20140419岩石力学习题.doc

何谓岩石力学。 岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学,是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科,具体而言,研究岩石在载荷作用下的应力、变形和破坏规律及工程稳定性等问题。 解释岩石水理性的含义。 岩石在水溶液作用下表现出来的性质，主要有含水性、吸水性、软化性、抗冻性、透水性。 吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。主要指标有吸水率、饱和吸水率和饱水系数软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质。以软化系数表示，其定义为岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力，成为抗冻性。常用抗冻系数和质量损失率来表示。岩石的透水性：在一定的水力梯度或压力差作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。一般认为，水在岩石中的流动，也服从于达西定律。透水性主要指标是渗透系数。稳定性分析的主要方法？极限平衡法是岩土体稳定性分析方法之一。通常根据作用于岩土体中潜在破坏面上块体沿破坏面的抗剪力与该块体沿破坏面的剪切力之比，求该块体的稳定性系数。分析岩体和土体稳定性时假定一破坏面,取破坏面内土体,为脱离体计算出作用于脱离体上的力系达到静力平衡时所需的岩土的抗力或抗剪强度,与破坏面实际所能提供的岩土的抗力或抗剪强度相比较,以求得稳定性安全系数的方法,或根据所给定的安全系数求允许作用外荷载的方法. ？工程岩体质量评价是用半定量指标岩体质量系数（z)）评定岩体质量优劣，为工程设计提供依据的工作。工程岩体质量指标包含三个因素：岩体的完整性、结构面的抗剪特性、结构体或岩块的坚强性。岩体的工程地质性质的工作。它将工程地质评价和岩体工程地质特性参数，以及岩体工程设计定量地联系起来，使工程实践经验得以定量表述。因此，它是工程地质评价定量化的重要发展。国际上应用较广的有3类：岩石结构评价RSR系统、岩体地质力学评价RMS系统及岩体质量Q系统，RQD指标。 详细分析岩体与的区别，天然岩体与实验室内制作的岩石试件（岩石）有显著不同：（1）岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。（2）岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。（3）一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。根据上述特征，将岩体定义为地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。岩体强度远远低于岩石强度，岩体变形远远大于岩石本身，岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。 单轴压缩。。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，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则。充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工1.新奥法中认为，岩体是结构体系中的主要承载单元，在施工中必需充分保护岩体尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。 2.为充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。 3.为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合而成为封闭的筒形结构。 4.在施工中的各个阶段，应进行现场量测监视，及时提供可靠的数量足够的量测信息。 5.为了铺设防水层，成为了承受锚杆锈蚀，围岩性质恶化，流变，膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。 6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。 新奥法的工艺流程及操作要点 1.本工法工艺流程主要分超前管棚、超前小导管、隧道开挖、初期支护、二次衬砌等几个分项。 2.工艺如下：隧道洞身开挖根据围岩级别不同采用不同的开挖方法，Ⅴ、Ⅵ级围岩采用双侧壁导坑开挖；Ⅲ、Ⅳ级围岩采用上下台阶法开挖；Ⅰ、Ⅱ级围岩采用全断面法开挖。 3.初期支护主要包括：钢支撑、钢筋网、系统锚杆、喷射混凝土等几项。其中根据围岩级别不同，钢支撑采用工字钢或钢格栅，锚杆数量、混凝土厚度相应调整。根据围岩级别不同，二次衬砌采用厚度不同的钢筋混凝土或素混凝土。 给出一种合理的岩石动力现象的控制方法。 煤与瓦斯突出 采取积极主动的预防措施和强有力的施工支护，确保岩爆地段的施工安全，将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低。在高应力地段施工中可采用以下技术措施：1．在施工前，针对已有勘测资料，首先进行概念模型建模