岩石力学计算题.pdf

《岩石力学计算题详解》 岩石力学是地质工程和土木工程中的重要学科，涉及到岩石的物理力学性质、本构关系、强度理论等多个方面。本文将通过对一系列计算题的解析，深入探讨岩石力学的关键概念。 我们来看一个关于岩石物理力学性质的问题。题目要求计算含水量为29%的岩样的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容量。孔隙比是指岩石中孔隙体积与固体骨架体积的比值，孔隙率则是孔隙体积与总体积的比值。根据给定数据，我们可以利用以下公式进行计算： 孔隙比 e = (比重 - 1) × (1 - 含水量) 孔隙率 n = e × 100% 这里比重为2.69，含水量为29%，通过计算可得孔隙比和孔隙率。 接下来，涉及到岩石的剪切强度和单轴抗压强度。例如，某岩石的剪切强度c=10MPa，φ=45°，抗拉强度未知，我们需要计算其单轴抗压强度和单轴强度。单轴抗压强度可通过莫尔-库仑破坏准则计算，而单轴强度则涉及岩石的抗拉强度，可以使用Mohr-Coulomb破坏准则的推导公式来求解。 再来看一个三轴抗压强度的问题。已知大理岩在不同侧压力下的剪切强度，要求计算当a=6MPa时的三轴抗压强度。这需要利用三轴试验的数据，结合岩石的内摩擦角和干容重，应用莫尔-库仑破坏准则的变形形式来求解。 第三个问题涉及到岩石的应力状态和莫尔应力圆。已知各单元体的应力状态，需要画出莫尔应力圆并判断岩石是否发生破坏。根据主应力大小和方向，我们可以确定莫尔应力圆的中心和半径，然后应用莫尔-库仑破坏准则来评估岩石的稳定性。 讨论了岩石的破坏判定标准。例如，一个岩块的剪切强度参数为内聚力50MPa，内摩擦角60°，通过不同的破坏判据（格里菲斯准则和莫尔-库仑准则）来判断其在三轴试验中的破坏条件。这展示了在实际工程中，选择合适的破坏判据对于评估岩石稳定性的重要性。 岩石力学的计算题涵盖了岩石的基本物理性质、强度参数的计算、应力状态分析以及破坏准则的应用。理解和掌握这些知识点对于地质工程师和土木工程师来说至关重要，因为它们直接关系到地基稳定性、隧道挖掘、边坡稳定等工程问题的解决。