岩体力学习题及答案1---副本

岩石体内开始出现微小裂缝的过程，称为初裂。

二、简答题

(1) 单轴压缩条件下，岩石变形曲线的主要类型有哪些？

答：如图所示： σⅠooσⅡoσⅢεεεσⅣoσⅤσⅥ 根据米勒的试验结果，岩石变形曲线的主要类型有以εoεoε下六种：类型Ⅰ表现为近似于直线关系的变形特征，直到发生突发性破坏，且以弹性变形为主。类型Ⅱ，开始为直线，至末端则出现非线性屈服段。类型Ⅲ开始为上凹型曲线，随后变为直线，直到破坏，没有明显的屈服段。类型Ⅳ为中部很陡的“s”形曲线。类型Ⅴ是中部较缓的“s”形曲线。类型Ⅵ开始为一很小的直线段，随后就不断增长的塑性变形和蠕变变形。

(2) 图示单轴压缩条件下岩石变形的全过程曲线，说明各特征点的位置和意义，简述岩石变形各阶段及其机制。. σεvdεDCCⅢⅣLεⅢⅡBAⅠAⅠ压缩BⅡo扩容ε 17

答：单轴压缩条件下岩石变形的全过程曲线如上图所示：

（Ⅰ）孔隙裂隙压密阶段（OA），试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合，岩石被压密，形成早期的非线性变形。

（Ⅱ）弹性变形至微破裂稳定发展阶段（AC段），据其变形机理又可细分弹性变形阶段（AB段）和微破裂稳定发展阶段（BC段），弹性变形阶段不仅变形随应力成比例增加，而且在很大程度上表现为可恢复的弹性变形，B点的应力可称为弹性极限。微破裂稳定发展阶段的变形主要表现为塑性变形，试件内开始出现新的微破裂，并随应力增强而逐渐发展，当荷载保持不变时，微破裂也停止发展，这一阶段的上界应力（C点应力）称为屈服极限。

（Ⅲ）非稳定破裂发展阶段（CD）。由于破裂过程中造成的应力集中效应显著，即使外荷载保持不变，破裂仍会不断发展，并在某些薄弱部位首先破坏，应力重新分布，其结果又引起次薄弱部位的破坏，依次进行下去直到试件完全破坏。

（Ⅳ）破坏后阶段（D点以后阶段）：岩块承载力达到峰值后，其内部结构完全破坏，但试件仍基本保持整体状，到本阶段，裂隙快速发展，交叉且相互联合并形成宏观断裂面，此后，岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移，试件承载力随变形增大迅速下降，但并不降到零，说明破裂的岩石仍有一定的承载能力。

(3) 简述岩石单轴压缩变形试验的试验方法、过程、

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和资料整理。

答：试样大多采用圆柱形，一般要求试样的直径为5cm，高度为10cm，两端磨平光滑，在侧面粘贴电阻丝片，以便观测变形，用压力机对试样加压，在任何轴向压力下都测量试样的轴向应变和侧向应变，设试样的长度为 l，直径为d，试样在荷p作用下轴向缩短Δl，侧向膨胀Δd，则试样的轴向应变为：εa=Δl/ l，以及侧向应变为：εc=Δd/d，试样面积为A，则σ=P/A，根据数据绘制应力-应变曲线。

(4) 简述三轴条件下岩石的变形特征。

答：首先，破坏前岩块的应变随围压增大而增加，另外：随围压增大，岩块的塑性也不断增大，且由脆性转化为延性，岩石由脆性转化为延性的临界围压称为转化压力，岩石越坚硬，转化压力越大，反之亦然。

(5) 图示岩石蠕变曲线，简述各阶段的力学特征。. 答： εⅠPBⅡTCUpεDⅢ （I）初始蠕变阶段（AB段）或称减速蠕变阶段，本阶段内，曲线呈下凹型，特点是应变最初随时间增大较快，但其应变率随时间迅速递减，到点达到最小值。

（II）等速蠕变阶段（BC段）或称稳定蠕变阶段，本阶段内，曲线呈近似直线，即应变随时间近似等速增加，

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εo0AQRVt

直到C点。

（III）加速蠕变阶段（CD段）：至本阶段蠕变加速发展至岩块破坏（D点）。

(6) 分别图示马克斯威尔(Maxwell) 模型和开尔文(Kelvin)模型。

答：

E*σ1*ε1Eσ*εσ1*ε1ησ*εσ2*ε2η*σ2*ε2σ*εσ*ε模型示意图Kelvin模型示意图 六、岩石的强度理论 一、 解释下例名词术语 1、强度理论：对岩石破坏的原因、过程及条件的系统化论述。

2、破坏判据(强度准则)：用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，称为破坏判据。

3、脆性破坏：即岩石在荷载作用下没有显著觉察的变化就突然破坏的破坏形式。

4、塑性破坏：岩石在破坏之前的变形很大，且没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种破坏称为塑性破坏。

5、张性破坏：岩石在拉应力的作用下，内部连接被破坏，出现了与荷载方向平行的断裂。

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