巖石力學(xué)課后作業(yè)

1、2.17不同受力條件下巖石流變具有哪些特性？答：（1）恒應(yīng)力長期作用下巖石的流變體現(xiàn)為蠕變，蠕變指巖石材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。蠕變可分為三個階段：第一階段：蠕變速率（ΔεΔt）隨時間而呈下降趨勢。第二階段：蠕變速率不變，即（ΔεΔt）為常數(shù)，這一段是直線。第三階段：蠕變速率隨時間而上升，隨后試樣斷裂。（2）在應(yīng)變一定的情況下，巖石的流變體現(xiàn)為松弛，松弛分為立即松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力立即消失到零；完全

2、松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力逐漸消失，直到應(yīng)力為零；不完全松弛——變形保持恒定后，應(yīng)力逐漸消失，但最終不能完全消失，而趨于某一值。（3）巖石強度隨外荷載作用時間的延長而降低的特性稱作巖石的長期強度，巖石長期強度也是巖石流變特性的體現(xiàn)。2.18簡要敘述常見的幾種巖石流變模型及其特點。答：（1）馬克斯威爾（Maxwell）模型。這種模型是由彈性單元和黏性單元串聯(lián)而成，當(dāng)驟然施加應(yīng)力并保持為常量時，變形以常速率不斷發(fā)展。（2）開爾文（Kelv

3、in）模型。它是由彈性單元和黏性單元并聯(lián)而成，當(dāng)驟然施加應(yīng)力時，應(yīng)變速率隨著時間逐漸遞減，在t增長到一定值時剪應(yīng)變就趨于零。（3）廣義馬克斯威爾模型。該模型由開爾文模型與黏性單元串聯(lián)而成，剪應(yīng)力開始以指數(shù)速率增長，逐漸趨近于常速率。（4）廣義開爾文模型。該模型由開爾文模型與彈性單元串聯(lián)而成，開始產(chǎn)生瞬時應(yīng)變，隨后剪應(yīng)變以指數(shù)遞減速率增長，最終應(yīng)變速率趨于零，應(yīng)變不再增長。（5）柏格斯（Burgers）模型。這種模型由開爾文模型與馬克斯威

4、爾模型串聯(lián)而成，蠕變曲線開始有瞬時變形，隨后剪應(yīng)變以指數(shù)遞減速率增長，最后趨于以不變的速率增長。2.19什么是巖石的長期強度？它與巖石的瞬時強度有什么關(guān)系？答：巖石的長期強度指巖石強度隨外荷載作用時間的延長而降低的性能，即作數(shù)的巖體與以前做過實驗的巖體類比，取相同分級，具有相同性質(zhì)的巖體對比，從而得出未知巖體力學(xué)參數(shù)的大致范圍。3.11以含一條結(jié)構(gòu)面的巖石試樣的強度分析為基礎(chǔ)，簡單介紹巖體強度與結(jié)構(gòu)面強度和巖石強度的關(guān)系，并在理論上證明

5、結(jié)構(gòu)面方位對巖體強度的影響。答：當(dāng)時，巖石試樣沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生破壞，巖體強度等于結(jié)構(gòu)面強度，ψ＜α＜90小于巖石強度；當(dāng)α不滿足上述條件是，巖石試樣沿巖石材料內(nèi)部發(fā)生破壞，巖體強度等于巖石強度。3.12巖體強度的確定方法主要有哪些？答：理論計算法工程類比法現(xiàn)場試驗法實驗室模擬試驗法經(jīng)驗估算法4.7某花崗巖埋深1km，其上覆蓋地層的平均重度γ=25kNm3花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松比μ=0.3。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力分別是