巖石力學(xué)與工程課后習(xí)題與思考解答

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《巖石力學(xué)與工程》科學(xué)出版社2002年第一版蔡美峰主編Z.N.Lee解答整理第1頁(yè)第一章巖石物理力學(xué)性質(zhì)1.構(gòu)成巖石的主要造巖礦物有哪些？構(gòu)成巖石的主要造巖礦物有哪些？答：巖石中主要造巖礦物有：正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、高嶺石、磁鐵礦等。2.為什么說(shuō)基性巖和超基性巖最容易風(fēng)化？為什么說(shuō)基性巖和超基性巖最容易風(fēng)化？答：基性和超基性巖石

2、主要是由易風(fēng)化的橄欖石、輝石及斜長(zhǎng)石組成，所以非常容易風(fēng)化。3.常見(jiàn)巖石的結(jié)構(gòu)連接類(lèi)型有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？常見(jiàn)巖石的結(jié)構(gòu)連接類(lèi)型有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？答：巖石中結(jié)構(gòu)連接的類(lèi)型主要有兩種，分別是結(jié)晶連接和膠結(jié)連接。結(jié)晶連接指礦物顆粒通過(guò)結(jié)晶相互嵌合在一起。這類(lèi)連接使晶體顆粒之間緊密接觸，故巖石強(qiáng)度一般較大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)；膠結(jié)連接指巖石礦物顆粒與顆粒之間通過(guò)膠結(jié)物連接在一起，這種連接的巖石，其強(qiáng)度主要取決于膠結(jié)物及膠結(jié)類(lèi)型。4.何謂巖

3、石中的微結(jié)構(gòu)面，主要指哪些，各有什么特點(diǎn)？何謂巖石中的微結(jié)構(gòu)面，主要指哪些，各有什么特點(diǎn)？答：巖石中的微結(jié)構(gòu)面（或稱(chēng)缺陷）是指存在于礦物顆粒內(nèi)部或礦物顆粒及礦物集合之間微小的若面及空隙。包括礦物的解理、晶格缺陷、晶粒邊界、粒間空隙、微裂隙等。礦物解理面指礦物晶體或晶粒受力后沿一定結(jié)晶防線(xiàn)分裂成光滑平面，解理面往往平行于礦物晶體面網(wǎng)間距較大的面網(wǎng)。晶粒邊界：由于礦物晶粒表面電價(jià)不平衡而引起礦物表面的結(jié)合力，該結(jié)合力源小于礦物晶粒內(nèi)部分子、

4、原子、離子鍵之間的作用力，因此相對(duì)較弱，從而造成礦物晶粒邊界相對(duì)軟弱。微裂隙：指發(fā)育于礦物顆粒內(nèi)部及顆粒之間的多呈閉合狀態(tài)的破裂痕跡線(xiàn)。具有方向性。粒間空隙：多在成巖過(guò)程中形成晶粒之間、膠結(jié)物之間微小的空隙。5.自然界中的巖石按地質(zhì)成因分類(lèi)，可以分為幾大類(lèi)，各大類(lèi)有何特點(diǎn)？自然界中的巖石按地質(zhì)成因分類(lèi)，可以分為幾大類(lèi)，各大類(lèi)有何特點(diǎn)？答：按地質(zhì)成因分類(lèi)，自然界中巖石可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類(lèi)。巖漿巖按照巖漿冷凝成巖的地質(zhì)環(huán)境不同

5、又可分為深成巖、淺成巖和噴出巖。其中深成巖常形成巨大的侵入體，有巨型巖體，大的如巖盤(pán)、巖基，其形成環(huán)境都處在高溫高壓之下，形成過(guò)程中由于巖漿有充分的分異作用，常常形成基性巖、超基性巖、中性巖及酸性、堿性巖等，其巖性較均一，變化較小，巖體結(jié)構(gòu)呈典型的塊狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多為六面體和八面體，巖體顆粒均勻，多為粗中粒結(jié)構(gòu)，致密堅(jiān)硬，空隙少，力學(xué)強(qiáng)度高，透水性巖石力學(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《巖石力學(xué)與工程》科學(xué)出版社2002

6、年第一版蔡美峰主編Z.N.Lee解答整理第3頁(yè)軟化性ηc巖石浸水后軟化的性能，用軟化系數(shù)衡量(飽水巖樣抗壓強(qiáng)度與烘干巖樣抗壓強(qiáng)度比值）ηc=σcωσc抗凍性cf巖石抵抗凍融破壞的性能，用抗凍系數(shù)衡量（巖樣在25℃的溫度區(qū)間內(nèi)，反復(fù)降溫、凍結(jié)、升溫、溶解，其巖樣抗壓強(qiáng)度下降值與凍融前抗壓強(qiáng)度比值）cf=(σcσcf)σc100%7.巖石破壞有幾種形式？對(duì)各種破壞的原因作出解釋。巖石破壞有幾種形式？對(duì)各種破壞的原因作出解釋。答：巖石在單軸壓

7、縮載荷作用下，破壞形式包含三種：X狀共軛面剪切破壞、單斜面剪切破壞和拉伸破壞。前兩類(lèi)破壞形式主要是因?yàn)檩S向主應(yīng)力因起破壞面的剪應(yīng)力超過(guò)巖石最大剪應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞；后一類(lèi)破壞主要是因?yàn)檩S向主應(yīng)力引起破壞面橫向拉應(yīng)力超過(guò)巖石最大拉應(yīng)力而導(dǎo)致的破壞。8.劈裂法實(shí)驗(yàn)時(shí)，巖石承受對(duì)稱(chēng)壓縮，為什么在破壞面上出現(xiàn)拉應(yīng)力？繪制試件受力圖說(shuō)劈裂法實(shí)驗(yàn)時(shí)，巖石承受對(duì)稱(chēng)壓縮，為什么在破壞面上出現(xiàn)拉應(yīng)力？繪制試件受力圖說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的基本原理。明實(shí)驗(yàn)的基本原理。答：

8、試件受力圖如下：rRxy0MP從圖上看出：在圓盤(pán)邊緣x、y向都表現(xiàn)出壓應(yīng)力，隨著位置向圓盤(pán)中心移動(dòng)，X向壓應(yīng)力變小并出現(xiàn)拉應(yīng)力，并逐漸均勻化，在Y向上，隨著位置向圓盤(pán)中央靠近，壓應(yīng)力逐漸減小并均勻化，但始終是處于壓的狀態(tài)，又因?yàn)閹r石抗拉強(qiáng)度低，故圓盤(pán)試件在中央沿直徑發(fā)生劈裂破壞。9.什么是全應(yīng)力什么是全應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)，為什么普通材料試驗(yàn)機(jī)得不出全應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)，為什么普通材料試驗(yàn)機(jī)得不出全應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)？應(yīng)變曲線(xiàn)？答：能全面反映巖石受壓破壞過(guò)