【工程力学】是土木工程、地质工程等专业的重要基础课程,主要研究对象是岩石、岩体以及结构在外部荷载作用下的力学行为。以下是基于提供的综合练习题内容的详细知识点解析:
一、填空题
1. 岩体的力学性质包括:非线性、各向异性、时效性。非线性是指岩石的应力应变关系并非简单的线性关系;各向异性是指岩石在不同方向上的力学性能不同;时效性指的是岩石的力学特性会随时间发生变化。
2. 测定岩石抗拉强度的试验方法有直接拉伸试验和间接的三点弯曲试验。直接拉伸试验是在拉力机上进行,直接测量岩石的抗拉强度;三点弯曲试验则是在压力机上进行,通过测量岩石在弯曲时的断裂强度来间接评估抗拉性能。
3. 岩石颗粒间的联结分为机械联结和化学联结。机械联结是颗粒间通过物理接触形成联结,而化学联结则是颗粒间通过化学反应形成牢固的结合。
4. 在较低围限应力下,岩体的破坏方式主要有剪切破坏和拉伸破坏。
5. 岩石的流变包括蠕变、松弛和疲劳。蠕变是指岩石在持续应力作用下缓慢变形的现象;松弛是应力撤销后岩石不能恢复到原始状态的过程;疲劳是反复荷载作用下岩石性能降低的现象。
6. 表征岩石抗剪性能的基本参数是内摩擦角和凝聚力。内摩擦角是岩石在剪切破坏时的临界摩擦角,凝聚力是岩石内部颗粒间相互粘结的力。
7. 人类工程活动之前存在于岩体中的应力被称为初始地应力,通常包括自重应力和构造应力。
二、选择题
1. 岩石是矿物的集合体,是天然地质作用的产物。
2. 岩石的块体密度ρd = 颗粒密度ds × (1 - 孔隙比e),因此,ρd = 2.60 × (1 - 0.05) = 2.47。
3. 岩石的抗压强度通常随围岩的增大而增大。
4. 初始地应力主要包括自重应力和构造应力。
5. 岩体是由岩石和结构面组成的,岩石是岩体的主要组成部分。
6. 岩体的强度小于岩石的强度主要是由于岩体中含有大量的不连续面。
7. 沉积岩中的沉积结构面属于次生结构面。
8. 岩石的割线模量计算时的应力水平通常为σc/3。
9. 扩容表示岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象。
10. 在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在105~1100C。
三、判断题
1. 岩石的扩容现象是普遍存在的。
2. 岩体的渗透率不仅与岩体介质有关,还与流体性质有关。
3. 岩石试件的尺寸会影响其承载能力,但并非越大承载力越大。
4. 岩石中的孔隙和裂隙可能影响其力学性质,过多可能降低整体强度。
5. 围压增大通常会使岩石的弹性极限增加。
四、计算题
题目1涉及岩石的强度条件,根据τ=σtan30°+10(MPa),可以计算出岩石的单轴抗压强度,并进一步分析在特定应力状态下是否破坏。
题目2涉及岩石在单轴压缩过程中的破坏情况,根据破坏面角度和破坏时的压应力,可以计算出岩石的摩擦角,以及破坏面上的正应力和剪应力。
这些练习题涵盖了工程力学中的岩石力学特性、强度理论、流变行为、岩石的测试方法以及基本力学参数的计算等内容,对于理解和应用工程力学知识至关重要。