巖石力學(xué)與工程課后習(xí)題與思考題解答-資料下載頁

【導(dǎo)讀】蒂蕿螞艿莈蕿螄肂芄薈袇芇膀薇罿肀葿薆蠆袃蒞蚅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆膂蚃螅罿蒁螞袈膅莇蟻羀羈芃蝕蠆膃腿蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螇蚆膀芆莃袈肂膂莂羈羋蒀莁蝕肁莆莁螃芆節(jié)莀裊聿膈葿羇袂蕆蒈蚇肇莃蕆衿袀荿蒆膆芅蒅蟻羈膁蒅螃膄葿蒄袆羇蒞蒃羈膂芁薂蚈羅膇薁螀膀肅薀羃蒂蕿螞艿莈蕿螄肂芄薈袇芇膀薇罿肀葿薆蠆袃蒞蚅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆膂蚃螅罿蒁螞袈膅莇蟻羀羈芃蝕蠆膃腿蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螇蚆膀芆莃袈肂膂莂羈羋蒀莁蝕肁莆莁螃芆節(jié)莀裊聿膈葿羇袂蕆蒈蚇肇莃蕆衿袀荿蒆膆芅蒅蟻羈膁蒅螃膄葿蒄袆羇蒞蒃羈膂芁薂蚈羅膇薁螀膀肅薀羃蒂蕿螞艿莈蕿螄肂芄薈袇芇膀薇罿肀葿薆蠆袃蒞蚅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆膂蚃螅罿蒁螞袈膅莇蟻羀羈芃蝕蠆膃腿蠆螂羆蒈螈襖膁莄螇羆羄芀螇蚆膀芆莃袈肂膂莂羈羋蒀莁蝕肁莆莁螃芆節(jié)莀裊聿膈葿羇袂蕆蒈蚇肇莃蕆衿袀荿蒆膆芅蒅蟻羈膁蒅螃膄葿蒄袆羇蒞蒃羈膂芁薂蚈羅膇薁螀膀肅薀羃蒂蕿螞艿莈蕿螄肂芄薈袇芇膀薇罿肀葿薆蠆袃蒞蚅

　　

【正文】 第一部分解答如上 σr， σθ，對第二部分解答，分別代入邊界條件 : (邊界條件 ) 外邊界： r→ 無窮 σr=－ p’ cos2θ τrθ= p’ sin2θ 用同樣方法解得應(yīng)力解為： 1a2a4 1a4 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 1R02R04 － 從而得總應(yīng)力解（基爾希解推廣）： 1a21a2a4 1a21a4 1R02R04 － 當(dāng) ， 時(shí)， ， ， τrθ=0； 當(dāng) ， 時(shí)， ， － P0， τrθ=0； 180， 時(shí)， ， ， τrθ=0； 33 1當(dāng) ， 時(shí)， ， ， τrθ=0； 3當(dāng) －莫爾強(qiáng)度曲線上畫出軸對稱圓巷彈塑性應(yīng)力問題的幾個(gè)不同位置的應(yīng)力圓圖：巷道周邊、塑性區(qū)中任一點(diǎn)、彈性塑性面、彈性區(qū)一點(diǎn)、原巖區(qū)一點(diǎn)。設(shè)支護(hù)反力有 P1=0， P1=p的兩種情況。 答：分析如下 （ 1） p1=0時(shí) 巷道周邊： r=R0時(shí) σr=0， σθ=σc 塑性區(qū)一點(diǎn)： R0≤r＜ Rp 時(shí)， 彈、塑性區(qū)一點(diǎn) ：令上述公式 r=RP即得 彈性區(qū)一點(diǎn)： Rp ＜ r ＜ r→∞ 時(shí)， 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 － 原巖區(qū)一點(diǎn)： r→∞ 時(shí) ,上述公式知 (2)p1=p時(shí) 巷道周邊： r=R0時(shí) σr=p1， σθ=p1 塑性區(qū)一點(diǎn)： R0＜ r＜ Rp 時(shí)， 彈 、 塑 性 區(qū) 一 點(diǎn) ： 令 上 述 公 式 r=RP 即得 彈性區(qū)一點(diǎn)： Rp ＜ r ＜ r→∞ 時(shí)， 原 巖 區(qū) 一 點(diǎn) ： r→∞ 時(shí) , 上 述 公 式 知 6 圖，試用你掌握的所有辦法，確定其頂板、側(cè)幫壓力，并進(jìn)行比較。 答：題 設(shè)矩形巷道斷面尺寸 2aH 頂壓計(jì)算（兩幫不穩(wěn)定）： （ 1）普式地下學(xué)說 安全拱高 式中普氏堅(jiān)固系數(shù) 則近似頂壓集度 qd=γdb1（ γd：上覆巖層容重） 巷道頂部壓力 Qd=2a qd=2ab1γd （ 2）大沙基地壓學(xué)說 頂壓集度 ） )（ λ 為側(cè)應(yīng)力系數(shù)， Z 巷道埋深） 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 則頂壓Qd ） )或簡化為 Qd=2a2 （ 3）近代彈塑性理論 頂壓系數(shù) qd=γ（ RpH/2）式中 則頂壓 Qd=2a qd 側(cè)幫壓力計(jì)算： 側(cè)幫壓力按滑動(dòng)土體上均布荷載 q=qd計(jì)算： ??p1=qKα=qdtan2 45176。? p2=(q+γH)Kα=(qd+γdH)tan2 45176。? 總測壓 Qh=(p1+p2)H 6圖已知 AB， BC， CD， DA， AC， BD可以通過收斂計(jì)測獲得，求 AO，BO， CO， DO。說明通過比較兩次測定計(jì)算量是巖壁什么樣的變形量，哪些因素會影響它與實(shí)際變形量的誤差？ 答：是巖石巷道的收斂變形量；巷道圍巖內(nèi)部的移動(dòng)會引起測量誤差。 ，可以判斷巷道收斂位移的測量結(jié)果是否絕對位移。 答：向圍巖內(nèi)部打孔安裝多點(diǎn)位移計(jì)（穿過圍巖松動(dòng)圈），測量圍巖內(nèi)部的移動(dòng)情況，通過觀察多點(diǎn)位移計(jì)是否測出圍巖有整體性移動(dòng)結(jié)合收斂變形計(jì)測量數(shù)值可以判斷收斂位移是否是絕對位移，若未測出巖石內(nèi) 部發(fā)生移動(dòng)變形，則收斂計(jì)測出結(jié)果及是絕對位移，反之則是收斂位移。如下圖示： 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 第七章 巖石邊坡工程 。 答：對露天礦山、鐵路、公路、水利等國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)在生產(chǎn)效益、安全效益、經(jīng)濟(jì)效益等方面有直接影響。 ？ 答：分自然邊坡和人工邊坡。 。 答：按其破壞方式主要分為崩塌和滑坡兩種。 （ 1）崩塌：是指塊狀巖體與巖坡分離向前翻落而下。崩塌一般以邊坡表面的破壞現(xiàn)象體現(xiàn)。 （ 2）滑坡：是指巖體在自重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的整體滑動(dòng)。一般以深層破壞體現(xiàn)出來。 ：塊體沿著平面滑移。常發(fā)生在由軟弱夾層或裂隙的坡面。 ：滑動(dòng)面通常為弧形狀，巖體沿此弧形狀滑移。通常為均質(zhì)泥巖或頁巖等巖層。 （ 3）滑塌：邊坡松散巖土的坡角大于它的內(nèi)摩擦角時(shí)，因表層蠕動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展，使它沿著剪切變形帶順坡滑移、滾動(dòng)與坐塌，從而達(dá)到穩(wěn)定坡腳的斜坡破壞過程，稱為滑塌。 （ 4）巖塊 流動(dòng)：常發(fā)生在均質(zhì)硬巖中，巖石在達(dá)到其峰值強(qiáng)度時(shí)，巖體發(fā)生破壞。而使巖體全面崩塌的情況。 （ 5）巖層曲折：當(dāng)巖層成層狀沿坡面分布時(shí)，由于巖層本身的重力作用，或由于裂隙水的冰脹作用，增加了巖層之間的張拉應(yīng)力，使坡面巖層曲折。 。 答：（ 1）存在于邊坡中的各種形式的結(jié)構(gòu)面是邊坡變形與破壞的首要條件； （ 2）斜坡外形引起的坡體應(yīng)力分布，導(dǎo)致坡體的變形與破壞； （ 3）坡體巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)； （ 4）坡體直接受到的外力作用。 ？ 答：土體與巖體的 結(jié)構(gòu)不同，從而它們的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)以至力學(xué)特性差異顯著。 ？ 答：雨季降雨侵入坡體之中，使邊坡體巖土體的力學(xué)強(qiáng)度降低，其抗滑力降低；同時(shí)，由于裂隙水壓加大了滑體上的下滑力，使滑體更容易發(fā)生滑坡。 ？ 答：可由下列公式給出： 其中 s：結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度， σ:作用在滑動(dòng)面上的正應(yīng)力， c’ ：節(jié)理面上的有效內(nèi)聚力， υ’ ：滑動(dòng)面上有效內(nèi)摩擦角， u：滑動(dòng)面空隙水壓。因此其抗剪強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)面本身的物理力學(xué)性質(zhì)及滑動(dòng)面含水情況有 關(guān)。 ？它們能預(yù)測嗎？ 答：邊坡坍塌的模式不同主要因?yàn)椴煌吰缕滟x存環(huán)境、受力情況、邊坡巖體結(jié)構(gòu)和邊坡巖體力學(xué)性質(zhì)不同，其破壞模式可以根據(jù)節(jié)理裂隙或巖土性質(zhì)及外力作用條件進(jìn)行粗略預(yù)測。 ？ 答：發(fā)現(xiàn)隱患，消除危害，有效而經(jīng)濟(jì)地采取整治滑坡的措施，保證各種邊坡工程的正常使用。 ？如何才能作出預(yù)報(bào)？ 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 答：可能。監(jiān)測邊坡的變化情況并分析相關(guān)資料。 監(jiān)測方法有： (1)地面位移觀測法 —建網(wǎng)觀測（由設(shè)置在滑坡體內(nèi)及其周圍穩(wěn)定區(qū)地表的各個(gè)位移觀測點(diǎn)（樁），以及設(shè)置在滑坡體外穩(wěn)定區(qū)地面的置鏡樁等的觀測系統(tǒng)） (2)地表裂縫簡易觀測法。 (3)建筑物裂縫簡易觀測法 (4)地面傾斜變化觀測 (5)滑坡深部位移觀測 (6)滑動(dòng)面位置的測定 (7)滑坡滑動(dòng)力（推力）觀測 上述方法根據(jù)實(shí)際情況采取一種或多種方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測，并作如下工作： （ 1）繪制滑坡位移圖，確定主軸方向；（ 2）確定滑坡周界； （ 3）確定滑坡各部分變形的速度；（ 4）確定滑坡受力的性質(zhì)； （ 5） 判斷滑坡面的形狀；（ 6）確定滑坡移動(dòng)與時(shí)間的關(guān)系；（ 7）繪制滑坡移動(dòng)的平面圖和縱斷面圖；（ 8）確定地表的下沉或上升；（ 9）估計(jì)滑體厚度；（ 10）滑坡平衡計(jì)算。 ？應(yīng)如何篩選這些方案并作出最終方案抉擇？ 答：整治原則： （ 1）預(yù)防為主，治理為輔。 （ 2）在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下，避開滑坡地段； （ 3）對大中型復(fù)雜的滑坡應(yīng)采取一次性根治與分期整治相結(jié)合的原則； （ 4）針對病因綜合治理，治早治小； （ 5）因地制宜，推廣先進(jìn)技術(shù)，注意施工方法； （ 6）對 危機(jī)斜坡的各種建筑物采取措施，避免滑坡； （ 7）全面規(guī)劃，選擇最佳整治方案。 整治措施： （ 1）消除或減小地表水或地下水的作用； （ 2）恢復(fù)山體平衡條件； （ 3）改善滑動(dòng)帶或滑動(dòng)體土壤性質(zhì)。 為此，采取下列手段： 避 ——工程或建筑物等避開滑坡的影響； 排 ——排水導(dǎo)流，采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引地表水。 擋 ——抗滑支擋，在滑坡舌部或中前部修筑各種抗滑擋墻，在滑坡體其他不同部位修筑各種多級擋墻， 減 ——減重反壓，把滑坡體上部主滑和牽引地段的土石方挖去，填在滑坡下部的抗滑 地段，反壓阻滑。 固 ——利用物理化學(xué)方法加固，以土層固化改變滑動(dòng)帶的土石性質(zhì)，提高它的強(qiáng)度。如采用陪燒法、電滲排水法、水泥灌漿法、鉆孔爆破法等。 植 ——植樹造林，防止滑體、岸坡沖刷，穩(wěn)定滑坡。 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 第八章 巖石地基工程 ？主要表現(xiàn)在那些方面？ 答：較土質(zhì)地基巖石地基一般具有較高的抗壓、抗剪強(qiáng)度及更大的變形模量，主要表現(xiàn)在高承載力和低壓縮性兩方面。 ，為紫紅色泥巖，現(xiàn)場 荷載試驗(yàn)測得三個(gè)測點(diǎn)的巖石極限荷載為 Pu=、 、 （取 K=4），在同一巖層中（中風(fēng)化）取樣，測得其飽和單軸抗壓強(qiáng)度為 fr=、 、 、 、 和 (取 ψ=)。基礎(chǔ)寬度 b=、埋深 d=，試求該巖基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值 fk和設(shè)計(jì)值 f。 答：利用公式 其中 frk:飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； Urk:試件抗壓強(qiáng)度的平均值 σrk:試件抗壓強(qiáng)度值的標(biāo)準(zhǔn)差 得標(biāo)準(zhǔn)值 fk= 得設(shè)計(jì)值 frk=fkψ= ，墻下采用直徑為 300mm的鉆孔灌注樁，樁身通長配筋 6υ22，箍筋 υ6@100，混凝土強(qiáng)度等級為 C30，單樁極限承載能力設(shè)計(jì)值為 1000kN，樁體穿越地層情況如圖，已知粘土層、粉質(zhì)粘土層的樁側(cè)土極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值分別為 25kPa、 60kPa，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 ，試確定樁體嵌巖深度，并驗(yàn)算樁身樁身是否滿足其承載要求。 粘土粉質(zhì)粘土 巖層 答： ？哪一類地基的變形最不利，為什么？ 答： 理措施有哪些？各種工程處理方式有哪些技術(shù)要點(diǎn)？ 答： ？ 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 答： ？請列舉之。 答： ？重力壩失穩(wěn)有哪幾種形式？拱壩壩肩對地質(zhì)條件有何要求？ 答： 814（ a）所示，已知水平推力 H1=250kN， V1=500kN， V2=150kN，滑動(dòng)面 AB與 BC的面積分別為： A1=50㎡， A2=23㎡， K=()/（ － 75） 得 K= （ 2）按照塊體極限狀態(tài)計(jì)算 對塊體 1： 巖石力學(xué)與工程 【科學(xué)出版社 蔡美峰主編】習(xí)題與思考題及解答 抗滑力 =（ 500cos10176。－ 80－ 250sin10176。） +050/K+P =369/K+P 滑動(dòng)力 =Hcosα+V1sinα =250cos10176。+500sin10176。 =333（ kN） 則 369/K+P=333 (1式 ) 對塊體 2： 抗滑力 （ 150cos30176。－20+Psin40176。） +023/K =(66－ )/K 滑動(dòng)力 =Pcos(α+β)－ V2sinβ =－ 75 則 ()/K= (式 2) 式 1和式 2聯(lián)立解得 K= 巖石力學(xué)與