巖土力學(xué) 中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革與開放教育試點(diǎn)巖土力學(xué)形 成 性 考 核 手 冊學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 分校班級： 中央廣播電視大學(xué) 編制使 用 說 明本考核手冊是中央廣播電視大學(xué)水利水電工程專業(yè)“巖土力學(xué)”課程形成性考核的依據(jù)，與巖土力學(xué)教材（主編 劉漢東，中央廣播電視大學(xué)出版社出版）配套使用。形成性考核是課程考核的重要組成部分，是強(qiáng)化教學(xué)管理，提高教學(xué)質(zhì)量，反饋學(xué)習(xí)信息，提高學(xué)員綜合素質(zhì)和能力的重要保證。“巖土力學(xué)”課程是水利水電工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，其特點(diǎn)是既具有豐富的理論，又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，而且基本概念、公式較多，學(xué)員有時(shí)感到抓不住重點(diǎn)。通過形成性考核有助于學(xué)員理解和掌握本課程的基本概念、基本理論、基本計(jì)算方法，明確應(yīng)掌握的課程重點(diǎn)。同時(shí)，形成性考核對于全面測評學(xué)員的學(xué)習(xí)效果，督促和激勵(lì)學(xué)員完成課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)員自主學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的能力也具有重要作用。本課程以計(jì)分作業(yè)方式進(jìn)行形成性考核。全部課程要求完成4次計(jì)分考核作業(yè)，分別對應(yīng)于文字教材的13章、46章、79章和1012章。學(xué)員應(yīng)按照教學(xué)進(jìn)度按時(shí)完成各次計(jì)分作業(yè)，教師根據(jù)學(xué)員完成作業(yè)的情況評定成績，每次作業(yè)以100分計(jì)，并按4次作業(yè)的平均成績計(jì)算學(xué)員的形成性考核成績。形成性考核成績占課程總成績的20%，終結(jié)性考試成績占課程總成績的80%。課程總成績滿分為100分，60分為及格。姓 名：學(xué) 號(hào)：得 分：教師簽名：巖土力學(xué) 作業(yè)一 說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材1至3章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題 （每空1分，共計(jì)10分）1土的含水率主要是指 土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量的比值,以百分率表示 。 2土是由 固相 、 氣相 、和 液相 三部分組成。3對于天然土，OCR>1時(shí)的土是 超固結(jié)土 ，OCR=1的土屬于 正常固結(jié)土 ，而OCR<1的土是 欠固結(jié)土 。4.控制壩基及地基的滲流，其主要任務(wù)可歸結(jié)為三點(diǎn)：一是 盡量減少滲漏量 、二是 提早釋放滲透壓力，保證地基與水工建筑物有足夠的靜力穩(wěn)定性 、三是 防止?jié)B透破壞，保證滲透穩(wěn)定性 。二、選擇題（每小題1分，共計(jì)8分） 1 土顆粒的大小及其級配，通常是用顆粒累計(jì)級配曲線來表示的。級配曲線越平緩表示：（ c ） A土粒大小較均勻，級配良好 B 土粒大小不均勻，級配不良 C土粒大小不均勻，級配良好2 有三個(gè)同一種類的土樣，他們的含水率w都相同，但飽和度Sr不同，飽和度Sr越大的土，其壓縮性（ b ）A 越大 B 越小 C 不變3 當(dāng)?shù)叵滤粡牡乇硖幭陆抵粱A(chǔ)底平面處，則附加應(yīng)力（ b ） A 增加 B 減小 C 不變4 土的壓縮性是由下述變形造成的： aA土孔隙的體積壓縮變形 B土顆粒的體積壓縮變形 C土孔隙和土顆粒的體積壓縮變形之和5.有三種土樣，他們的體積與含水率都相同，則下述說法正確的是 （ a ）A 三種土樣的孔隙比必相同 B 三種土樣的重度必相同 C 三種土樣的重度和孔隙比可以不相同6條形均布荷載中心線下，附加應(yīng)力隨著深度減小，其衰減速度與基礎(chǔ)寬度B有何關(guān)系？ bA 與寬度B無關(guān) B 寬度B越大，衰減越慢 C 寬度B越大，衰減越快7土體壓縮曲線ep曲線是在何種條件下試驗(yàn)得到的？ aA 完全側(cè)限 B 無側(cè)限條件 C 部分側(cè)限條件8土層的固結(jié)度與施加的荷載大小有（ c ）關(guān)系A(chǔ) 荷載越大，固結(jié)度越大 B 荷載越大，固結(jié)度越小 C 與荷載大小無關(guān)三、判斷題（每小題1分，共7分）1 土的液性指數(shù)IL會(huì)出現(xiàn)或的情況。（ ）2 土發(fā)生凍脹的原因是凍結(jié)時(shí)水分向凍結(jié)區(qū)遷移和積累的結(jié)果。（ ）3 由于達(dá)西定律只適用于層流的情況，所以對粗砂、礫石、卵石等粗顆粒不適用。（ ）4 巖石的飽水系數(shù)愈大，則巖石愈不容易被凍脹破壞。（ ）5 巖石的軟化系數(shù)越大則巖石的軟化性越強(qiáng)。（ ）6 當(dāng)土層的自重應(yīng)力小于前期固結(jié)壓力時(shí)，這種土稱為超固結(jié)土。（ ）7 對于具體某一種土來說，土的壓縮系數(shù)是常數(shù)。（ ）四、問答題 （每小題5分，共計(jì)35分）1什么是孔隙比e、孔隙率n，二者的關(guān)系。孔隙比是指孔隙的體積與固體顆粒實(shí)體的體積之比，用小數(shù)表示。，孔隙率（度）是指孔隙的體積與固體顆粒實(shí)體的體積之比，用百分?jǐn)?shù)表示。關(guān)系： 或 2土中的水有哪些類型？結(jié)合水自由水重力水毛細(xì)水水 3. 在壓力作用下，飽和土體固結(jié)的力學(xué)本質(zhì)是什么？在一定壓力作用下飽和土的滲透固結(jié)就是土體中孔隙，水壓力u向有效壓力轉(zhuǎn)化的過程。或者說是孔隙水壓力逐漸消減與有效應(yīng)力逐漸增長的過程。只有有效應(yīng)力才能使土體產(chǎn)生壓縮和固結(jié)、土體中某點(diǎn)有效應(yīng)力的增長程度反映該點(diǎn)土的固結(jié)完成程度。均 勻5不 均 勻Cu4. 土的級配曲線的特征可用哪兩個(gè)系數(shù)來表示？這兩個(gè)系數(shù)是怎樣定義的？不均勻系數(shù) 連續(xù) 勻3不 連 續(xù)Cc1不 連 續(xù)曲率系數(shù)5.附加應(yīng)力在空間有何分布特征？附加應(yīng)力是由于土層上部的建筑物的建起，而在地基內(nèi)所增的應(yīng)力。6.滲透破壞的形式有哪些？其一是：動(dòng)水壓力和土體結(jié)構(gòu)，它們是產(chǎn)生滲透變形的必要條件；其二是：地質(zhì)條件和工程因素，稱之這充分條件，中有當(dāng)土具備充分必要條件時(shí)，才發(fā)生滲透破壞。7.簡述有效應(yīng)力的原理。飽和土是由固體顆粒組成的骨架和充滿其間的水兩部分組成。當(dāng)外力作用于飽和土體后，一部分由土的骨架來承擔(dān)，并通過顆粒之間的接觸面?zhèn)鬟f，這部分稱為粒間應(yīng)力，定義為有效應(yīng)力；另一部分由水承擔(dān)，水不能承擔(dān)剪應(yīng)力，但能承擔(dān)法向應(yīng)力，并可以通過連通的孔隙水傳遞，這部分水壓力稱為孔隙水壓力。有效應(yīng)力原理的研究內(nèi)容就是研究飽和土中這兩種應(yīng)力的不同性質(zhì)和它們與全部應(yīng)力的關(guān)系。（1）（2）土的變形與強(qiáng)度的變化僅決定于有效應(yīng)力的變化。五、計(jì)算題 （共4題，計(jì)40分）1 已知巖樣的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，試計(jì)算該巖樣的孔隙率n，干容重及飽和容重。答：因?yàn)椋?所以，=20.83 kN/m3=24.09%=23.19 kN/m32. 已知一粘性土試樣，土粒比重GS =2.70，天然重度，含水率為35%，試問該土樣是否飽和，飽和度多少？解：答：此土為非飽和土，飽和度為87.27%。3.已知地面下有一層4米厚的粘土，天然孔隙比，若地面施加的無限均布荷載，沉降穩(wěn)定后，測得土的孔隙比為1.12，求粘土層的沉降？解：答：粘土層的沉降量為245.28mm。4.根據(jù)圖（a）中給出地基中多層土中各土層的厚度、容重，繪制地基中的自重應(yīng)力隨深度的分布曲線圖。粘土細(xì)砂粉質(zhì)粘 土細(xì)砂44041040038035043210051kPa60kPa77kPa107kPa解： 答：該基礎(chǔ)中心線下6m處豎向附加應(yīng)力為。姓 名：學(xué) 號(hào)：得 分：教師簽名：巖土力學(xué) 作業(yè)二說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材4至6章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、單項(xiàng)選擇題 （每小題2分，共計(jì)20分）1土的強(qiáng)度破壞是 （ c ）A 壓壞 B 拉壞 C 剪壞2直接剪切試驗(yàn)測定土的天然強(qiáng)度為 （ c ）A B C D 3地基土發(fā)生剪切破壞而失去整體穩(wěn)定時(shí)的基底最小壓力為 （ b ）A允許承載力 B 極限承載力 C 承載力特征值 4在滲流作用下，土體中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中流失的現(xiàn)象稱為（b ）A 流土 B管涌 C接觸流失 D接觸沖刷5條形基礎(chǔ)豎直均布荷載下附加應(yīng)力計(jì)算時(shí)，附加應(yīng)力系數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)（d ）比值查表確定。A L/B 和z/B B L/B和x/B C L/B和z/L D x/B和z/B6 填土坡面上做擋土墻護(hù)坡，作用在擋土墻的土壓力（ c ）A 土壓力為0 B 主動(dòng)土壓力 C 靜止土壓力 D 被動(dòng)土壓力7.影響極限承載力的因素主要有：（ b ） A 土的重度 B 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、 C 基礎(chǔ)埋深 D 基礎(chǔ)寬度8所謂地基的臨界荷載是指（ c ）A 地基中將出現(xiàn)塑性區(qū)的荷載 B 地基中出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面的荷載 C 地基中出現(xiàn)某一允許大小塑性區(qū)時(shí)的荷載9地基的極限承載力是指（b ）A 地基的變形達(dá)到上部結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)時(shí)的承載力 B 地基中形成連續(xù)滑動(dòng)面時(shí)的承載力 C 地基中開始出現(xiàn)塑性區(qū)時(shí)的承載力10 在擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，是否允許墻體有位移？（ b ）A 不允許 B 允許 C 允許有較大位移二、填空題 （每題2分，共計(jì)10分）1為了考慮固結(jié)程度和排水條件對抗剪強(qiáng)度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗(yàn)劃分為 快剪 、 慢剪 和 固結(jié)快剪 三種類型。2.根據(jù)固結(jié)排水條件的不同，相應(yīng)于直剪試驗(yàn)，三軸試驗(yàn)也可分為 固結(jié)不排水剪 固結(jié)排水剪 和 不固結(jié)不排水剪 三種類型。3某土單元體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c20kPa，大主應(yīng)力1400kPa，則該單元體小主應(yīng)力3 182.7 kPa時(shí)，該土處于極限平衡狀態(tài)，若3200kPa，該土處于 剪切破壞 狀態(tài)。4飽和砂土在低圍壓下受剪時(shí)，對于松砂來說，其固結(jié)不排水剪試驗(yàn)測得的強(qiáng)度要比固結(jié)排水剪試驗(yàn)測得的強(qiáng)度 低 （高或低），對于密砂來說，其固結(jié)不排水剪試驗(yàn)測得的強(qiáng)度要比固結(jié)排水剪試驗(yàn)測得的強(qiáng)度 高 （高或低）。5.根據(jù)摩爾-庫倫破壞準(zhǔn)則，理想狀態(tài)下剪破面與大主應(yīng)力面的夾角為： 。三、簡答題 （每小題5分，共計(jì)30分）1. 什么叫土的抗剪強(qiáng)度?常用的試驗(yàn)方法有哪些?答：土的抗剪強(qiáng)度是指土體對于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。室內(nèi)試驗(yàn)野外試驗(yàn)原位十字板剪切試驗(yàn)直剪試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)快剪慢剪固結(jié)快剪不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)固結(jié)不排水剪試驗(yàn)固結(jié)排水剪試驗(yàn)2.試述莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則，什么是極限平衡條件？f與莫爾為庫侖應(yīng)力圓的關(guān)系（1）相離穩(wěn)定狀態(tài)；（2）相切極限平衡狀態(tài)；（3）相割表明該點(diǎn)土體已破壞。達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)土的應(yīng)力狀態(tài)時(shí)土的應(yīng)力狀態(tài)和土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系稱為土的極限平衡條件。 3.土壓力有哪些類型？它們產(chǎn)生的條件是什么？靜止土壓力：當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)時(shí)，即不能移動(dòng)也不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)土體作用在擋土墻的壓力稱為靜止土壓力。主動(dòng)土壓力：擋土墻向前移離填土，隨著墻位移量的逐漸增大，土體作用于墻上的土壓力減至最小，稱為主動(dòng)土壓力。被動(dòng)土壓力：擋土墻在外力作用下移向填土，隨著墻位移的逐漸增大，土體作用 于墻上的土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，這時(shí)作用于墻上的土壓力增到最大，稱為被動(dòng)土壓力。4. 發(fā)生滑坡時(shí)，土體內(nèi)的滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的原因是什么？答：根據(jù)庫倫定律及其強(qiáng)度線，可知土中某點(diǎn)任意平面上作用著該法向應(yīng)力s以及剪應(yīng)力t，則由t與抗剪強(qiáng)度ft對比得：當(dāng)t<ft（在破壞線以下），表示該點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)t=ft（在破壞線以上），表示該點(diǎn)處于極限平衡狀態(tài)當(dāng)t>ft（在破壞線上方），表示該點(diǎn)已經(jīng)剪切破壞故：當(dāng)應(yīng)力圓與強(qiáng)度線相切時(shí)，即為土體瀕于剪切破壞的極限應(yīng)力狀態(tài)，稱極限平衡狀態(tài)，此時(shí)，土體發(fā)生滑坡。（將書中P123頁的圖45畫在下面）5. 庫侖土壓力理論的假定條件是什么？它適用于什么條件？假定條件：（1）墻后的的填土是理想的散粒體（粘聚力C=0）。 （2）滑動(dòng)破壞面為一平面。 （3）墻背與滑裂面間的楔形土體視為剛性體。適用條件：適用于填土表面為水平或傾斜的無粘性土，對于粘性土只能用圖解法。6.確定地基承載力有哪幾種方法？答：有三種方法：其一，按極限荷載確定地基承載力；其二，按工程規(guī)范確定地基承載力；其三，確定地基承載力設(shè)計(jì)值的方法。四、計(jì)算題 （每題10分，共計(jì)40分）1.已知地基中一點(diǎn)的大小主應(yīng)力為，土的強(qiáng)度指標(biāo)，試判斷該點(diǎn)是否會(huì)剪破？剪破面與大主應(yīng)力之間的夾角為多少？ 所以該點(diǎn)沒被剪破。如果剪破時(shí)，剪破面與大主應(yīng)力之間的夾角為： 2.某擋土墻高8m，墻背豎直光滑，填土面水平，填土為無粘性土，=18kN/m3，=30，填土表面作用有連續(xù)均布荷載，q=20kPa。試用朗肯土壓力理論計(jì)算主動(dòng)土壓力以及作用點(diǎn)位置。解： 519kPa128m4257kPa 距墻底距離為：3.在均布條形荷載作用下，土體中A點(diǎn)的大主應(yīng)力1=400kPa，中、小主應(yīng)力3=150kPa，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c=0，=30。試求：(1) A點(diǎn)處土是否處于極限平衡狀態(tài)。(2) 最危險(xiǎn)的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)面夾角為多少度？ 解： 所以，A點(diǎn)已剪破。最危險(xiǎn)的剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)力面夾角為：4有一條形基礎(chǔ)，寬度B為6m，埋深D為1.5m，其上作用著中心荷載P為1700kN/m，地基土質(zhì)均勻，容重為19kN/m3，土的強(qiáng)度指標(biāo)為：c=20kPa，=20o，安全系數(shù)為2.5，假定基底完全粗糙，應(yīng)用太沙基理論，驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性 (=20o時(shí)，)。解：當(dāng)采用安全系數(shù)Fs=2.5時(shí)地基承載力設(shè)計(jì)值:所以不穩(wěn)定.姓 名：學(xué) 號(hào)：得 分：教師簽名：巖土力學(xué) 作業(yè)三說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材7至9章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、單項(xiàng)選擇題 （每小題2分，共計(jì)10分）1巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯(cuò)位的結(jié)果，引起巖石的 （ b）A 脆性破壞 B 塑性破壞 C 弱面剪切破壞2巖石的單軸抗壓強(qiáng)度一般與單軸抗拉強(qiáng)度間成下列哪種關(guān)系： (b )A Rc=(1-4)Rt B Rc=(4-10 100)Rt C Rt=(1-4)Rc D Rt=(1-4)Rc 3下面巖體的那種應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài) ( a)A <sin B >sinC =sin4. 巖石的抗壓試驗(yàn)中，采圓柱形試件得出的抗壓強(qiáng)度比采用棱柱形試件得到的抗壓強(qiáng)度要（ a） A 大 B小 C相等5. 巖石的變形（彈性）模量可表示為 （c ）A B C D 二、填空題 （每空1分，共計(jì)20分）1巖石的破壞形式：脆性破壞、延性破壞、弱面剪切破壞。2巖石的力學(xué)強(qiáng)度是工程設(shè)計(jì)中最重要的力學(xué)指標(biāo)，分別是單軸抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。3巖石的抗壓強(qiáng)度就是巖石試件在單軸壓力（無圍壓）作用下，抗壓破壞的極限能力。4巖石的抗剪強(qiáng)度就是指巖石抵抗剪切破壞（滑力）的能力，用凝聚力C和內(nèi)摩擦角來表示。5 巖石的蠕變是指巖石在 應(yīng)力 不變的情況下巖石應(yīng)變形 隨著 時(shí)間t 而增加的現(xiàn)象，一般而言，典型的巖石蠕變曲線可分為三個(gè)階段：初期蠕變，二次蠕變（穩(wěn)態(tài)蠕變），（加建蠕變）第三期蠕變。6常用的蠕變模型通常都是用 彈性模型 模型和 粘性模型 模型組合的。7. 天然應(yīng)力是工程施工前就存在于 巖體中的地應(yīng)力 。8巖坡的破壞類型可以分為 巖崩 和 巖滑 兩種。三、判斷題 （每小題2分，共計(jì)10分）1巖石的脆性破壞是由于巖石中裂隙的發(fā)生和發(fā)展的結(jié)果所致 （ ）2巖石的變形是指巖石在外力作用下形狀和大小的變化。 （ ）3最大正應(yīng)變理論是用來判斷脆性巖石破壞的理論。 （ ）4根據(jù)莫爾庫倫準(zhǔn)則可證明均質(zhì)巖石的破壞面法線與大應(yīng)力方向間夾角為 （）5在普通壓力板上做巖石的變形試驗(yàn)，即可得到巖石的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線。（）四、問答題 （每小題5分，共計(jì)20分）1何為塑性破壞，其破壞機(jī)理是個(gè)什么？ 答案：塑性破壞(延性破壞)是巖石在破壞之前變形量很大，且沒有明顯的破壞荷載。原因可能是巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯(cuò)位的結(jié)果2影響單軸抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？影響單軸抗壓強(qiáng)度的因素有：一方面是巖石材料本身的，一方面是試驗(yàn)方法上的因素。 巖石材料本身的主要因素有：礦物組成；結(jié)晶程度和顆粒大??；膠結(jié)情況；生成條件；風(fēng)化作用；密度；水的作用等。3. 直剪破壞試驗(yàn)全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點(diǎn)是什么？巖石直剪破壞試驗(yàn)全過程曲線如圖所示該曲線共分三段。第一段：原點(diǎn)p區(qū)段，該段近似為一直線即變形為彈性，p為極限強(qiáng)度(即裂隙開始發(fā)展的強(qiáng)度)；第二段：p f區(qū)段，f為峰值強(qiáng)度，該段內(nèi)裂隙發(fā)展至破壞；第三段：fo區(qū)段。o為剪斷面上的摩擦力(剩余強(qiáng)度)4. 邊坡穩(wěn)定性分析方法有哪些？ 當(dāng)巖坡受力過大或巖石強(qiáng)度過低，一部分巖體向下或向外滑動(dòng)叫滑坡，滑波滑動(dòng)面有三種：軟弱結(jié)構(gòu)面；結(jié)構(gòu)面；在巖體中； 五、計(jì)算題 （每題10分，共計(jì)40分）1將一個(gè)巖石試件進(jìn)行單軸試驗(yàn)，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到120MPa時(shí)即發(fā)生破壞，破壞面與大主應(yīng)力平面的夾角(即破壞所在面與水平面的仰角)為60，假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化(即遵循莫爾庫倫破壞準(zhǔn)則)，試計(jì)算：1)內(nèi)摩擦角：2)破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。解： = ，理論上的抗拉強(qiáng)度：2某巖樣c=15kPa，=30，如該土受到最小主應(yīng)力3=200kPa， 最大主應(yīng)力1=400kPa，試判斷該土樣處于何種狀態(tài)？解： < (穩(wěn)定) (極限平衡)> (不穩(wěn)定)3試求證。解： 4已知均質(zhì)巖坡的，問當(dāng)巖坡高度為200m時(shí)，坡角應(yīng)當(dāng)采用多少度？解： 姓 名：學(xué) 號(hào)：得 分：教師簽名：巖土力學(xué) 作業(yè)四說明：本次作業(yè)對應(yīng)于文字教材10至12章，應(yīng)按相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度完成。一、填空題 （每空1分，共計(jì)30分）1把由于洞室圍巖的變形和破壞作用而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為 山巖壓力 2山巖壓力的影響因素除巖石性質(zhì)外，還應(yīng)考慮 洞室的形狀和大小 、地質(zhì)構(gòu)選，支護(hù)的形式和剛度、洞室深度、時(shí)間、施工方法 等因素。3.地下工程巖體穩(wěn)定性影響因素主要有巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造、地下水、地應(yīng)力及地形等。4巖基的極限承載力，就是指巖基所能負(fù)擔(dān)的 最大荷載(或稱極限荷載) 。5脆性圍巖的變形破壞類型有 張裂坍落、劈裂、剪切滑動(dòng)或破壞、巖爆、和 彎折內(nèi)鼓 。6大壩失穩(wěn)的形式主要有： 表層滑動(dòng)破壞、深層滑動(dòng)破壞、混合滑動(dòng)破壞 。7. 由于巖體變形而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為變形壓力 ；將由于巖體 而對支護(hù)或襯砌的壓力，稱為 松動(dòng)壓力 。8. 在中等質(zhì)量的巖石中，洞室圍巖的變形 較大 。由于洞室圍巖的 應(yīng)力重分布 需要一定的時(shí)間，所以在進(jìn)行支護(hù)或襯砌以后圍巖的 變形 受支護(hù)或襯砌的約束，于是產(chǎn)生山巖壓力。9. 在整體性良好，裂隙節(jié)理不發(fā)育的堅(jiān)硬巖石中開挖洞室，開挖結(jié)束后，圍巖的彈性變形就完成。若在此后進(jìn)行支護(hù)，支護(hù) 上沒有 山巖壓力。這種支護(hù)主要是用來 防止巖石的風(fēng)化以及剝落碎塊的掉落 。10.無裂隙圍巖的應(yīng)力計(jì)算方法有 內(nèi)應(yīng)力分配法 和 抗力系數(shù)法 。二、判斷題 （每小題2分，共計(jì)10分）1 .求解山巖壓力的計(jì)算理論中，太沙基理論把巖體假定為散粒體。 （ ）2由于洞室圍巖的變形和破壞而作用于支護(hù)或襯砌上的壓力稱為圍巖壓力（）3圍巖處于塑性變形狀態(tài)時(shí)，洞室埋置愈深，山巖壓力愈大。 （）4開挖洞室的影響范圍是6倍洞直徑。 （）5. 洞室的形狀相同時(shí)，圍巖壓力與洞室的尺寸無關(guān)。 （）三、問答題 （每小題5分，共計(jì)20分）1.簡述地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律答：地下洞室開挖引起的圍巖應(yīng)力重分布及其規(guī)律:未開挖前巖體內(nèi)均為壓應(yīng)力,所以每點(diǎn)均處于擠壓狀態(tài).地下開挖后洞室周圍巖體就向洞室這個(gè)空間松脹,松脹方向沿著半徑指向洞室中心,圍巖松脹后洞壁上的徑向應(yīng)力為零.在離開洞墮的一定距離處,松脹已經(jīng)很小,基本上沒有松脹,在該處的徑向應(yīng)力與原來未開挖的初始應(yīng)力相等.洞室圍巖中的切向應(yīng)力則有相反的變化規(guī)律:越接近洞壁的圓,徑向移動(dòng)就越大(其切向應(yīng)力增加值越大);而越深入圍巖內(nèi)部的圓,其徑向移動(dòng)越小(其切向應(yīng)力增加值越小).2何為山巖壓力？按其成因可分為哪幾類？各自用什么方法確定？答：把由于洞室圍巖的變形和破壞而作用在支護(hù)或襯砌上的壓力稱為山巖壓力。 由于圍巖變形而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為變形壓力。 由于圍巖破壞而作用在支護(hù)或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為松沙壓力。 計(jì)算變形壓力的方法：彈塑理論推導(dǎo)出的芬納公式或修正芬納公式。 計(jì)算松動(dòng)壓力的方法：壓力拱理論，太沙基理論和彈塑性理論推出卡柯公式。3不同質(zhì)量狀況的圍巖變形破壞特別如何？ 答： 整體性良好，裂隙不發(fā)育的堅(jiān)硬巖石中，圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度無破碎。變形以開挖過程中的彈性變形為主，開挖結(jié)束變形也結(jié)束。如果支護(hù)，支護(hù)上一般無山巖壓力，支護(hù)起防止巖石風(fēng)化或剝落碎塊的掉落。 中等質(zhì)巖的巖體，洞室變形大，還可能有少量破碎，支護(hù)上以變形壓力為主，松動(dòng)壓力為輔。 在破碎和軟弱巖石中，巖體強(qiáng)度低，被切割的很碎，圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度很多，因此，巖塊在不大的應(yīng)力作用就會(huì)破壞坍落，在這類巖石中，坍落和松動(dòng)是產(chǎn)生山巖壓力的主要原因。4.簡述高壓固結(jié)灌漿的施工方法。鉆孔沖洗壓水試驗(yàn)灌漿封孔檢查需要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)灌。（1）高壓固結(jié)灌漿是對較深層的圍巖進(jìn)行灌漿加固；（2）對較深層的圍巖進(jìn)行灌漿，需要克服較大的注漿阻力因而需要較高的灌漿壓力。（3）高壓固結(jié)灌漿是在先做好回填灌漿，在作常規(guī)固結(jié)灌漿，待襯砌與圍巖形成較強(qiáng)的承載圈后，在鉆孔作較深層的高壓固結(jié)灌漿。四、計(jì)算題 （每題10分，共計(jì)40分）1埋深200m處的巖體內(nèi)開挖一硐徑為2a=2m圓形斷面隧道，如果巖體中初始地應(yīng)力為靜水壓力式，并且上覆巖層的平均容重為g/cm3，若隧道周巖的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)MPa，試用莫爾-庫侖強(qiáng)度條件評價(jià)其洞壁的穩(wěn)定性。解： 洞壁：1=2z 3=0 < (穩(wěn)定) (極限平衡)> (不穩(wěn)定)2在地下50m深度處開挖一地下洞室，其斷面尺寸為5m5m。巖石性質(zhì)指標(biāo)為：凝聚力c=200kPa，內(nèi)摩擦角，容重=25kN/m3，側(cè)壓力系數(shù)。已知側(cè)壁巖石不穩(wěn)，試用太沙基公式計(jì)算洞頂垂直山巖壓力及側(cè)墻的總的側(cè)向山巖壓力。解： 這時(shí)， 3某圓形洞室圍巖kN/m3，埋置深度H=160m，洞的半徑r0=7m。設(shè)折減后的凝聚力c=0.02MPa，求松動(dòng)壓力。 系數(shù)k1曲線 系數(shù)k2曲線 解 MPa ，則由查圖6-16和圖6-17的曲線得：所以MPa4.有壓隧洞的最大內(nèi)水壓力=2.8MPa，隧洞(內(nèi))半徑為2.3m，用厚度為0.4m的混凝土襯砌。已知混凝土的彈性模量=1.8104MPa，泊松比。巖石的彈性模量=1.1104MPa，泊松比=0.367。試求： 1)離中心2.5m處的襯砌內(nèi)的應(yīng)力；2)離中心3.5m處的圍巖附加應(yīng)力。解：a=2.3m，b=2.7m，p=2.8MPa。將已知的、以及a和b值代入式(7-25)，得： 所以混凝土襯砌傳給巖石的壓力為：MPa求離中心3.5m（）處的圍巖附加應(yīng)力：MPaMPa 要求襯砌內(nèi)任何點(diǎn)()的應(yīng)力、則可根據(jù)厚壁圓筒的公式計(jì)算：2.5 (壓應(yīng)力) (拉應(yīng)力) 在襯砌的周界上，當(dāng)時(shí)，有：當(dāng)時(shí)，有：20