1、、緒論1巖體力學(xué)的定義：巖體力學(xué)主要是研究巖體和巖體力學(xué)性能的一門學(xué)科，是探討巖石和巖體在其周圍物理環(huán)境（力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、地下水等）發(fā)生變化后，做出響應(yīng)的一門力學(xué)分支。2、 何謂巖石？何謂巖體？巖石與巖體有何不同之處？1）巖石：由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律聚集而形成的自然物體。2）巖體：一定工程范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體。3）不同之處:巖體是由巖石塊和各種各樣的結(jié)構(gòu)面的綜合體。3、 何謂巖體結(jié)構(gòu)？巖體結(jié)構(gòu)的兩大要素是什么？（ 1）巖體結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及其組合關(guān)系；或者是指結(jié)構(gòu)體的規(guī)模、形態(tài)及其排列形式所表現(xiàn)的空間形態(tài)。（2）結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面。4、中科院地質(zhì)所提出的巖體結(jié)構(gòu)可分為那六大類型？塊

2、狀、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結(jié)構(gòu)5、巖體有哪些特征？ （1 ）不連續(xù)；受結(jié)構(gòu)面控制，巖塊可看作連續(xù)。（2）各向異性；結(jié)構(gòu)面有一定的排列趨勢(shì)，不同方向力學(xué)性質(zhì)不同。（3）不均勻性；巖體中的結(jié)構(gòu)面方向、分布、密度及被結(jié)構(gòu)面切割成的巖塊的大小、形狀和鑲嵌情況等在各部位不同，各部位的力學(xué)性質(zhì)不同。（4）賦存地質(zhì)因子特性（水、氣、熱、初應(yīng)力）都會(huì)對(duì)巖體有一定作用。二、物理力學(xué)性質(zhì)1巖石有哪些物理力學(xué)參數(shù)？巖石的質(zhì)量指標(biāo)，水理性質(zhì)指標(biāo)，描述巖石風(fēng)化能力指標(biāo)， 完整巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度，三向壓縮強(qiáng)度和各種受力狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的變形特性。2、影響巖石強(qiáng)度特征的主要因素有哪些？對(duì)單軸抗壓強(qiáng)度

3、的影響因素有承壓板、巖石試件 尺寸及形狀（形狀、尺寸、高徑比），加載速率、環(huán)境（含水率、溫度）。對(duì)三相壓縮強(qiáng)度 的影響因素：側(cè)向壓力、試件尺寸與加載速率、加載路徑、空隙壓力。3、何謂巖石的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線？所謂應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^程曲線是指在剛性實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)所獲得的包括巖石達(dá)到峰值應(yīng)力之后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。5、試比較莫爾強(qiáng)度理論、格里菲斯強(qiáng)度理論和E.Hoek和Brown提出的經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度理論的優(yōu)缺點(diǎn)：莫爾強(qiáng)度理論優(yōu)點(diǎn)是使用方便，物理意義明確；缺點(diǎn)是1不能從巖石破壞機(jī)理上解釋其破壞特征2忽略了中間主應(yīng)力對(duì)巖石強(qiáng)度的影響；格爾菲斯強(qiáng)度理論優(yōu)點(diǎn)是明確闡明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂擴(kuò)展方向；

4、缺點(diǎn)是僅考慮巖石開裂并非宏觀上破 壞的緣故。E.hoek和E.T.brown提出的經(jīng)驗(yàn)理論與莫爾強(qiáng)度理論很相似其優(yōu)點(diǎn)是能夠用曲線 來表示巖石的強(qiáng)度，但是缺點(diǎn)是表達(dá)式稍顯復(fù)雜。6、典型的巖石蠕變曲線有哪些特征？典型的巖石蠕變曲線分三個(gè)階段第I階段：稱為初始蠕變段或者叫瞬態(tài)蠕變階段。在此階段的應(yīng)變一時(shí)間曲線向下彎曲；應(yīng)變與時(shí)間大致呈對(duì)數(shù)關(guān)系，即£噸t。第n階段：稱為等速蠕變段或穩(wěn)定蠕變段。在此階段內(nèi)變形緩慢，應(yīng)變 與時(shí)間近于線性關(guān)系。第川階段：稱為加速蠕變段非穩(wěn)態(tài)蠕變階段。此階段內(nèi)呈加速蠕變， 將導(dǎo)致巖石的迅速破壞。7、 有哪三種基本的力學(xué)介質(zhì)模型？1 ）彈性介質(zhì)模型；2）塑性介質(zhì)模型（

5、理想塑性模型、 有硬化塑性介質(zhì)模型）；3）黏性介質(zhì)模型8、基本介質(zhì)模型的串聯(lián)和并聯(lián)的力學(xué)特征有何不同？串聯(lián)E和h，每個(gè)元素的力相等；總應(yīng)變=分應(yīng)變之和?；灸Ｐ停瑑稍⒙?lián)，使它所表現(xiàn)的變形特征與馬克斯維爾模型有所不同。根據(jù)兩個(gè)基本力學(xué)模型并聯(lián)的力學(xué)特征，當(dāng)外力作用于模型的兩端時(shí)，兩個(gè)模型產(chǎn)生的應(yīng)變相等，而其應(yīng)力為彈簧所受的應(yīng)力與粘壺所受的應(yīng)力之和。9、巖石在單軸和三軸壓縮應(yīng)力作用下，其破壞特征有何異同？單軸破壞形態(tài)有兩類：圓錐 形破壞，原因：壓板兩端存在摩擦力，箍作用（又稱端部效應(yīng)），在工程中也會(huì)出現(xiàn)；柱狀劈裂破壞，張拉破壞（巖石的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度）是巖石單向壓縮破壞的真實(shí)反映（消除了

6、端部效應(yīng)），消除試件端部約束的方法，潤滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部），加長試件。三軸壓縮應(yīng)力：低圍壓，圍壓作用不明顯，接近單軸壓縮破壞形式；中圍壓，斜 面剪切破壞；高圍壓，塑性流動(dòng)性破壞。11、有一云母片巖試件，其力學(xué)性質(zhì)在沿片理方向 A和 垂直片理方向B表現(xiàn)出明顯的各向 異性，試問：1）試件在A向和B向受到相同的單向壓力時(shí)，變形哪個(gè)方向更大？彈 性模量哪個(gè)更大？為什么？2）巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度哪個(gè)更大？為什么？答：1）在相同單向壓力作用下 B向變形更大，因?yàn)?B向包含片理的法向閉合變形，相對(duì)A而言，對(duì)巖石的變形貢獻(xiàn)大。相應(yīng)的彈性模量則是A向大，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可知，在應(yīng)力相同的情況

7、下，A向應(yīng)變小于B向應(yīng)變，故A向彈性模量大。2）單軸抗壓強(qiáng)度B向大，因?yàn)锽向?yàn)榧魯嗥砥茐模瑢?shí)為巖塊抗壓強(qiáng)度。A向由于結(jié)構(gòu)面的弱抗拉效應(yīng)， 巖石產(chǎn)生拉破壞，降低了巖石單軸抗壓強(qiáng)度。三、巖體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)1如何測(cè)試巖塊和巖體彈性波波速？1 ）巖塊聲波速度測(cè)試：測(cè)試儀器主要是巖石超聲波參數(shù)測(cè)定儀和縱橫波換能器。測(cè)試時(shí)，把縱橫波換能器放在巖塊試件的兩端。測(cè)定縱 波速度時(shí)宜采用凡士林或黃油作耦合劑，測(cè)定橫波速度時(shí)宜采用鋁箔或銅箔作耦合劑 測(cè)試結(jié)束后，應(yīng)測(cè)定超聲波在標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃中的傳播時(shí)間，繪制時(shí)距曲線并確定儀器系統(tǒng)的零延時(shí)。vp=L/ (tp-tO ), vs=L/( ts-tO )2）巖體聲波速度測(cè)試：

8、測(cè)點(diǎn)表面應(yīng)大致修鑿平整并擦凈，縱波換能器應(yīng)涂厚 1-2mm的凡士 林或黃油，橫波換能器應(yīng)墊多層鋁箔或銅箔， 并應(yīng)將換能器放置在測(cè)點(diǎn)上壓緊。 在鉆孔或風(fēng) 鉆孔中進(jìn)行巖體聲波速度測(cè)試時(shí)， 鉆孔或風(fēng)鉆孔應(yīng)沖洗干凈， 并在孔內(nèi)注滿水，水即作為耦 合劑，而對(duì)軟巖宜采用干孔測(cè)試。2、影響巖體彈性波波速的因素有哪些？ 1）巖體彈性波速與巖體種類、巖石密度和生成年代 有關(guān).2、巖體波速與巖體中裂隙或夾層的關(guān)系： 34巖體波速與巖體的有效孔隙率 n及吸水 率Wf有關(guān)4、巖體波速與各向異性性質(zhì)有關(guān) 5、巖體受壓應(yīng)力對(duì)彈性波傳播的影響。在松動(dòng)圈內(nèi)，由于巖體破碎且屬低應(yīng)力 應(yīng)力較高，波速達(dá)到最大，之后波速 可確定松動(dòng)

9、圈厚度，其邊界在波速最大值3、用巖體彈性波速度確定地下工程圍巖松動(dòng)圈（塑性圈）范圍的依據(jù)是什么？根據(jù)巖體彈 性波速度隨裂隙的增多和應(yīng)力的減小而降低的原理， 區(qū)，因而波速較小，當(dāng)進(jìn)入松動(dòng)圈邊界完整巖體區(qū)域， 又逐漸減小至一定值。 根據(jù)波速隨深度變化曲線， 深度附近。四、巖體基本力學(xué)性質(zhì)1、2、3、4、5、6、7、9、描述結(jié)構(gòu)面的參數(shù)及其所表達(dá)的含義：闡述結(jié)構(gòu)面法向彈性變形的假設(shè)條件和計(jì)算方法。闡述結(jié)構(gòu)面法向變形的三個(gè)分量。闡述結(jié)構(gòu)面法剪切位移的類型及其特征。闡述結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度表達(dá)式及其與莫爾應(yīng)力圓的幾何關(guān)系。簡述結(jié)構(gòu)面的面摩擦效應(yīng)。簡述結(jié)構(gòu)面的楔效應(yīng)摩擦的三種評(píng)價(jià)方法。闡述結(jié)構(gòu)面與主應(yīng)力面的夾角對(duì)極

10、限最大主應(yīng)力的影響。 闡述帶有單一結(jié)構(gòu)面的巖體的力學(xué)效應(yīng)的分析方法。10、闡述孔隙水壓力對(duì)單一結(jié)構(gòu)面的巖體強(qiáng)度的影響。11、闡述巖體的變形曲線及其變形參數(shù)的確定方法。五、工程分類、1、 簡述圍巖分類的目的和意義：（1）為巖石工程建設(shè)的勘察、設(shè)計(jì)、施工和編制定額提供 必要的基本依據(jù)。（2）便于施工方法的總結(jié)，交流，推廣。（3）為便于行業(yè)內(nèi)技術(shù)改革和管 理。2、 闡述圍巖分類有哪些原則？ （1）有明確的類級(jí)和適用對(duì)象。（2）有定量的指標(biāo)。（3）類級(jí)一般分五級(jí)為宜。（4）分類方法簡單明了、 數(shù)字便于記憶和應(yīng)用。（5）根據(jù)適用對(duì)象，選擇考慮因素。3、 簡述圍巖分類的基本方法：按巖石的單軸抗壓強(qiáng)度RC分

11、類；以點(diǎn)荷載強(qiáng)度指標(biāo)分類； 按巷道巖石穩(wěn)定性分類；前蘇聯(lián)巴庫地鐵分類；按巖體完整性分類；按巖體綜合指標(biāo)分類。4、 簡述巖石質(zhì)量指標(biāo) RQD勺定義及評(píng)價(jià)方法：RQD是選用堅(jiān)固完整的、其長度大于等于10cm 的巖芯總長度與鉆孔長度的比。評(píng)價(jià)方法：巖石的 RQD與巖體完整性關(guān)系密切，RQD與體積節(jié)理數(shù)JV之間存在下列統(tǒng)計(jì)關(guān)系：RQD=11 3.3JV （ % ,對(duì)于JV小于等于4.5的巖體，其 RQD=100%5、闡述巴頓（Barton ） Q分類采用了哪些參數(shù)？它們代表了何種含義？采用了六個(gè)參數(shù)： RQD巖體質(zhì)量指標(biāo)。Jn節(jié)理的組織數(shù)系數(shù)。Jr節(jié)理的粗糙度系數(shù)。Ja節(jié)理的飾變系數(shù)。 JW地下水的影

12、響系數(shù)。SRF應(yīng)力折減系數(shù)。6、闡述國際巖體分級(jí)采用了哪兩種方法？采用了定性、定量兩種方法分別確定巖體質(zhì)量的 好壞，相互協(xié)調(diào)、相互調(diào)整，最終確定巖石的堅(jiān)硬程度與巖體完整性指數(shù)。7、 闡述國際巖體分級(jí)采用了哪些指標(biāo)作為分級(jí)的基本參數(shù)？（一）確定巖體基本質(zhì)量：1.定量確定巖體基本質(zhì)量，包括巖石堅(jiān)硬程度的確定、巖體完整程度的確定。2.定性確定巖體 基本質(zhì)量，也包括巖石堅(jiān)硬程度的確定、巖體完整程度的確定。（二）基本質(zhì)量分級(jí)：巖體基本質(zhì)量指標(biāo)；巖體基本質(zhì)量的確定。（三）具體工程巖體質(zhì)量分級(jí)的確定。8、闡述在國際巖體分級(jí)中，對(duì)地下工程的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)的修正，考慮了哪些因素的影 響？地下水影響修正系數(shù)；主

13、要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)：初始應(yīng)力狀態(tài)響修正系數(shù)六、地應(yīng)力1、何謂巖體的初始應(yīng)力？巖體的初始應(yīng)力主要是由什么引起的？影響巖體的初始應(yīng)力場(chǎng)的因素一般有哪些？初始應(yīng)力：天然狀態(tài)下巖體內(nèi)的應(yīng)力，又稱地應(yīng)力、原巖應(yīng)力。由巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造所引起。因素：自重.地質(zhì)構(gòu)造一一主要因素；地形地貌.地震力.水壓力.地?zé)岽我蛩亍?、正斷層、逆斷層、平移斷層的最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的作用方向如何？對(duì)于正斷層，自重應(yīng)力為最大主應(yīng)力， 方向豎直向下，最小主應(yīng)力與斷層走向正交； 對(duì)于逆斷層，自重應(yīng) 力為最小主應(yīng)力，方向豎直向下，而最大主應(yīng)力與斷層走向正交；對(duì)于平移斷層，自重為中主應(yīng)力，最大主應(yīng)力與斷層走向成 30

14、-45度得夾角，最大和最小都為水平方向。4、地殼淺部巖體初始應(yīng)力的分布有哪些基本規(guī)律？水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力。垂直應(yīng)力在大多數(shù)情況下，為最小主應(yīng)力；在少數(shù)情況小，為中間主應(yīng)力；只有個(gè)別情況下為最大主應(yīng)力。5、 巖體的初始應(yīng)力的量測(cè)方法有哪些？各自的原理、量測(cè)步驟、應(yīng)用是什么？1.水壓致裂 法2.應(yīng)力解除法3.應(yīng)力恢復(fù)法4.聲發(fā)射法；步驟：【1】試件制備【2】聲發(fā)射測(cè)試【31 計(jì)算地應(yīng)力。6、 高地應(yīng)力現(xiàn)象有哪些？其判別準(zhǔn)則是什么？現(xiàn)象：1.巖芯餅化現(xiàn)象；2.巖爆；3.探洞和地下隧洞的洞壁產(chǎn)生剝離；4.巖質(zhì)基坑底部隆起，剝離以及回彈錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象；5野外原位測(cè)試測(cè)得得巖體物理力學(xué)指標(biāo)比實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果

15、高。判別準(zhǔn)則：當(dāng)圍巖內(nèi)部的圍巖強(qiáng)度與最大地應(yīng)力的比值達(dá)到某一水平時(shí)，才能稱為高地應(yīng)力或極高地應(yīng)力。7、 巖爆的類型和發(fā)生條件是什么？工程上如何防治巖爆？類型：【11破裂松脫型，【21爆裂彈射型，【31爆炸拋射型。條件：1.地下開挖，洞室空間的形成。2.巖體承受極限應(yīng)力產(chǎn)生初始破裂后剩余彈性變形能的集中釋放量將決定巖爆的彈射程度。3.圍巖應(yīng)力重分布和集中將導(dǎo)致圍巖積累大量彈性變形能。防治：1.圍巖加固；2.改善圍巖應(yīng)力條件；3.保證施工安全。七、地下洞室1何謂巖體的二次應(yīng)力？分析二次應(yīng)力時(shí)考慮了哪些假定條件？2、何謂圍巖壓力？圍巖壓力的影響因素有哪些？3、如何計(jì)算彈性狀態(tài)下圍巖的二次應(yīng)力、位移和

16、應(yīng)變？它們有哪些規(guī)律？4、如何計(jì)算彈塑性狀態(tài)下圓形洞室圍巖的二次應(yīng)力？它有哪些規(guī)律？5、如何確定節(jié)理巖體的剪裂區(qū)范圍、應(yīng)力和剪裂區(qū)的半徑？6、計(jì)算巖體的松動(dòng)壓力有幾種方法？它們是如何計(jì)算巖體的松動(dòng)壓力的？7、計(jì)算巖體的塑性形變壓力有幾種方法？它們是如何計(jì)算巖體的塑性形變壓力的?8、簡述新奧法建設(shè)隧道的基本思想。八、邊坡1巖質(zhì)邊坡應(yīng)力分布有哪些特征？其影響因素有哪些？2、巖質(zhì)邊坡的變形與破壞有哪些類型？不同類型其破壞機(jī)理有何區(qū)別？3、巖質(zhì)邊坡極限平衡穩(wěn)定性分析的方法主要有哪些？簡述各方法的力學(xué)模型和適用范圍。4、巖質(zhì)邊坡的加固措施有哪些？九、地基1巖基有那些特點(diǎn)？巖基上常規(guī)的基礎(chǔ)形式有哪幾種？2

17、、巖基上柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)其基礎(chǔ)沉降計(jì)算有何區(qū)別?3、巖基破壞模式有哪幾種？如何確定巖基承載力？4、重力壩壩基破壞模式有哪些？如何計(jì)算不同破壞模式下壩基的穩(wěn)定性?5、巖基的加固措施主要有哪些？1縱波波速Vpm=4167m/s ,巖體密度P =2.45g/cm3,室內(nèi)測(cè)得巖塊試件縱波波速Vpr=3536m/s ,求這種巖體的靜彈性模量E。=0.8 ,泊松比卩=0.25 。在巖體被剝蝕掉 2000m后側(cè)2、已知5000m深處某巖體側(cè)壓力系數(shù)入 壓力系數(shù)是多少?一、名詞釋義結(jié)構(gòu)面：指地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，在巖體內(nèi)形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對(duì)較 小的地質(zhì)界面或帶巖體在地質(zhì)歷史過程中形成的，由

18、巖石單元體和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)組成的,的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體顆粒密度巖石固體相 部分的質(zhì)量與其體積的比值。塊體密度（巖石密度）：指巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量。物體受力后產(chǎn)生變形，在外力去除后不能完全回復(fù)的性質(zhì)。物體受力后變形不能再瞬時(shí)完成，且應(yīng)變速率隨應(yīng)力增加而增加的性質(zhì)。 物體受力后變形很小時(shí)就發(fā)生碎裂的性質(zhì)。物體能承受較大塑性變形而不喪失其承載力的性質(zhì)。在外部條件不變的情況下，巖石的變形或應(yīng)力隨時(shí)間的變化的現(xiàn)象彈性:在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)物體受外力作用產(chǎn)生的全部變形去除外力后能立即恢復(fù)原有形狀 和尺寸。塑性 粘性 脆性 延性 流變:巖體中天然水平應(yīng)力與彈性后效：應(yīng)變恢復(fù)總是落后于應(yīng)力的現(xiàn)象 單軸抗壓強(qiáng)度：在單向壓縮條件下，巖塊能承受的最大壓應(yīng)力 法向剛度：在法向應(yīng)力作用下，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生單位法向變形所需的應(yīng)力 剪切強(qiáng)度：巖體內(nèi)任一方向剪切面在法向應(yīng)力作用下所能抵抗的最大剪應(yīng)力 天然應(yīng)力：人類工程活動(dòng)之前存在于巖體中的應(yīng)力 重分布應(yīng)力：巖體中由于工程活動(dòng)改變后的應(yīng)力天然應(yīng)力比值系數(shù) 鉛直應(yīng)力之比巖爆：高地應(yīng)力地區(qū)由于洞壁圍巖中應(yīng)力高度集中使圍巖產(chǎn)生突發(fā)性變形破壞的現(xiàn)象 圍巖