧向约束的试件浸入水中，使试件仅产生轴向变形而求得的膨胀率以及膨胀压力岩石浸水后，使试件保持原有体积所需施加的最大压力；7
6、渗透性：在确定的水压作用下，水穿透岩石的实力。反映了岩石中裂隙向相互连通的程度，用达西定律描述：，其中表示水头变更率。2.2 简述岩石的孔隙比及孔隙率的联系。 答：孔隙比e是指孔隙的体积及固体的体积之比，孔隙率n是指孔隙的体积及试件总体积之比，其关系为：。3.1 简述岩柱劈裂破坏机理。 答：岩柱受压时，轴向趋于缩短，横向趋于扩张，是张拉破坏。当试件两端面无摩擦力时，假设试件受到轴向压缩，试件横向自由扩张，其中的张拉应力使试件产生平行于轴线的垂直裂缝，呈柱状劈裂破坏。3.2 刚性试验机的工作原理是什么？ 答：刚性试验机，由于试验机释放能小于，须要接着加载才能使试件产生新的位移，因此，保持峰值强度
7、后的试验平稳进展，并记录下岩石峰值强度后的应力-应变曲线，即刚性试验机的工作原理。3.3 什么是环箍效应？列举在单轴压缩中克制它的措施。 试件受压时，由于轴向趋于缩短，横向趋于扩张，而试件和压板间的摩擦约束作用那么阻挡其扩张，在试件端面局部形成了一个箍的作用，这一作用随着远离承压板而慢慢减弱，即环箍效应。措施：在试件及压板间插入刚度及试件匹配, 断面尺寸及试件一样的垫块；润滑试件端部；加长试件。3.4 简述抗剪试验及裂隙法试验的试验要点。 【抗剪试验】试验要点：如图，将按确定的精度要求加工好的立方体555岩石试件，放入钢制楔形角模内；再将夹有试件的角模放在试验机上缓慢加压至破坏，并记录下极限荷
8、载P。试验关键技术：保持角模整体平衡, 稳定，防止偏心荷载，使试件按预定的剪切面剪断；在加载过程中，角模会产生水平位移，为削减角模及试验机压板之间的摩擦力，在两者之间放滾柱板；角模的倾角试件剪断面方向角，不能太小也不能太大，一般在3070。 【裂隙法试验】试验要点：如图，用一个实心圆柱形试件，使它承受径向压缩荷载至破坏，再利用弹性理论推算出岩石的抗拉强度。钢丝直径为5，作用为将试验机压板荷载转化为线性荷载传递给试件。试件尺寸为直径50，长度25。此时，试件的单轴抗拉强度。试验关键：严格对中，为防止试件承受偏心荷载，要求钢丝垫条平行于试件轴线，上, 下两钢丝的连线为试件的直径，保证裂开面通过试件
9、的直径。3.5 简述摩尔-库伦曲线的制作方法。 答：摩尔曲线制作方法：在-平面上，做一组不同应力状态下包括单轴抗拉和单向抗压的极限应力圆；找出各应力圆上的破坏点；用光滑曲线连接个破坏点，这条光滑曲线就是极限莫尔应力圆的包络线，即莫尔准那么曲线。库伦曲线的制作方法：作一系列不同倾角的压剪试验，并由式1计算出不同倾角的破坏面上的正应力和剪应力；再在-平面描点作出强度准那么曲线，或用数理统计方法确定其方程。通常由抗剪试验得出的强度曲线是一条弧形曲线，一般把它简化为直线，即得到式2所示的强度准那么。123.6 影响岩石强度的主要因素有哪些？ 答：1承压板的影响：试件端面的摩擦力约束了试件端面旁边的横向
10、变形；承压板及试件的刚度不匹配造成两者变形的不协调。2试件尺寸及形态的影响：形态：圆形不易引起应力集中并且简洁加工；尺寸：试件的强度随尺寸的增加而减小；高径比：高径比越大试件抗压强度越低。3加载速率的影响：岩石的单轴抗压强度随加载速度增大而增大。4环境影响：含水量：含水量越大强度越低，且岩石越软影响越明显；温度：常温下温度的影响不明显，超过180，温度越高强度越小，380左右时强度急剧下降。5层理构造的影响：岩块的抗压强度因受力方向不同而有差异，层理显著的沉积岩差异更明显。3.7 简述单向压缩下的岩石全过程应力应变曲线的特征。 答：岩石应力应变全过程曲线只有在刚性试验中才能做出，如下图，典型岩
11、石应力应变全过程曲线一般可以分为5个阶段来描述其性质：阶段，通常被称为压密阶段。其特征是应力应变曲线呈上凹型，即应变随应力的增大而减小，形成这一特性的主要缘由是：存在于岩石内部的微裂隙在外力作用下发生闭合所致。阶段，弹性变形阶段。这一阶段的应力应变曲线根本呈直线。阶段，塑性变形阶段。当应力值超出屈服应力之后，随着应力的增大曲线呈下凹状，明显的表现出应变增大软化的现象。进入了塑性阶段，岩石将产生不行逆的塑性变形。同时1，3应变速率将同时增大但最小主应变的应变速率3的增大表现得更明显。阶段，为应变软化阶段。虽然此时已超出了峰值应力，但岩石仍具有确定的承载实力，而这一承载力将随着应变的增大而慢慢减小
12、，表现出明显的软化现象。D点以后为摩擦阶段。它仅表现了岩石产生宏观的断裂面之后，断裂面的摩擦所具有的抗拒外力的实力。3.8 试说明岩石流变三阶段的特点。 答：岩石的蠕变是指在恒定的压力作用下应变随时间的增长而增长的特性； 岩石的蠕变特性可分为三阶段来描述：初始蠕变阶段段,在此阶段存在瞬时弹性阶段和弹性后效等特性。稳定蠕变阶段段，在此阶段存在瞬时弹性变形，弹性后效和粘性流淌永久变形加速蠕变阶段C点以后，又称破坏蠕变阶段或非稳定蠕变阶段，一般过了C点以后岩石破坏失稳不行防止。3.9 蠕变力学模型两元件的构造关系推导过程。 答：1马克斯韦尔模型M体马克斯韦尔模型是由虎克体弹簧和牛顿体阻尼器串联组成。
13、 蠕变曲线 松弛曲线 弹性后效和粘性流淌静力平衡条件： 变形协调条件： 本构关系：蠕变方程： 松弛方程：粘性流淌：流变特征瞬变蠕变松弛弹性后效粘性流淌M体有有有无有2开尔文模型K体开尔文模型是由弹簧和阻尼器并联组成。 蠕变曲线 松弛曲线 弹性后效和粘性流淌静力平衡条件： 变形协调条件： 本构方程：松弛方程：蠕变方程： 弹性后效：流变特征瞬变蠕变松弛弹性后效粘性流淌K体无有无有无3宾厄姆模型B体宾厄姆模型是由滑块圣维南体 V和阻尼器并联组成。 V。 蠕变及粘性流淌曲线静力平衡条件： 变形协调条件： 本构关系： 蠕变方程： 粘性流淌：流变特征瞬变蠕变松弛弹性后效粘性流淌 V体2f无无无无无2无有无
14、无有0 莫尔库仑准那么提出机理是什么？驾驭其推导, 图解, 主应力表示方法。 答：1提出机理：岩石的破坏属于压剪破坏，在破坏面上，剪切破坏力的一局部用来克制及正应力无关的粘结力，使材料颗粒间相脱离；另一局部用来克制及正应力成正比的摩擦力，使面间发生错动而最终破坏。2图解：3推导：假设破坏面的倾角为，那么其上的上的正应力剪应力，将其简化为直线，即得到的强度准那么。4主应力表示：假设某点有一个斜面正好处于极限破坏状态，那么该点应力圆及强度直线相切。由图的三角关系可以得出。1 格里菲斯准那么的根本思想是什么？ 答：在脆性材料内部存在着许多随机分布的，相互独立的微裂纹。在外力作用下，当微裂纹尖端处的变
15、形到达某极值时，裂纹产生扩展, 连接, 贯穿等现象，最终导致材料的破坏。其中有一个方向的裂纹最有利于裂开，在外力作用下，首先在该方向裂纹的尖端张拉扩展。4.1 名词说明 1构造面：是岩体中的软弱面，是断层, 节理, 褶皱的统称。是在岩体形成的漫长地质作用过程中，形成并不断发育的地质界面，是一种不连续面。2扩容：指岩体在压, 剪应力状态下体积增大的现象。发生在剪切滑移和膨胀性软弱岩体产生变形时。在齿状接触的构造面中，当构造面沿齿斜面上升时，其上部的岩体会隆起，体积增大，称为剪胀现象；而当构造面沿齿斜面下降的方向滑移时，滑动面以上的岩体会产生沉降，体积缩小，扩容为负，称为减缩现象。4.2 简述构造
16、面分类及其特征指标。 答：1按地质成因分类：原生构造面, 构造构造面和次生构造面。2按构造面的破坏属性分类：分为单个节理, 节理组, 节理群, 节理带以及破坏带或糜棱岩五大类型。3按构造面的分布规模分类：相对分类是相对于工程的尺度和类型对构造面的规模进展分类，可分为细小, 中等, 大型三类；确定分类只考虑了构造面的延长长度和破坏带的宽度，将构造面分为五级。4.3 简述构造面的切向, 法向变形特性。 答：【切向变形】1-u曲线。构造面的切向变形不仅及受力状态有关，而且及构造面的粗糙度, 构造壁强度, 充填状态等多种因素有关。按构造面的破坏属性，变形曲线可以分为四类。 有充填结平面接触 无充填齿状
17、接触 局部充填齿状接触 软弱式接触有充填结平面接触。构造面之间被胶结物质充填，初始抗剪强度较大，充填物被剪坏后，接触面变为平面接触，抗剪强度快速下降至剩余强度。此时，初始强度即为最大强度，由充填物质的抗剪强度确定，而剩余强度受充填物质的颗粒级配, 构造壁的强度和形态等因素的影响。无充填齿状接触。随着剪应力的增加，上下接触面慢慢进入起伏齿接触，构造面出现向上剪胀或向下剪缩的位移，当局部起伏齿被剪坏时，到达初始强度。随着位移的增加，起伏齿被剪坏的面积慢慢增大，受剪面积慢慢减小并产生应力集中，直至剪切面缩小至足以使起伏齿全部被剪坏，到达最大强度，构造面变成平面接触进入剩余变形阶段。局部充填齿状接触。
18、构造面内有局部充填物质，当充填物质被剪坏时，构造面到达初始强度并开场进入齿状接触，以后的变形同无充填齿状接触，并出现二次强化现象。软弱式接触。构造面两壁岩石比拟软弱，没有起伏齿状剪坏现象，但显示出明显的塑性变形，并伴随强化现象。其强度随位移的增加而增加，直至塑性破坏。2扩容现象。指岩体在压, 剪应力状态下体积增大的现象。发生在剪切滑移和膨胀性软弱岩体产生变形时。在齿状接触的构造面中，当构造面沿齿斜面上升时，其上部的岩体会隆起，体积增大，称为剪胀现象；而当构造面沿齿斜面下降的方向滑移时，滑动面以上的岩体会产生沉降，体积缩小，扩容为负，称为减缩现象。【法向变形】岩体的构造面一般是粗糙的，开场为点或
19、线接触，当承受垂直于构造面的压力时，经挤压后，局部裂开或劈裂，慢慢变为面接触，并接着产生压缩变形；当超过极限之时，其变形将会传递给构造体。开场时随着法向应力的增加，构造面闭合变快速增长，曲线呈上凹形；随应力的不断增大，曲线慢慢变陡，趋向各自的渐近线，因为只要岩齿不被完全剪平，两接触面不行能完全接触，故一般小于构造面厚度e。当法向应力大于岩块的极限抗压强度的三分之一时，含构造面岩体试件的变形由以构造面的闭合为主，转变为以岩块的弹性变形为主。构造面的应力-位移曲线及构造面的类型及岩壁性质根本无关，属于非线性曲线，可以拟合为双曲线或指数曲线。4.4 构造面的强度指标有哪些？ 答：1平直构造面 强度条
20、件：最易破坏方向：2齿状构造面规那么齿状构造面强度条件：双线性准那么： 不规那么齿状构造面-困难不表巴顿准那么, 莱旦尼准那么。构造面粗糙系数, 构造壁抗压强度3非贯穿构造面-困难不表由裂隙面和非贯穿的岩桥组成。引入构造面的连续性系数K1。4充填物的影响颗粒级配。随着粗颗粒的增加，脆性变形增加，峰值强度慢慢增大，峰值强度后，过渡到志向塑性状态。厚度。充填物较薄时，随厚度的增加摩擦因数快速降低，内聚力开场时快速上升，升到确定值后又慢慢降低；当充填物厚度到达临界厚度后，摩擦因数和内聚力都趋于某一稳定值，此时构造面强度主要取决于充填夹层的强度。充填程度。充填程度越小，构造面抗剪强度越高。4.5 构造
21、面的力学效应分析构造面倾角及强度的关系。 答：1当w或90时，岩体不行能沿构造面破坏，即构造面的存在不会减弱岩体的强度。2岩体最大强度为完整岩石强度，其破坏面及主平面的夹角；岩体最小强度为构造面的最小强度，其破坏面及主平面的夹角。3造成岩体强度减弱的构造面倾角范围：。4当或时，岩块先发生破坏，岩体强度等于岩块强度；当时，节理构造面先发生破坏，岩体强度小于岩块强度；当或时，岩块和节理构造面同时破坏，岩体强度等于岩块强度。5岩体强度曲线4.6 岩体的变形模量的表达方式及测量方法？ 答：岩体变形模量是反映岩体变形特征的力学参数，定义为：，其中e为岩体在压应力作用下产生的总应变，p为永久应变，e为弹性
22、应变，为岩体的变形模量，是-曲线的割线斜率。测量方法：承压板法, 钻孔变形法, 狭缝压力枕法, 岩体变形参数估算法。5.1 简述工程岩体分类的目的及原那么。 答：目的：为岩石工程建立的勘察, 设计, 施工和编制定额供应必要的根本依据；便于施工方法的总结，沟通，推广；便于行业内技术改革和管理。原那么：有明确的类级和适用对象；有定量的指标；类级一般分五级为宜；分类方法简洁明白，数字便于记忆和应用；依据适用对象，选择考虑因素。5.2 影响围岩分类的主要因素有哪些？ 答：1岩石强度。岩石强度是岩体固有承载实力自然属性。表示岩石强度的参数常由试验测定，包括岩石的抗压强度, 抗拉强度和抗剪强度。2岩体的完
23、整性。岩体的完整性取决于岩体内构造面的空间分布状态, 分布密度, 开度, 充填状态以及充填物质的特征性因素。干脆影响岩体工程质量的优劣和工程围岩的整体稳定性。风化作用也是影响岩体完整性的重要因素，目前只能定性描述。3水的影响。水的影响表现在：使充填物的物理力学性质劣化；削减岩体内的有效应力，降低了岩体的抗剪强度，变更了岩体中的应力场和破坏机理。4地应力。5工程围岩的稳定性。工程围岩分类中，通常用岩体工程的自稳时间和工程顶部的沉降来反映工程的稳定性。5.3 几种典型的分类方法。 答：1单因素分类。按岩块的单轴抗压强度分类5类；按岩体波速分类7类，完整性系数：弹性波在岩体中传播速度及在岩块内传播速
24、度比值的平方；按岩石质量指标分类5类；按巷道围岩稳定性分类9类。2多因素分类。Q分类慢慢变好岩体的质量指标，岩体裂度影响系数；构造面粗糙度影响系数；构造面岩壁强度降低系数；地下水影响系数；应力折减系数。岩体力学分类法慢慢变差123456岩体质量分类值；R1-岩石抗压强度；R2-岩体质量指标；R3-构造面间距；R4-构造面状态；R5-地下水状态；R6-修正指标。5.4 简述我国工程岩体分级的根本方法。 答：我国两种代表性的分类方法是：煤炭系统围岩分类五类，质量由最好过渡到最差和公路隧道围岩分类六类，质量由最好过渡到最差。首先以岩石单轴饱和抗压强度和岩体完整性指标为根本参数，按给定的阅历公式计算岩
25、体的根本质量指标；再考虑地下水, 构造面, 原岩原应力等因素对岩体质量的影响，修正岩体根本质量指标，将修正后的掩体质量指标作为定量指标，结合定性描述，将岩体质量分为五级；最终给出了各类岩体的力学性质参数，描述了各类岩体工程的自稳实力。质量指标：90+3250岩石单轴饱和抗压强度；岩体完整性系数假设c 90+250，取cc。质量修正指标：【】100K123K1-地下水影响修正系数；K2-主要软弱构造面产状影响修正系数；K3-原岩应力状态影响修正系数。6.1 岩体的初始应力包括哪些？答：岩体初始应力是指岩体在自然状态下所存在的内在应力，又称为地应力。主要包括自重应力和构造应力。 6.2 岩体初始应
26、力的计算方法。 答：1自重应力：海姆公式：原岩处于静水压力状态。；金尼克公式：地表为水平面，地下岩体为弹性体，其垂直应力等于上覆岩体的自重，2构造应力。由于地质构造运动而产生的应力为地质构造应力，地质构造应力在空间上的分布规律为地质构造应力场。6.3 简述水压致裂法的原理及特点。 答：原理：通过液压泵向钻孔内拟定量测深度加液压将孔壁压裂，测定压裂过程中的各特征点压力及开裂方位，然后依据测得的压裂过程中泵压表的读数，计算测点旁边岩体中地应力大小和方向。压裂点上下用止水封隔器密封，其构造如图1所示。水压致裂过程中泵压变更及其特征压力示于图2所示。 图1 水压致裂法示意图 图2 压裂过程中泵压变更及
27、特征压力P0岩体内孔隙水压或地下水压力；注入钻孔内液压将孔壁压裂的初始压裂压力；液体进入岩体内连续地将岩体劈裂的液压，称为稳定开裂压力；0关泵后压力表上保持的压力，称为关闭压力。假如围岩渗透性大，该压力将慢慢衰减；0停泵后重新开泵将裂缝压开的压力，称为开启压力。特点：设备简洁。只需用一般钻探方法打钻孔，用双止水装置密封，用液压泵通过压裂装置压裂岩体，不须要困难的电磁测量设备。操作便利。只通过液压泵向钻孔内注液压裂岩体，观测压裂过程中泵压, 液量即可。测值直观。它可依据压裂时泵压初始开裂泵压, 稳定开裂泵压, 关闭压力, 开启压力计算出地应力值，不须要困难的换算及帮助测试，同时还可求得岩体的抗拉
28、强度。测值代表性大。所测得的地应力值及岩体抗拉强度是代表较大范围内的平均值，有较好的代表性。适应性强。这一方法不须要电磁测量元件，不怕潮湿，可在干孔及孔中有水的条件下试验，不怕电磁干扰，不怕振动。简述应力解除法的原理。 答：原理：当须要测定岩体中某点的应力状态时，人为地将该处的岩体单元及四周岩体别离，此时，岩体单元上所受的应力将被解除。同时，该单元体的几何尺寸也将产生弹性复原。应用确定的仪器，测定这种弹性复原的应变值或变形值，并且认为岩体是连续, 均质和各向同性的弹性体，于是就可以借助弹性理论的解答来计算岩体单元所受的应力状态。应力解除法按测试深度可以分为外表应力解除法, 浅孔应力解除法及深孔
29、应力解除法。按测试变形或应变的方法不同，又可分为孔径变形测试法, 孔壁应变测试法及钻孔应力解除法。 6.5 岩体初始应力状态分布的主要规律有哪些？ 答：1岩体初始应力场是一个非稳定应力场。岩体初始应力绝大局部是以水平应力为主的三向不等压的空间应力场，三个主应力大小和方向随时间和空间变更而变更，是一个非稳定的应力场。2实测垂直应力根本上等于上覆岩体重量。0.027H。 3水平应力普遍大于垂直应力。两个水平应力的平均值及垂直应力的平均值定义为侧压力系数，侧压力系数一般为0.55.0，大多数为0.81.5。4侧压力系数及深度的关系。关系不固定，不同地区有所差异。5两个水平应力的关系一般为，。7.1
30、名词说明 1围岩：由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变更，应力状态被变更了的岩体叫围岩。 2二次应力状态：应力重分布后，无支护状态下岩体的应力状态。3围岩压力：狭义围岩和支护为独立的两个体系，围岩作用于支护上的压力称为围岩压力；广义支护及围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。7.2 简述塑, 弹性区应力分布特点。 答：当围岩进入塑性状态时，的最大值从硐室周边转移到弹, 塑性区的交界处。随着向岩体内部延长，围岩应力慢慢复原到原岩应力状态。由于塑性区的出现，切向应力从弹, 塑性区的交界处到硐室周边慢慢降低。塑性区外圈2区是应力高于初始应力的区域，它及围岩弹性区中应力上升局部3区合在一
31、起称作围岩承载区；塑性区内圈1区应力低于初始应力的区域称作松动区。松动区内应力和强度都有明显下降，裂隙扩张增多，容积扩大，出现了明显的塑性滑移，原岩应力区4区未受到开挖影响，岩体仍处于原岩应力状态。7.3 说明塑性区对弹性区的支护作用。 答：洞室周边的位移公式：，故，硐室塑性位移及塑性区半径的平方及远场应力成正比。7.4 =1时弹, 塑性应力分析开挖引起的围岩位移的计算。 答：塑性区开挖前：开挖后：开挖引起的位移：弹性区开挖前：开挖后：开挖引起的位移：7.5 围岩压力分为哪几类？影响围岩压力的主要因素有哪些？ 答：1分类：松动压力。又称塌落围岩压力，是指松动的岩体或施工爆破所破坏的岩体作用在支
32、护构造上的压力，即为局部岩石的重量干脆作用在支护构造上的压力；塑性变形压力。阻挡围岩塑性变形时作用在支护上的压力；冲击压力。岩体中的能量突然释放岩爆所形成的压力；膨胀压力。围岩膨胀所形成的压力。2影响因素。地质方面自然属性：完整性或裂开程度；构造面的产状, 分布密度, 力学性质, 充填物性质及其充填状态；地下的活动状况；岩体的性质和强度。工程方面： 洞室的形态和尺寸； 支护构造的形式和刚度；洞室的位置, 尺度和覆盖层厚度；施工中的技术措施，如，限制爆破, 开挖依次等；洞室的轴线走向7.6 什么是新奥法？简述其要点。 答：1定义：以维护和利用围岩的自承实力为基点，接受锚杆和喷射混凝土为主要支护手
33、段，刚好进展支护，限制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成局部，并通过对围岩和支护的量测, 监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原那么。2要点：开挖作业多接受光面爆破和预裂爆破，并尽量接受大断面开挖，以削减对围岩的扰动；隧道开挖后尽量利用围岩的自承实力，充分发挥围岩自身的支护作用；依据围岩特征接受不同的支护类型和参数，刚好施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护，以限制围岩的变形和松弛；在软弱裂开围岩地段，是断面及早闭合，以有效的发挥支护体系的作用，保证隧道稳定；二次衬砌原那么上是在围岩是在围岩及初期支护变形根本稳定的条件下修筑的，围岩及支护构造形成一个整体，因而提高了支护体
34、系的平安度；尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，防止棱角突变处出现应力集中；通过施工中对围岩和支护的动态视察, 测量，合理支配施工程序，进展设计变更及日常的施工管理。7.7 什么是支护围岩共同作用？ 答：围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的构造，支护-围岩作为整体相互作用，共同承当围岩压力。围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大局部压力(特别是变形压力)由围岩自身承当，只有少局部转移到支护构造上；支护荷载既取决于围岩的性质，又取决于支护构造的刚度和支护时间；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又及支护构造的性质和支护时间有关。7.8 松散岩体的围岩压力计算及几种方法的原理, 区分及联系。 答：
35、一岩柱理论1根本假设：0；围岩压力=岩柱的自重-柱侧面摩擦力；破坏模式及受力状态如下：2洞室顶压力的计算微元素上的侧压力：-垂直应力；-侧应力系数微元素上的摩擦力：- 侧面上的正压力，-摩擦系数岩柱两侧面的总摩擦力为：洞顶岩体自重：，依据假设求出洞顶压力集度：，依据假设求出洞帮压力集度：，3适用条件：，二太沙基理论1根本假设：认为岩体是松散体，但存在确定的粘厚力，且听从库仑准那么：；围岩的滑移模式和外力状况如下图：2围岩压力计算微元体的平衡条件：边界条件：解该微分方程，并令见得洞顶压力： -原岩应力侧压力系数洞室两邦的压力：3适用条件：H1时，岩体稳定，1，岩体处于临界状态，K1，岩体不稳定。
36、9.1 岩体地基根底类型有那几种，地基破坏模式有那些？ 答：1根底类型：干脆利用基岩；锚杆根底；嵌岩桩根底。2地基破坏模式：开裂较均质岩体, 坚硬, 应力水平较小；压碎应力较大；劈裂应力大；冲切多孔隙岩体；剪切节理, 弱软岩体, 滑移体；直面滑动。9.2 确定岩石地基承载力应考虑哪些因素？ 答：1根底形态：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形根底考虑的，对于非条形根底应考虑形态不同地基承载的影响。2地下水的影响：地下水水位上升会降低土的承载力。3土体的物理力学性质。4荷载偏心以及旁边建筑物的影响等。9.3 岩基的承载实力计算。答：【浅根底】1基脚压碎岩体承载力：岩体无侧限抗压强度；-完整岩体内摩擦角。2基脚剪切岩体承载力：【深根底】单轴竖向承载力=岩土的总极限阻力+嵌岩段总极限侧阻力+总极限端阻力标准值。