岩体力学习题及答案1---副本

压强度与冻融前干抗压强度之比。

16、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。

17、岩石的渗透系数：渗透系数是表征岩石透水性的重要指标，其在数值上等于水力梯度为1时的渗透流速。

四、岩石的强度特征

一、解释下例名词术语

1、岩石的强度：岩石在达到破坏前所能承受的最大应力。

2、岩石的抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力，也叫单轴极限抗压强度。

3、峰值强度：岩石完全破坏时的应力值。即试件承载力达到最大时的应力值。

4、残余强度：岩石完全破坏后而仅有内摩擦力的强度。 5、岩石的抗拉强度：岩石试件在单向拉伸时能承受的最大拉应力。

6、岩石的抗剪强度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。

7、巴西试验：为了测定岩石抗拉强度而进行的劈裂试验，是测定岩石抗拉强度的间接试验。

8、劈裂破坏试验：用圆柱体或立方体试件，横置于压力机的承压板上，且在试件上、下承压面上各放一根垫条，然后以一定的加荷速率加压，直到试件破坏从而测出岩石抗拉强度的试验。

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9、倾斜板剪切试验：将立方体试件，置于可变角度的倾斜板剪切夹具中，然后在压力机上加压直至试件沿预定的剪切面破坏从而求出岩石抗剪强度的一种试验方法。

10、点荷载试验：将试件放在点荷载仪中的球面压头间，然后通过油泵加压至试件破坏，利用破坏时的荷载大小可计算求得岩块的最大拉应力的一种试验方法。

11、三轴压缩试验：试件在三向应力作用下进行压缩从而求出试件抵抗的最大的轴向应力的试验方法。

12、真三轴试验：在三轴压缩试验中，当三轴向主应力不相等时即（σ1>σ2>σ3）所做的压缩试验。

13、等围压试验：在三轴试验中，当侧向应力互相相等时（即σ1>σ2=σ3）所做得压缩试验。

14、劈裂破坏：试件在轴向压应力作用下，由于减小或消除了端部约束，沿压应力垂直方向发生的拉裂破坏。

15、对顶锥破坏：试件在轴向压应力作用下，由于试件端部横向约束，形成的锥形剪切破坏。

16、端部效应：试件试验时端面条件对岩块强度的影响，其产生原因一般认为是由于试件端面与压力机板间的磨擦作用，改变了试件内部的应力分布和破坏方式，进而影响岩块的强度。

17、直剪试验：将试件放在直剪仪上，试验时，先在试件上施加法向压力，然后在水平方向逐级施加水平剪力，直到试件破坏从而求得试件抗剪强度的试验方法。

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二、 简答题

(1) 在岩石的单轴压缩试验中，试件的高径比、尺寸、加载速率怎样影响岩石的强度？

答：一般说来，高径比越大，岩石的强度越低。试件尺寸越大，岩石强度越低。加荷速率越大，岩石的强度越大。

(2) 请描述岩石单轴抗压强度试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。

答：准备至少6个取自同一地点的试件，试件用圆柱形，试件的断面尺寸，圆柱形试件尺寸直径一般D=5cm，试件的高度h=(2~2.5)D，试件端面应当平整光滑，两端面应平行。试验前用游标卡尺在试件不同高度位置和不同直径方向仔细测量试件直径，取平均直径作为计算直径。将试件两端抹上黄油后置于有球星压头的试验机上，试验时以每秒0.5~0.8MPa的加荷速率加荷，直到试件破坏，按σc=P/A计算抗压强度。式中：σc：岩石单轴抗压强度。P：岩石试件破坏时的荷载。A：试件的横断面面积。重复进行6次，取强度平均值。

(3) 请描述岩石单轴抗拉强度劈裂法试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。

答：取Ф5×5cm或5×5×5cm圆柱体或立方体形状试件，试验时沿着圆柱体的直径方向垫直径2mm圆形钢丝垫条置于压力机上，缓慢加压致试件受力后沿着受力方向的直径裂开，试验资料的整理可按弹性力学来解，??2?P，试Dtmaxt 11

样为立方体时，?平均值。

t?2Pmax?D2 Pmax为破坏荷载。重复试验6次，取

(4) 请描述岩石点荷载试验的制样、试验、资料整理的过程和计算方法。

答：以一段长度为直径1~1.4倍的圆柱状岩芯，在其中部对称的两点上施加点荷载至破坏，破坏方式是岩蕊通常沿纵截面，有时沿横截面被劈裂，也可以沿岩蕊的轴向在中心线上两点施加荷载使岩蕊劈裂，单轴抗拉和抗压强度计算公式如下：

单轴抗拉强度计算公式：S?KIts?KD2

单轴抗压强度计算公式：Sc=(22.8~23.7)Is(50) 三、 计算题

(1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中，采用的立方体岩石试件的边长为5cm，一组平行试验得到的破坏荷载分别为16.7、17.2、17.0kN，试求其抗拉强度。

解

：

由

公

式

σt=2Pt/πa2=2×Pt×103/3.14×52×10-4=0.255Pt(MPa)

σt1=0.255×16.7=4.2585 σt2=0.255×17.2=4.386 σt3=0.255×17.0=4.335

则

所

求

抗

拉

强

度

：

σt==(4.2585+4.386+4.335)/3=4.33MPa。

(2) 在野外用点荷载测定岩石抗拉强度，得到一组数据如下：

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