中央廣播電視大學水利水電專業(yè)巖土力學形成性考核～作業(yè)答案.doc

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★ 巖土力學 ★ 中央廣播電視大學人才培養(yǎng) 模式改革與開放教育試點 巖土力學 形 成 性 考 核 手 冊 學生姓名： 學生學號： 分校班級： 中央廣播電視大學 編制 使 用 說 明 本考核手冊是中央廣播電視大學水利水電工程專業(yè)“巖土力學”課程形成性考核的依據(jù)，與《巖土力學》教材（主編 劉漢東，中央廣播電視大學出版社出版）配套使用。 形成性考核是課程考核的重要組成部分，是強化教學管理，提高教學質量，反饋學習信息，提高學員綜合素質和能力的重要保證。 “巖土力學”課程是水利水電工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎課，其特點是既具有豐富的理論，又具有很強的實踐性，而且基本概念、公式較多，學員有時感到抓不住重點。通過形成性考核有助于學員理解和掌握本課程的基本概念、基本理論、基本計算方法，明確應掌握的課程重點。同時，形成性考核對于全面測評學員的學習效果，督促和激勵學員完成課程學習，培養(yǎng)學員自主學習和掌握知識的能力也具有重要作用。 本課程以計分作業(yè)方式進行形成性考核。全部課程要求完成4次計分考核作業(yè)，分別對應于文字教材的1～3章、4～6章、7～9章和10～12章。學員應按照教學進度按時完成各次計分作業(yè)，教師根據(jù)學員完成作業(yè)的情況評定成績，每次作業(yè)以100分計，并按4次作業(yè)的平均成績計算學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 號：＿＿＿＿＿ 得 分：＿＿＿＿＿ 教師簽名：＿＿＿＿＿ 巖土力學 作業(yè)一 說明：本次作業(yè)對應于文字教材1至3章，應按相應教學進度完成。 一、填空題 （每空1分，共計10分） 1．土的含水率主要是指 土中水的質量與土顆粒質量的比值,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時的土是 超固結土 ，OCR=1的土屬于 正 常固結土 ，而OCR<1的土是 欠固結土 。 4.控制壩基及地基的滲流，其主要任務可歸結為三點：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8分） 1． 土顆粒的大小及其級配，通常是用顆粒累計級配曲線來表示的。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?shù)叵滤粡牡乇硖幭陆抵粱A底平面處，則附加應力（ 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： a A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，附加應力隨著深度減小，其衰減速度與基礎寬度B有何關系？ b A 與寬度B無關 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e—p曲線是在何種條件下試驗得到的？ a A 完全側限 B 無側限條件 C 部分側限條件 8．土層的固結度與施加的荷載大小有（ c ）關系 A 荷載越大，固結度越大 B 荷載越大，固結度越小 C 與荷載大小無關 三、判斷題（每小題1分，共7分） 1． 土的液性指數(shù)IL會出現(xiàn)或的情況。（ √） 2． 土發(fā)生凍脹的原因是凍結時水分向凍結區(qū)遷移和積累的結果。（√ ） 3． 由于達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。（ ） 6． 當土層的自重應力小于前期固結壓力時，這種土稱為超固結土。（√ ） 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35分） 1．什么是孔隙比e、孔隙率n，二者的關系。 孔隙比——是指孔隙的體積與固體顆粒實體的體積之比，用小數(shù)表示。， 孔隙率（度）——是指孔隙的體積與固體顆粒實體的體積之比，用百分數(shù)表示。 。 關系： 或 2．土中的水有哪些類型？ 結合水 自由水 重力水 毛細水 水 3. 在壓力作用下，飽和土體固結的力學本質是什么？ 在一定壓力作用下飽和土的滲透固結就是土體中孔隙，水壓力u向有效壓力轉化的過程?；蛘哒f是孔隙水壓力逐漸消減與有效應力逐漸增長的過程。只有有效應力才能使土體產生壓縮和固結、土體中某點有效應力的增長程度反映該點土的固結完成程度。 均 勻 5 不 均 勻 Cu 4. 土的級配曲線的特征可用哪兩個系數(shù)來表示？這兩個系數(shù)是怎樣定義的？ 不均勻系數(shù) 連續(xù) 勻 3 不 連 續(xù) Cc 1 不 連 續(xù) 曲率系數(shù) 5.附加應力在空間有何分布特征？ 附加應力是由于土層上部的建筑物的建起，而在地基內所增的應力。 6.滲透破壞的形式有哪些？ 其一是：動水壓力和土體結構，它們是產生滲透變形的必要條件； 其二是：地質條件和工程因素，稱之這充分條件，中有當土具備充分必要條件時，才發(fā)生滲透破壞。 7.簡述有效應力的原理。 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。當外力作用于飽和土體后，一部分由土的骨架來承擔，并通過顆粒之間的接觸面?zhèn)鬟f，這部分稱為粒間應力，定義為有效應力；另一部分由水承擔，水不能承擔剪應力，但能承擔法向應力，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。有效應力原理的研究內容就是研究飽和土中這兩種應力的不同性質和它們與全部應力的關系。 （1） （2）土的變形與強度的變化僅決定于有效應力的變化。 五、計算題 （共4題，計40分） 1 已知巖樣的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，試計算該巖樣的孔隙率n，干容重及飽和容重。 答：因為， 所以，=20.83 kN/m3 =24.09% =23.19 kN/m3 2. 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力隨深度的分布曲線圖。 粘土 細砂 粉質粘 土 細砂 44．0 41．0 40．0 38．0 35．0 4 3 2 1 0 0 51kPa 60kPa 77kPa 107kPa 解： 答：該基礎中心線下6m處豎向附加應力為。 姓 名：＿＿＿＿＿ 學 號：＿＿＿＿＿ 得 分：＿＿＿＿＿ 教師簽名：＿＿＿＿＿ 巖土力學 作業(yè)二 說明：本次作業(yè)對應于文字教材4至6章，應按相應教學進度完成。 一、單項選擇題 （每小題2分，共計20分） 1．土的強度破壞是 （ c ） A 壓壞 B 拉壞 C 剪壞 2．直接剪切試驗測定土的天然強度為 （ 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．條形基礎豎直均布荷載下附加應力計算時，附加應力系數(shù)的確定應根據(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/B 6． 填土坡面上做擋土墻護坡，作用在擋土墻的土壓力（ c ） A 土壓力為0 B 主動土壓力 C 靜止土壓力 D 被動土壓力 7.影響極限承載力的因素主要有：（ b ） A 土的重度 B 土的抗剪強度指標c、 C 基礎埋深 D 基礎寬度 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)滑動面的荷載 C 地基中出現(xiàn)某一允許大小塑性區(qū)時的荷載 9．地基的極限承載力是指（b ） A 地基的變形達到上部結構極限狀態(tài)時的承載力 B 地基中形成連續(xù)滑動面時的承載力 C 地基中開始出現(xiàn)塑性區(qū)時的承載力 10 在擋土墻設計時，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10分） 1．為了考慮固結程度和排水條件對抗剪強度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢將直剪試驗劃分為 快剪 、 慢剪 和 固結快剪 三種類型。 2.根據(jù)固結排水條件的不同，相應于直剪試驗，三軸試驗也可分為 固結不排水剪 固結排水剪 和 不固結不排水剪 三種類型。 3．某土單元體抗剪強度指標c＝20kPa，，大主應力σ1＝400kPa，則該單元體小主應力σ3＝ 182.7 kPa時，該土處于極限平衡狀態(tài)，若σ3＝200kPa，該土處于 剪切破壞 狀態(tài)。 4．飽和砂土在低圍壓下受剪時，對于松砂來說，其固結不排水剪試驗測得的強度要比固結排水剪試驗測得的強度 低 （高或低），對于密砂來說，其固結不排水剪試驗測得的強度要比固結排水剪試驗測得的強度 高 （高或低）。 5.根據(jù)摩爾-庫倫破壞準則，理想狀態(tài)下剪破面與大主應力面的夾角為： 。 三、簡答題 （每小題5分，共計30分） 1. 什么叫土的抗剪強度?常用的試驗方法有哪些? 答：土的抗剪強度是指土體對于外荷載所產生的剪應力的極限抵抗能力。室內試驗 野外試驗→原位十字板剪切試驗 直剪試驗→ 三軸壓縮試驗→ 無側限抗壓強度試驗 快剪 慢剪 固結快剪 不固結不排水剪試驗 固結不排水剪試驗 固結排水剪試驗 2.試述莫爾---庫倫破壞準則，什么是極限平衡條件？ fτ與莫爾——為庫侖應力圓的關系 （1）相離→穩(wěn)定狀態(tài)；（2）相切→極限平衡狀態(tài)； （3）相割→表明該點土體已破壞。 達到極限平衡狀態(tài)時土的應力狀態(tài)時土的應力狀態(tài)和土的抗剪強度指標之間的關系稱為土的極限平衡條件。 3.土壓力有哪些類型？它們產生的條件是什么？ 靜止土壓力：當擋土墻靜止不動時，即不能移動也不轉動，這時土體作用在擋土墻的壓力稱為靜止土壓力。 主動土壓力：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，稱為主動土壓力。 被動土壓力：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，當墻后土體達到被動極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)滑動面時，這時作用于墻上的土壓力增到最大，稱為被動土壓力。 4. 發(fā)生滑坡時，土體內的滑動面上的剪應力達到抗剪強度的原因是什么？ 答：根據(jù)庫倫定律及其強度線，可知土中某點任意平面上作用著該法向應力s以及剪應力t，則由t與抗剪強度ft對比得： 當tft（在破壞線上方），表示該點已經(jīng)剪切破壞 故：當應力圓與強度線相切時，即為土體瀕于剪切破壞的極限應力狀態(tài)，稱極限平衡狀態(tài)，此時，土體發(fā)生滑坡。（將書中P123頁的圖4—5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，確定地基承載力設計值的方法。 四、計算題 （每題10分，共計40分） 1.已知地基中一點的大小主應力為，，土的強度指標，，試判斷該點是否會剪破？剪破面與大主應力之間的夾角為多少？ 所以該點沒被剪破。 如果剪破時，剪破面與大主應力之間的夾角為： 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，γ=18kN/m3，φ=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算主動土壓力以及作用點位置。 解： 5．19kPa 1 2 8m 42．57kPa 距墻底距離為： 3.在均布條形荷載作用下，土體中A點的大主應力σ1=400kPa，中、小主應力σ3=150kPa，土的抗剪強度指標c=0，φ=30。試求： (1) A點處土是否處于極限平衡狀態(tài)。 (2) 最危險的剪應力面與最大主應面夾角為多少度？ 解： 所以，A點已剪破。 最危險的剪應力面與最大主應力面夾角為： 4．有一條形基礎，寬度B為6m，埋深D為1.5m，其上作用著中心荷載P為1700kN/m，地基土質均勻，容重為19kN/m3，土的強度指標為：c=20kPa，=20o，安全系數(shù)為2.5，假定基底完全粗糙，應用太沙基理論，驗算地基的穩(wěn)定性 (=20o時，，，)。 解： 當采用安全系數(shù)Fs=2.5時 地基承載力設計值: 所以不穩(wěn)定. 姓 名：＿＿＿＿＿ 學 號：＿＿＿＿＿ 得 分：＿＿＿＿＿ 教師簽名：＿＿＿＿＿ 巖土力學 作業(yè)三 說明：本次作業(yè)對應于文字教材7至9章，應按相應教學進度完成。 一、單項選擇題 （每小題2分，共計10分） 1．巖石內結晶晶格錯位的結果，引起巖石的 （ b） A 脆性破壞 B 塑性破壞 C 弱面剪切破壞 2．巖石的單軸抗壓強度一般與單軸抗拉強度間成下列哪種關系： (b ) A Rc=(1-4)Rt B Rc=(4-10 ～100)Rt C Rt=(1-4)Rc D Rt=(1-4)Rc 3．下面巖體的那種應力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài) ( a) A sinα C =sinα 4. 巖石的抗壓試驗中，采圓柱形試件得出的抗壓強度比采用棱柱形試件得到的抗壓強度要（ 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．巖石的力學強度是工程設計中最重要的力學指標，分別是單軸抗壓強度，抗拉強度、抗剪強度。 3．巖石的抗壓強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．巖石的抗剪強度就是指巖石抵抗剪切破壞（滑力）的能力，用凝聚力C和內摩擦角Φ來表示。 5． 巖石的蠕變是指巖石在 應力 不變的情況下巖石應變形ε 隨著 時間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. 天然應力是工程施工前就存在于 巖體中的地應力 。 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－庫倫準則可證明均質巖石的破壞面法線與大應力方向間夾角為 （） 5．在普通壓力板上做巖石的變形試驗，即可得到巖石的全應力-應變曲線。（） 四、問答題 （每小題5分，共計20分） 1．何為塑性破壞，其破壞機理是個什么？ 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。原因可能是巖石內結晶晶格錯位的結果 2．影響單軸抗壓強度的因素有哪些？ 影響單軸抗壓強度的因素有：一方面是巖石材料本身的，一方面是試驗方法上的因素。 巖石材料本身的主要因素有：①礦物組成；②結晶程度和顆粒大??；③膠結情況；④生成條件；⑤風化作用；⑥密度；⑦水的作用等。 3. 直剪破壞試驗全過程曲線可分幾段？各區(qū)段的特點是什么？巖石直剪破壞試驗全過程曲線如圖所示 該曲線共分三段。第一段：原點—τp區(qū)段，該段近似為一直線即變形為彈性，τp為極限強度(即裂隙開始發(fā)展的強度)； 第二段：τp－τ f區(qū)段，τf為峰值強度，該段內裂隙發(fā)展至破壞；第三段：τf—τo區(qū)段。τo為剪斷面上的摩擦力(剩余強度) 4. 邊坡穩(wěn)定性分析方法有哪些？ 當巖坡受力過大或巖石強度過低，一部分巖體向下或向外滑動叫滑坡，滑波滑動面有三種：軟弱結構面；結構面；在巖體中； 五、計算題 （每題10分，共計40分） 1．將一個巖石試件進行單軸試驗，當壓應力達到120MPa時即發(fā)生破壞，破壞面與大主應力平面的夾角(即破壞所在面與水平面的仰角)為60，假定抗剪強度隨正應力呈線性變化(即遵循莫爾庫倫破壞準則)，試計算：1)內摩擦角：2)破壞面上的正應力和剪應力。 解： α=θ ，理論上的抗拉強度： 2．某巖樣c=15kPa，φ=30，如該土受到最小主應力σ3=200kPa， 最大主應力σ1=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．已知均質巖坡的，，，問當巖坡高度為200m時，坡角應當采用多少度？ 解： 姓 名：＿＿＿＿＿ 學 號：＿＿＿＿＿ 得 分：＿＿＿＿＿ 教師簽名：＿＿＿＿＿ 巖土力學 作業(yè)四 說明：本次作業(yè)對應于文字教材10至12章，應按相應教學進度完成。 一、填空題 （每空1分，共計30分） 1．把由于洞室圍巖的變形和破壞作用而作用在支護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外，還應考慮 洞室的形狀和大小 、地質構選，支護的形式和剛度、洞室深度、時間、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、巖體結構與地質構造、地下水、地應力及地形等。 4．巖基的極限承載力，就是指巖基所能負擔的 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、剪切滑動或破壞、巖爆、和 彎折內鼓 。 6．大壩失穩(wěn)的形式主要有： 表層滑動破壞、深層滑動破壞、混合滑動破壞 。 7. 由于巖體變形而對支護或襯砌的壓力，稱為變形壓力 ；將由于巖體 而對支護或襯砌的壓力，稱為 松動壓力 。 8. 在中等質量的巖石中，洞室圍巖的變形 較大 。由于洞室圍巖的 應力重分布 需要一定的時間，所以在進行支護或襯砌以后圍巖的 變形 受支護或襯砌的約束，于是產生山巖壓力。 9. 在整體性良好，裂隙節(jié)理不發(fā)育的堅硬巖石中開挖洞室，開挖結束后，圍巖的彈性變形就完成。若在此后進行支護，支護 上沒有 山巖壓力。這種支護主要是用來 防止巖石的風化以及剝落碎塊的掉落 。 10.無裂隙圍巖的應力計算方法有 內應力分配法 和 抗力系數(shù)法 。 二、判斷題 （每小題2分，共計10分） 1 .求解山巖壓力的計算理論中，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，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，圍巖壓力與洞室的尺寸無關。 （√） 三、問答題 （每小題5分，共計20分） 1.簡述地下洞室開挖引起的圍巖應力重分布及其規(guī)律 答：地下洞室開挖引起的圍巖應力重分布及其規(guī)律:未開挖前巖體內均為壓應力,所以每點均處于擠壓狀態(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,在該處的徑向應力與原來未開挖的初始應力相等.洞室圍巖中的切向應力則有相反的變化規(guī)律:越接近洞壁的圓,徑向移動就越大(其切向應力增加值越大);而越深入圍巖內部的圓,其徑向移動越小(其切向應力增加值越小). 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或初砌上的巖壓力稱為變形壓力。稱為松沙壓力。 計算變形壓力的方法：彈塑理論推導出的芬納公式或修正芬納公式。 計算松動壓力的方法：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)育的堅硬巖石中，圍巖應力小于圍巖強度無破碎。變形以開挖過程中的彈性變形為主，開挖結束變形也結束。如果支護，支護上一般無山巖壓力，支護起防止巖石風化或剝落碎塊的掉落。 中等質巖的巖體，洞室變形大，還可能有少量破碎，支護上以變形壓力為主，松動壓力為輔。 在破碎和軟弱巖石中，巖體強度低，被切割的很碎，圍巖應力超過巖體強度很多，因此，巖塊在不大的應力作用就會破壞坍落，在這類巖石中，坍落和松動是產生山巖壓力的主要原因。 4.簡述高壓固結灌漿的施工方法。 鉆孔→沖洗→壓水試驗→灌漿→封孔→檢查→需要時進行補灌。 （1）高壓固結灌漿是對較深層的圍巖進行灌漿加固；（2）對較深層的圍巖進行灌漿，需要克服較大的注漿阻力因而需要較高的灌漿壓力。（3）高壓固結灌漿是在先做好回填灌漿，在作常規(guī)固結灌漿，待襯砌與圍巖形成較強的承載圈后，在鉆孔作較深層的高壓固結灌漿。 四、計算題 （每題10分，共計40分） 1．埋深200m處的巖體內開挖一硐徑為2a=2m圓形斷面隧道，如果巖體中初始地應力為靜水壓力式，并且上覆巖層的平均容重為g/cm3，若隧道周巖的抗剪強度指標MPa，，試用莫爾-庫侖強度條件評價其洞壁的穩(wěn)定性。 解： 洞壁：σ1=2σz σ 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。巖石性質指標為：凝聚力c=200kPa，內摩擦角，容重=25kN/m3，側壓力系數(shù)。已知側壁巖石不穩(wěn)，試用太沙基公式計算洞頂垂直山巖壓力及側墻的總的側向山巖壓力。 解： 這時， 3．某圓形洞室圍巖kN/m3，埋置深度H=160m，洞的半徑r0=7m。設折減后的凝聚力c=0.02MPa，，求松動壓力。 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MPa 4.有壓隧洞的最大內水壓力=2.8MPa，隧洞(內)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處的襯砌內的應力； 2)離中心3.5m處的圍巖附加應力。 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（ｍ）處的圍巖附加應力： MPa MPa 要求襯砌內任何點()的應力、則可根據(jù)厚壁圓筒的公式計算：ｒ＝2.5ｍ (壓應力) (拉應力) 在襯砌的周界上，當時，有： 當時，有： 20