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岩体特征及力学特性:断层与岩石力学

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:断层是岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。岩体是由结构面和结构体两部分组成的。岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式,其基本类型可分为以下4类:考点2 岩体的力学特性岩体的力学特征不仅取决于岩石的性质,更受结构面工程性质的影响。岩体的力学特性主要是岩体的变形特征和强度性质。岩石受力的作用会产生变形,在弹性变形范围内用弹性模量和泊松比两个指标表示。

岩体特征及力学特性:断层与岩石力学

考点汇集

考点1 岩体的结构

(一)岩体的构成

1.岩石

(1)岩体的主要矿物。岩石是由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。

(2)岩石的分类:岩浆岩、沉积岩和变质岩

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(续)

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2.土

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3.结构面

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4.地质构造

(1)水平构造和单斜构造。

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(2)褶皱构造。

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(3)断裂构造。

①裂隙。裂隙也称为节理,是存在于岩体中的裂缝,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。公路工程对裂隙发育程度划分的等级及对工程的影响见下表。

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注:裂隙宽度:密闭裂隙<1mm;微张裂隙为1~3mm;张开裂隙为3~5mm;宽张裂隙>5mm。

②断层。断层是岩体受力作用断裂后,两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。断层一般由四个部分组成,如图1-1所示。

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图1-1 断层要素

AB—断层线 C—断层面 α—断层倾角 E—上盘 F—下盘 DB—总断距

根据断层两盘相对位移的情况,断层可分为正断层、逆断层和平推断层。

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(二)岩体结构特征

工程岩体有地基岩体、边坡岩体、地下洞室围岩3类。岩体是由结构面和结构体两部分组成的。结构面是切割岩体的各种地质界面的统称,如层面、沉积间断面、节理、断层、软弱夹层等。岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式,其基本类型可分为以下4类:

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考点2 岩体的力学特性

岩体的力学特征不仅取决于岩石的性质,更受结构面工程性质的影响。岩体的力学特性主要是岩体的变形特征和强度性质。

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考点3 岩体的工程地质性质

(一)岩石的工程地质性质

1.岩石的主要物理性质

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2.岩石的主要力学性质

(1)岩石的变形。

岩石受力的作用会产生变形,在弹性变形范围内用弹性模量泊松比两个指标表示。在相同受力条件下,岩石的弹性模量越大,变形越小。泊松比越大,表示岩石受力的作用后的横向变形越大。通常提供的弹性模量和泊松比,只是在一定条件下的平均值。

(2)岩石的强度。

岩石的强度包括抗压强度抗拉强度和抗剪强度等。

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(二)土体的工程地质性质

1.土的物理力学性质

(1)土的主要性能参数。

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(2)土的力学性质。

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2.特殊土的工程性质

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(三)结构面的工程地质性质

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(四)地震的震级与烈度

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真题实战

1.对岩石钻孔作业难度和定额影响较大的矿物成分是( )。【2015年单选真题】

A.云母 B.长石 C.石英 D.方解石

【答案】C

【解析】岩石中的石英含量越多,钻孔的难度就越大,钻头、钻机的消耗量就越多,关于岩石挖掘,有的行业定额对岩石中石英含量相差10%就会做定额调整。

2.黏性土的塑性指数( )。【2016年单选真题】

A.>2 B.<2 C.>10 D.<10

【答案】C

【解析】土根据塑性指数、粒径及颗粒含量的分类如图1-2所示。

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图 1-2

3.工程岩体分类有( )。【2016年多选真题】

A.稳定岩体 B.不稳定岩体 C.地基岩体 D.边坡岩体

E.地下工程围岩

【答案】CDE

【解析】建设工程通常将工程影响范围内的岩石综合体称为工程岩体。工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。工程岩体的稳定性直接关系着施工期间和使用期间工程的安全,关系着工程建设的成功与失败。

4.构造裂隙可分为张性裂隙和扭性裂隙,张性裂隙主要发育在背斜和向斜的( )。【2017年单选真题】

A.横向 B.纵向 C.轴部 D.底部

【答案】C

【解析】张性裂隙主要发育在背斜和向斜的轴部,裂隙张开较宽,断裂面粗糙,一般很少有擦痕,裂隙间距较大且分布不匀,沿走向和倾向都延伸不远;扭(剪)性裂隙,一般多是平直闭合的裂隙,分布较密、走向稳定,延伸较深、较远,裂隙面光滑,常有擦痕,一般出现在褶曲的翼部和断层附近。

5.整个土体构成上的不均匀性包括( )。【2017年多选真题】

A.层理 B.松散 C.团聚 D.絮凝

E.结核

【答案】AE

【解析】整个土体构成上的不均匀性包括:层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊及裂隙特征与发育程度等。

预测试题

、单项选择题(每题的4个选项中,只有1个最符合题意)

1.对地下隧道的选线应特别注意避免( )。

A.穿过岩层裂缝 B.穿过软弱夹层

C.平行靠近断层破碎带 D.交叉靠近断层破碎带

2.裂隙呈X形,以构造型为主,多数间距大于0.4m,岩体被切割成大块状,上述描述属于( )裂隙发育程度。

A.不发育 B.较发育 C.发育 D.很发育

3.岩石地基对建筑结构设计有十分重要的影响,设计人员主要关心的是( )。(www.xing528.com)

A.岩体的结构 B.岩石的抗压强度

C.岩体的变形模量 D.岩石的抗剪强度

4.边坡最易发生顺层滑动和上部崩塌的岩体是( )。

A.垂直节理且疏松透水性强的黄土 B.含有黏土泥灰岩夹层的沉积岩

C.原生柱状节理发育的玄武岩 D.侵入岩、石英岩以及片麻岩

5.( )代表一个地区的最大地震烈度

A.地震等级 B.建筑场地烈度 C.基本烈度 D.设计烈度

6.下列关于地震,说法错误的是( )。

A.地震烈度不仅与震级有关,还和震源深度有关

B.一次地震只有一个地震烈度

C.一般震级越高、震源越浅;距震中越近,地震烈度就越高

D.设计烈度可根据建筑物的重要性、永久性,以及工程的经济性等条件对基本烈度进行调整

7.对某一岩石进行抗冻性检测,在试验前后其抗压强度发生了明显的变化,经鉴定,此岩石为非抗冻岩石,则抗压强度降低率应该为( )。

A.35% B.15% C.20% D.10%

8.岩石最基本最常用的力学指标是( )。

A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗压强度 D.抗冻性

9.岩石的三大强度中,( )。

A.抗剪强度最高,抗压强度居中,抗拉强度最小

B.抗压强度最高,抗剪强度居中,抗拉强度最小

C.抗拉强度最高,抗剪强度居中,抗压强度最小

D.抗拉强度最高,抗压强度居中,抗剪强度最小

10.某一岩石的抗压强度大于250MPa,则可能是( )。

A.软弱页岩 B.胶结不良的砾岩 C.坚硬岩浆岩 D.黏土岩

11.黏性土区别于砂土和碎石土的重要特征是( )。

A.黏性土能在一定的含水量范围内呈现出可塑性

B.黏性土具有高抗剪强度

C.黏性土的工程性质受含水量的影响很小

D.黏性土普遍都比较坚硬,处于固体状态

12.浅成岩一般不以( )状态产出。

A.岩床 B.岩墙 C.岩脉 D.岩基

13.( )是塑性指数大于10的土。

A.碎石土 B.砂土 C.粉土 D.黏性土

14.某地区修筑室外埋地管道,打压试验时发生严重漏水,导致管道折断,此类地基土可能是( )。

A.膨胀土 B.自重湿陷性黄土

C.非自重湿陷性黄土 D.素填土

15.对工程建筑物可能产生很大影响的裂隙发育情况是( )。

A.不发育 B.较发育 C.发育 D.很发育

16.下列说法正确的是( )。

A.背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,较新的岩层出现在轴部,较老的岩层出现在两翼

B.背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,较老的岩层出现在轴部,较新的岩层出现在两翼

C.向斜褶曲是岩层向下凹进的弯曲,较老的岩层出现在轴部,较新的岩层出现在两翼

D.向斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,较新的岩层出现在轴部,较老的岩层出现在两翼

、多项选择题(每题的备选项中,有2个或2个以上最符合题意,至少有1个错项)

1.岩体结构的基本类型有( )。

A.整体块状结构 B.断层结构 C.层状结构 D.碎裂结构

E.散体结构

2.断层的要素有( )。

A.断层面和破碎带 B.断层体 C.断层线 D.断距

E.断盘

3.下列关于震级与烈度的关系,说法正确的是( )。

A.一般情况下,震级越高、震源越浅;距震中越近,地震烈度就越高

B.一般情况下,震级越高、震源越深;距震中越远,地震烈度就越高

C.一次地震只有一个震级

D.一次地震有多个震级

E.震中周围地区的破坏程度,随距震中距离的加大而逐渐减小,形成多个不同的

地震烈度区,它们由小到大依次分布

4.岩石的主要物理性质有( )。

A.抗冻性 B.吸水性 C.孔隙性 D.抗压强度

E.软化性

5.下列岩石中不属于沉积岩的是( )。

A.石灰岩 B.花岗岩 C.页岩 D.玄武岩

E.石英岩

6.下列叙述正确的是( )。

A.塑性指数、液限指数是衡量非黏性土的物理指标

B.塑性指数越大,土的可塑性越强

C.塑性指数越大,土的可塑性越弱

D.液限指数越大,土质越硬

E.液限指数越大,土质越软

7.土体构成上的不均匀性包括( )。

A.节理 B.片理 C.层理 D.透镜体

E.结核

8.岩体的裂隙影响是( )。

A.有利于开挖 B.影响爆破作业的效果

C.对岩体的强度有不利的影响 D.对岩体的稳定性有不利的影响

E.当裂隙主要发育方向与线路走向平行,倾向与边坡一致时,不容易崩塌

9.关于土的工程性质说法正确的有( )。

A.黄土具有垂直节理,常呈现直立的天然边坡

B.黄土形成年代越久,湿陷性越强

C.膨胀土多分布于Ⅱ级以上的河谷阶地或山前丘陵地区

D.红黏土的一般特点是天然含水量高但常常呈现坚硬状态

E.堆填时间超过10年的黏性土可以作为一般建筑物的天然地基

参考答案

一、单项选择题

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二、多项选择题

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