巖石力學與工程課后習題與思考解答

1、巖石力學與工程【科學出版社蔡美峰主編】習題與思考題及解答《巖石力學與工程》科學出版社2002年第一版蔡美峰主編Z.N.Lee解答整理第1頁第一章巖石物理力學性質1.構成巖石的主要造巖礦物有哪些？構成巖石的主要造巖礦物有哪些？答：巖石中主要造巖礦物有：正長石、斜長石、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.為什么說基性巖和超基性巖最容易風化？為什么說基性巖和超基性巖最容易風化？答：基性和超基性巖石

2、主要是由易風化的橄欖石、輝石及斜長石組成，所以非常容易風化。3.常見巖石的結構連接類型有哪幾種？各有什么特點？常見巖石的結構連接類型有哪幾種？各有什么特點？答：巖石中結構連接的類型主要有兩種，分別是結晶連接和膠結連接。結晶連接指礦物顆粒通過結晶相互嵌合在一起。這類連接使晶體顆粒之間緊密接觸，故巖石強度一般較大，抗風化能力強；膠結連接指巖石礦物顆粒與顆粒之間通過膠結物連接在一起，這種連接的巖石，其強度主要取決于膠結物及膠結類型。4.何謂巖

3、石中的微結構面，主要指哪些，各有什么特點？何謂巖石中的微結構面，主要指哪些，各有什么特點？答：巖石中的微結構面（或稱缺陷）是指存在于礦物顆粒內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晶防線分裂成光滑平面，解理面往往平行于礦物晶體面網間距較大的面網。晶粒邊界：由于礦物晶粒表面電價不平衡而引起礦物表面的結合力，該結合力源小于礦物晶粒內部分子、

4、原子、離子鍵之間的作用力，因此相對較弱，從而造成礦物晶粒邊界相對軟弱。微裂隙：指發(fā)育于礦物顆粒內部及顆粒之間的多呈閉合狀態(tài)的破裂痕跡線。具有方向性。粒間空隙：多在成巖過程中形成晶粒之間、膠結物之間微小的空隙。5.自然界中的巖石按地質成因分類，可以分為幾大類，各大類有何特點？自然界中的巖石按地質成因分類，可以分為幾大類，各大類有何特點？答：按地質成因分類，自然界中巖石可分為巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。巖漿巖按照巖漿冷凝成巖的地質環(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、巖基，其形成環(huán)境都處在高溫高壓之下，形成過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，巖體結構呈典型的塊狀結構，結構多為六面體和八面體，巖體顆粒均勻，多為粗中粒結構，致密堅硬，空隙少，力學強度高，透水性巖石力學與工程【科學出版社蔡美峰主編】習題與思考題及解答《巖石力學與工程》科學出版社2002

6、年第一版蔡美峰主編Z.N.Lee解答整理第3頁軟化性ηc巖石浸水后軟化的性能，用軟化系數(shù)衡量(飽水巖樣抗壓強度與烘干巖樣抗壓強度比值）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，反復降溫、凍結、升溫、溶解，其巖樣抗壓強度下降值與凍融前抗壓強度比值）cf=(σcσcf)σc100%7.巖石破壞有幾種形式？對各種破壞的原因作出解釋。巖石破壞有幾種形式？對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。前兩類破壞形式主要是因為軸向主應力因起破壞面的剪應力超過巖石最大剪應力而導致的破壞；后一類破壞主要是因為軸向主應力引起破壞面橫向拉應力超過巖石最大拉應力而導致的破壞。8.劈裂法實驗時，巖石承受對稱壓縮，為什么在破壞面上出現(xiàn)拉應力？繪制試件受力圖說劈裂法實驗時，巖石承受對稱壓縮，為什么在破壞面上出現(xiàn)拉應力？繪制試件受力圖說明實驗的基本原理。明實驗的基本原理。答：

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