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隧道力学复习题

隧道力学复习题
隧道力学复习题

第一章

1、基本概念:隧道、围岩、隧道力学

2、隧道工程的特点

3、常见隧道施工方法

4、隧道力学主要研究内容包括哪些?

第二章

1、基本概念:岩石、结构面、岩体、蠕变与松弛、弹性后效、

2、绘图说明岩石的全应力—应变关系

3、岩石单轴压缩试验过程中试件的破坏形式,并简要说明影响岩石单轴压缩强度的主要因素。

4、岩石三向压缩强度的影响因素

5、绘图说明岩石典型蠕变曲线的特点与形式

6、试推导Maxwell二元模型的蠕变方程

7、简述岩石长期强度的确定方法及关键步骤

8、试根据极限应力圆和强度曲线之间的关系推导莫尔-库伦强度准则的表达方式。

第三章

1、基本概念:初始地应力

2、简述岩体初始应力场的影响因素

3、试总结岩体初始应力场的分布规律

第四章

1、基本概念:二次应力状态、塑性区半径、高地应力

2、绘图说明在静水压力场下圆形洞室围岩的弹性和弹塑性二次应力场的分布规律。

3、软弱围岩深埋隧道施工过程中围岩的变形特征有哪些?

4、隧道工程发生岩爆的条件有哪些?如何防治?

5、试分析塑性区半径与哪些因素有关?

第五章

第六章

1、基本概念:围岩特征曲线、支护特征曲线

2、下图中各条曲线所代表的含义是什么?并说明支护刚度和支护时机对围岩和支护的力学响应。

c σ

ζσ

σ+

=

3

1

图1

第七章

1、基本概念:弹性抗力

2、国际隧道协会推荐的地下结构设计方法有哪些?并简要说明各种方法的主要原理或思路。

3、在结构力学设计方法中荷载的作用模式有哪些?各自的适用条件是什么?

4、连续介质的有限单元法中,边界条件的处理方式有哪些?开挖卸荷如何考虑?

5、简述信息反馈法的设计流程。

第八章未讲

1、何谓隧道稳定及其极限状态?

2、简述围岩变形机理与失稳模式。

3、何谓隧道极限位移?施工过程中隧道的极限位移如何确定?。

4、简述塑性应变突变模型进行围岩稳定性判别的基本原理及实施步骤。

5、简述非线性屈曲模型的构建及概化方法。

6、简述隧道工程修建过程中位移管理基准建立的方法和思路。

四车道公路隧道施工的力学研究

四车道公路隧道施工的力学研究 摘要:随着当前社会经济的不断发展,国内的公路隧道施工摒弃了既往的双车道公路隧道设计施工模式,逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工,本文从四车道隧道施工的技术问题入手,研究并探讨了一系列四车道公路隧道施工过程中所面临的力学问题。 abstract: as the development of current social economy,the domestic highway tunnel construction abandons the traditional two-line highway tunnel construction model, and gradually adapts four-lane highway tunnel construction. starting from the four lane tunnel construction technology,this paper studies and discusses a series of mechanics issue in four-lane tunnel construction process. 关键词:四车道公路隧道;力学;新奥法 key words: four-lane highway tunnel;mechanics;new austrian method 中图分类号:u455 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)02-0097-02 0 引言 随着经济的发展,车流量日益增加的社会需求,采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工,已不能符合实际需求。因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工,同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同,四车道公路隧道的大断面

《理论力学》期末考试试题(A)

A 卷 第 1页 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题(A ) 注意事项:1、适用班级:2012级土木工程班、2012级水利水电班、2012级车辆工 程班 2、本试卷共2页。满分100分。 3、考试时间120分钟。 4、考试方式:“闭卷” 一、判断题(每小题2分,共20分) ( )1.作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线 相同,大小相等,方向相反。 ( )2.已知质点的质量和作用于质点的力,质点的运动规律就完全确定。 ( )3.质点系中各质点都处于静止时,质点系的动量为零。于是可知如果质点系的动 量为零,则质点系中各质点必都静止。 ( )4.刚体在3个力的作用下平衡,这3个力不一定在同一个平面内。 ( )5.用解析法求平面汇交力系的平衡问题时,所建立的坐标系x ,y 轴一定要相互 垂直。 ( )6.一空间任意力系,若各力的作用线均平行于某一固定平面,则其独立的平衡方 程最多只有3个。 ( )7.刚体的平移运动一定不是刚体的平面运动。 ( )8.说到角速度,角加速度,可以对点而言。 ( )9.两自由运动质点,其微分方程完全相同,但其运动规律不一定相同。 ( )10.质点系总动量的方向就是质点系所受外力主矢的方向。 二、选择题(每小题2分,共10分) 1.若平面力系对一点A 的主矩等于零,则此力系 。 A.不可能合成为一个力 B.不可能合成为一个力偶 C.一定平衡 D.可能合成为一个力偶,也可能平衡 2.刚体在四个力的作用下处于平衡,若其中三个力的作用线汇交于一点,则第四个力的作用线 。 A.一定通过汇交点 B.不一定通过汇交点 C.一定不通过汇交点 D.可能通过汇交点,也可能不通过汇交点 3.加减平衡力系公理适用于 。 A.变形体 B.刚体 C.刚体系统 D.任何物体或物体系统 4.在点的复合运动中,牵连速度是指 。 A.动系原点的速度 B.动系上观察者的速度 C.动系上与动点瞬时相重合的那一点的速度 D.动系质心的速度 5.设有质量相等的两物体A 和B ,在同一段时间内,A 作水平移动,B 作铅直移动,则 两物体的重力在这段时间里的冲量 。 A.不同 B.相同 C.A 物体重力的冲量大 D.B 物体重力的冲量大 三、计算题(每小题14分,共70分) 1.质量为 100kg 的球,用绳悬挂在墙壁上如图所示。平衡时绳与墙壁间夹角为 30°,求墙壁反力和绳的张力 2.某三角拱,左右两个半拱在C 由铰链连接,约束和载荷如图所示,如果忽略拱的重量,求支座A 和B 的约束反力。 装 订 线 内 不 要 答 题

隧道力学特征及数值模拟方法

2隧道力学特征及数值模拟方法 2.1隧道开挖生成的围岩二次应力场特征 岩体在开挖前处于初始应力状态,初始应力主要是由于岩体的自重和地质构造所引起的。在岩体进行开挖后改变了岩体的初始应力状态,使岩体中的应力状态重新分布,引起岩体变形甚至破坏。在这个时间工程中,地层应力是连续变化的,特别地,洞室开挖后在未加支护的情况下,地层应力所达到的新的相对平衡称为围岩的二次应力状态。 一般来说,二次应力场是三维场。在隧道施工过程中,横向的二次应力作用使得洞周围岩的应力状态和变形状态发生了显著的变化,可将洞周围岩从周边开始逐渐向深部分为4个区域: (1)松动区由于施工扰动(例如施工爆破),区内岩体被裂隙切割,越靠近洞室周围越严重,其内聚力趋近于零,内摩擦角也有所降低,强度明显削弱,基本无承载能力,在重力的作用下,产生作用在支护上的松动压力。 (2)塑性强化区这一区域是围岩产生变形的根源。隧道开挖后破坏了地层的原状力线,在洞体四周产生了很高的应力集中,此时,该处只存在切向应力和指向隧道中心的径向不平衡力,切向应力由承载拱承担,而对于径向应力,毛洞是无法承担的,所以要释放(在有支护的情况下一部分被初期支护承担)。这就造成了洞体开挖后四周的围岩向隧道中心发生位移,周边的径向应力逐渐趋向零,而切向应力随着径向位移而增大。这一应力状态的变化导致岩体从初始的二轴(这里只考察平面应力状态)受压状态转变为单轴受压状态,使得这一区域围岩处于非常不利的受力状态,当这一应力状态超过岩体的强度极限时,洞室周围出现了塑性区域或者破坏区域,产生塑性变形。如果洞室周围塑性区域扩展不大,随着径向位移的出现,地层塑性区域达到稳定的平衡状态,围岩没有达到承载能力的极限值;但是如果塑性区域继续扩展,则必须采取支护措施约束地层运动,才能保持洞室围岩处于稳定状态,这时为了阻止地层运动,就显出塑性变形压力。

理论力学 期末考试试题 A卷

理论力学 期末考试试题 A 卷 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内,载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ,拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解:取T 型刚架为受力对象,画受力图. 1-2 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布: 1q =60kN/m ,2q =40kN/m ,机翼重1p =45kN ,发动机重2p =20kN ,发动机螺旋桨的反作 用力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时,机翼根部固定端O 所受的力。 解:

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成,不计各杆自重,已知q=10kN/m,F=50kN,M=6kN.m,各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知:如图所示结构,a, M=Fa, 12F F F ==, 求:A ,D 处约束力. 解: 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形,且AD=DB 。求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架,A 端采用铰链约束,B 端采用滚动支座约束,各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ,G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解:

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F,此力在矩形ABDC平面内,且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK,FBM和NDB在顶点A,B和D处均为直角,又EC=CK=FD=DM。若F=10kN,求各杆的内力。

理论力学期末考试试题答案版

理论力学 期末考试试题 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内,载荷如图所示。其中转矩M=,拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解:取T 型刚架为受力对象,画受力图. 1-2 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布: 1q =60kN/m ,2q =40kN/m ,机翼重1p =45kN ,发动机重2p =20kN ,发动机螺旋桨的反作用 力偶矩M=。求机翼处于平衡状态时,机翼根部固定端O 所受的力。 解:

1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成,不计各杆自重,已知q=10kN/m,F=50kN,M=,各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知:如图所示结构,a, M=Fa, 12F F F ==, 求:A ,D 处约束力. 解: 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形,且AD=DB 。求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架,A 端采用铰链约束,B 端采用滚动支座约束,各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ,G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解:

2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F,此力在矩形ABDC平面内,且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK,FBM和NDB在顶点A,B和D处均为直角,又EC=CK=FD=DM。若F=10kN,求各杆的内力。

2-2 杆系由铰链连接,位于正方形的边和对角线上,如图所示。在节点D沿对角线LD方向F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。如铰链B,L和H是固定的,杆重不计,作用力 D 求各杆的内力。

隧道力学数值方法

第一章 1、 隧道力学:是岩土力学的一个重要组成部分。其所采用的数值方法与结构物的周围环境、 施工方法等因素息息相关。 研究范围:隧道围岩的工程地质分级;隧道和地下结构物的静力分析和动力分析;现场测试和室内模型试验与数值方法的相互验证及参数获取;岩土物理力学性质和本构关系的研究 2、 隧道与地下结构设计模型:经验法、收敛—约束法、结构力学法、连续介质法 第二章 相应减少,同时还能够保证较高的计算精度1、对原结构可采用不规则单元,真实模拟复杂的边界形状。2、建立一基准单元:通过简单变化,能代表各类曲边、曲面单元,且完全不影响单元的特性计算;或不规则单元变换为规则单元,从而容易构造位移模式。3、引入数值分析方法,对积分做近似计算。在基准单元上实现规则化的数值积分,可使用标准数值计算方案,形成统一程序。等参变换条件:如果坐标变换和未知函数(如位移)插值采用相同的节点,并且采用相同的插值函数。 第三章 1.非线性问题:采用数值方法分析结构时,离散化后得到代数方程组:KU+F=0,当总刚度矩阵K 中的元素k ij 为常量时,所代表的的问题为线性问题,当k ij 为变量时,则式为非线性方程组,它所描述的问题为非线性问题。材料非线性:指的是当应力超过某一限值后,应力与应变的变化不成线性关系,但应变与位移的变化仍成线性关系。几何非线性:指的是当应变或应变速率超过某一限值以后,应变与位移的变化不成线性关系,但应力与应变的变化仍成线性关系。 有些情况下,非线性问题即包括材料非线性又包括几何非线性的特征。 2.非线性问题的四种求解方法 直接迭代法 :① 给定初值0x 、计算精度; ② 用迭代格式()1k k x g x +=进行迭代计算; ③ 判断迭代结果是否满足收敛判据,如果满足,终止计算并输出结果,否则返回步骤②。 特点:适用于求解很多场的问题,但不能保证迭代过程的收敛。 牛顿法—切线刚度法:使用函数f(x )的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。 其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛 。特点:如果初始试探解误差较大,则迭代过程也可能发散。只要初始刚度矩阵式对称的,则切线刚度矩阵将始终保持对称,而在大变形下割线刚度矩阵则不一定能保持这种对称性。 修正的牛顿法—初始刚度法 :每条线均为平行,均采用初始刚度,显然不用每次迭代都计算刚度矩阵,迭代次数增多,但计算时间不一定多。特点:对于材料应变软化以及体系中塑性区域发展范围较大的情况,采用初始刚度矩阵仍能取得迭代求解的收敛,而在这种情况下采用切线刚度法则难以甚至不能达到收敛。 混合法该法为切线刚度法与初始刚度法联合使用的方法。为此必须采用增量加荷的方式,将总荷载分成几级,逐级加荷。在每一级荷载作用下采用一种初始刚度进行迭代运算,达到收敛后再施加下一级荷载,并采用新的切线刚度矩阵[]r K 进行迭代运算。 3.岩土材料的弹塑性应力应变关系即本构关系四个组成部分:1.屈服条件和破坏条件,确定材料是否塑性屈服和破坏。

理论力学模拟试题

考试题型: 一、 根据力学公理作受力图。[2 X 5分=10分] 二、求约束反力。[2 X 10分=20分] 三、轴向拉压杆强度、变形、超静定问题。[20分] 四、扭转强度、刚度。[20分] 五、作弯曲内力图。[10分] 六、弯曲正应力强度问题。[20分] (a) 、作受力 图。 (b) (f)

(e)

D 1 . IE . 1I, J 2cm | 1 1r (i ) 、求约束反 力。 1, AB梁受如图所示约束和荷载,已知 F 40kN , q 10kN/m, M 20kN.m a 1m。 求两端所受的约束反力。(15分) 题1图题1图 题2图

q=l OkN/m L ___ Im -sb. 1 ------- 1 ' 1 -1 l-20kM 刊厠血 F=20kN 尹川HHH* 1 A . 2m . 2ni I -------------------- -------------------- 伽 . 2m 三、轴向拉压杆强度、变形、超静定问题。 1,如题图所示 圆截面直杆,已知直径 d 10mm , a 1000mm ,材料的 弹性模量 E 200GPa ,[ ] 80MPa 。( 1)作直杆的轴力图;(2)对AC 杆进行强度校核;(3) 题2图 F=20kN rrrrrrrwi 2m k Mi

求杆AC 的总变形。(15分) 4, 正方形结构受力如图, P = 50 kN ,各杆横截面积 A = 2000 mm 2 ,求各杆的正应力。 5, 图示木制桁架受水平力 P 作用,已知P = 80 kN,许用拉、压应力分别为:[(T t ] = 8 MPa [d c ] = 10 MPa ,设计AB 杆和CD 杆的横截面面积。 如题图所示杆系结构,已知 BD 杆为圆截面钢板,直径 d 20mm ,长度 I 1m , E 200GPa ; BC 杆为方截面木杆,边长a 100mm ,E 12GPa ;荷载 F 50kN 。 (a )求各杆的内力;(b )求B 点的位移。(15分) 3, 图示结构中。若1、2两杆的EA 相同,则节点A 的竖向位移 ____________ ,水平位 移为 Ax

隧道工程建设标准及施工技术

第四章隧道工程建设标准及施工技术 第一节隧道工程设计要求 客运专线铁路的隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定的。研究表明,以上两方面要求中,后者起控制作用,但隧道工程设计及施工过程中以隧道横断面的限界、构造尺寸、使用空间为控制要点。 一、隧道横断面有效净空尺寸的选择 在确定隧道横断面有效净空尺寸之前,首先要正确地选择隧道设计参数。高速列车进入隧道时产生的空气动力学效应,与人的生理反应和乘客的舒适度相联系。这就要制定压力波动程度的评估办法及确定相应的阈值,目前较通用的评估参数是相应于某一指定短时间内的压力变化值,如3s或4s内最大压力变化值。我国拟采用压力波动的临界值(控制标准)为3.0Kpa/3s。 根据ORE提出的压力波动与隧道阻塞比关系可以推算出满足舒适度要求时,阻塞比β宜取为:当V=250km/h时,β=0.14;当V=350 km/h时,β=0.11。 隧道横断面形式一般为园形(部分或全部)、具有或没有仰拱的马蹄形断面。而影响隧道横断面尺寸的因素有: (1)建筑限界; (2)电气化铁路接触网的标准限界及接触网支承点和接触网链形悬挂的安装范围; (3)线路数量:是双线单洞还是单线双洞; (4)线间距; (5)线路轨道横断面; (6)需要保留的空间如安全空间,施工作业工作空间等; (7)空气动力学影响; (8)与线路设备的结构相适应。 二、客运专线隧道与普通铁路隧道的不同点 1.当高速列车在隧道中运行时要遇到空气动力学问题,为了降低及缓解空气动力学效应,除了采用密封车辆及减小车辆横断面积外,必须采取有力的结构工程措施,增大隧道有效净空面积及在洞口增设缓冲结构;另外还有其它辅助措施,如在复线上双孔单线隧道设置一系列横通道;以及在隧道内适当位置修建通风竖井、斜井或横洞。 2.客运专线隧道的横断面较大,受力比较复杂,且列车运行速度较高,隧道维修有一定的时间限制,复合衬砌和整体式衬砌比喷锚衬砌安全,且永久性好,故一般不采用喷锚衬

理论力学考试试题题库带答案

理论力学期末考试试题 1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内,载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m,拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。试求固定端A的约束力。 解:取T型刚架为受力对象,画受力图. 1-2 如图所示,飞机机翼上安装一台发动机,作用在机翼OA上的气动力按梯形分布: q=60kN/m,2q=40kN/m,机翼重1p=45kN,发动机 1 重 p=20kN,发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。求机翼处于平2 衡状态时,机翼根部固定端O所受的力。

解: 1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成,不计各杆自重,已知q=10kN/m,F=50kN,M=6kN.m,各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。

1-4 已知:如图所示结构,a, M=Fa, 12F F F ==, 求:A ,D 处约束 力. 解:

1-5、平面桁架受力如图所示。ABC为等边三角形,且AD=DB。求杆CD的内力。 1-6、如图所示的平面桁架,A端采用铰链约束,B端采用滚动支座约

束,各杆件长度为1m。在节点E和G上分别作用载荷 F=10kN,G F=7 E kN。试计算杆1、2和3的内力。 解: 2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F,此力在矩形ABDC平面内,且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK,FBM和NDB在顶点A,B和D处均为直角,又EC=CK=FD=DM。若F=10kN,求各杆的内力。

2-2 杆系由铰链连接,位于正方形的边和对角线上,如图所示。在节点D沿对角线LD方向作用力 F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。 D 如铰链B,L和H是固定的,杆重不计,求各杆的内力。

理论力学试题和答案

理论力学期终试题 (一) 单项选择题(每题2分,共4分) 1. 物块重P ,与水面的摩擦角o 20m ?=,其上作用一力Q ,且已知P =Q ,方向如图,则物块的状态为( )。 A 静止(非临界平衡)状态 B 临界平衡状态 C 滑动状态 第1题图 第2题图 2. 图(a)、(b)为两种结构,则( )。 A 图(a)为静不定的,图(b)为为静定的 B 图(a)、(b)均为静不定的 C 图(a)、(b)均为静定的 D 图(a)为静不定的,图(b)为为静定的 (二) 填空题(每题3分,共12分) 1. 沿边长为m a 2=的正方形各边分别作用有1F ,2F ,3F ,4F ,且1F =2F =3F =4F =4kN ,该力系向B 点简化的结果为: 主矢大小为R F '=____________,主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么 ____________。 第1题图 第2题图 2. 图示滚轮,已知2m R =,1m r =, 30=θ,作用于B 点的力4kN F =,求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化,主矢R F '与主矩M 10kN F '=,20kN m O M =,求合力大小及作用线位置,并画在图上。 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4

第3题图 第4题图 4. 机构如图,A O 1与B O 2均位于铅直位置,已知13m O A =,25m O B =,2 3rad s O B ω=,则 杆A O 1的角速度A O 1ω=____________,C 点的速度C υ=____________。 (三) 简单计算题(每小题8分,共24分) 1. 梁的尺寸及荷载如图,求A 、B 2. 丁字杆ABC 的A 端固定,尺寸及荷载如图。求A 端支座反力。 3. 在图示机构中,已知m r B O A O 4.021===,AB O O =21,A O 1杆的角速度4rad ω=,角加速度22rad α=,求三角板C 点的加速度,并画出其方向。 O R F ' O M

理论力学考试的试题.doc

木部理论力学复习资料 计算各题中构件的动量、对转轴的转动惯量,对转轴的动量矩、动能。图a-d 中未标注杆长L,质量m,圆盘半径R,质量M,均为均质构件,转动角速度 均为w 。 填空题 1 ?平面任意力系平衡的充分必要条件是力系的( )( )为零。 2?力系向一点简化得到的主矢与简化中心位置()关,主矩矢一般与简化中心 位置()关。平面一般力系向一点简化可能得到的结果为力系简化为( )、 ( )或力系平衡。 4?平面汇交力系独立的平衡方程有( )个,空间汇交力系有()个独立 平衡方程? 6.己知质点运动方程为x = -t^t\y = t 2 ,式中单位均为国际单位,贝ijr = 2秒 时质点速度在兀,),轴投影分别为( )( );质点速度大小为( ); 加速度在兀,)?,轴投影大小分别为( )( )。 8.力F 在x 轴上投影Fx 二0和力F 对x 轴之矩Mx (F )二0,那么力F 应与() 轴( )并且( )。 9. 力偶矩矢的三个基本要素是( )( 10. 直角刚杆A0=2m, B0=3m,已知某瞬时A 点的速 度V A =4m/s,而B 点加速度与B0成"60。角。则该 5.动点作曲线运动时的全加速度等于( )与( )两者矢量和。 )和( )o

瞬时刚杆的角速度宀二(£ = () rad/s2o )rad/s,角加速度

11?物体保持原有的( )( )状态的性质称为惯性。 12.平面一般力系向一点简化可能得到的结果为力系简化为( )、( )或 力系平衡。 13.质心运动定理在空间直角坐标系下的三个投影方程为:();();( )。14?摩擦角是指临界平衡时( 15.瞬时平动刚体上各点的速度(人各点 )夹角。 加速度一般()。(填和等、不和等)。选择题 斜而倾角为G =3(T,物块质量为m,与斜而间的摩擦系数X=0.5,动滑动摩擦系数A =0.4,则物块置于斜而上所受摩擦力大小为() (A)(l/2)mg (B)(V|/4) mg (C)w/5)mg (D)不能确定 质量为加的圆球,以绳索挂在墙上,如图所示,若绳长 等于球的半径,则球对墙的 压力大小为( ) (A) mg(B) \mg (C)写mg(D) 2rng 点M自坐标原点出发沿★轴作直线运动,如图所示,具 () (A)6cm , 4cm/s2(B) 8cm, 4cm/s2。掘* - ?■ b (C)6cm, 8cm/s2(D) 16cm, 8cm/s2 点的合成运动'11的速度合成定理二=二+「,适用于哪种类型的牵连运动? (A)只适用于牵连运动为平动的情况 (B)只适用于牵连运动为定轴转动的情况 (C)只适用于牵连运动为平动和定轴转动的情况 (D)适用于任何类型的牵连运动

隧道围岩分级及其主要力学参数

隧道围岩分级及其主要力学参数 一、一般规定 在公路勘察设计过程中,是根据周边岩体或土体的稳定特性进行围岩分级的。围岩分Ⅰ~Ⅵ级,由于每级间范围较大,施工阶段对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ基本级别,再进行亚级划分。在公路隧道按土质特性和工程特性分:岩质围岩分级——Ⅰ~Ⅴ级;土质围岩分级Ⅳ~Ⅵ级。对岩质围岩和土质围岩分别采用不同的指标体系进行评定:岩质围岩基本指标为岩质的坚硬程度和完整程度,修正指标为地下水状态,主要软弱结构面产状及初始地应力状态。 土质围岩分级指标体系宜根据土性差异而组成,粘土质围岩基本指标为潮湿程度。沙质土围岩基本指标为密实程度。修正指标潮湿程度。碎石土围岩基本指标为密实程度。至于膨胀土、冻土作为专门研究,这里暂不述。围岩分级指标体系中可用定性分析,也可用定量分析,但由于工地施工条件时间等因素,一般我们仅采用定性分析。下面我讲定性分析来确定围岩级别。 1、确定岩性及风化程度。 2、结构面发育,主要结构面结合程度,主要结构面类型,甚至产状倾角、走向结构面张开度,张裂隙。 3、水的状况涌水量等。 二、岩石坚硬程度的定性划分 1、坚硬岩:锤击声清脆、震手、难击碎,有回弹感,浸水后大多无吸水反应,如微风化的花岗岩——正长岩,闪长岩,辉绿岩,玄

武岩,安山岩,片麻岩,石英片麻岩,硅质板岩,石英岩,硅质胶结的砾岩,石英砂岩,硅质石灰岩等等。 2、较坚硬岩:锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎,浸水后有轻微吸水反应。如未风化~微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等。 3、较软岩:锤击声不清脆,无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻击印痕。如未风化~微风化的凝灰岩,砂质泥岩,泥灰岩,泥质砂岩,粉砂岩,页岩等。 4、软岩:锤击声哑,无回弹,有凹痕,多击碎,手可掰开。如强风化的坚硬岩,弱风化~强风化的较坚硬岩,弱分化的较软岩,未风化的泥岩等。 5、极软岩:锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎,浸水后可捏成团,如全风化的各种岩类,各种半成岩。Rc——岩石单轴饱和抗压强度、定性质与岩石的对应关系,一般Rc>60MPa——坚硬岩,Rc=60~30 MPa为较坚硬岩;Rc=3 0~15MPa为较软岩;Rc=15~5MPa软岩;Rc<5Mpa极软岩。也可用Rc=22.82Is(50),Is(50)——岩石点荷载强度指数。这里不多说。 三、岩质围岩的完整度的定性划分 这是根据岩体的结构状况来定性划分 1、完整:节理裂隙,不发育,节理裂隙1-2组,平均间距>1.0m 层面结合好,一般。 2、较完整:节理裂隙,不发育,节理裂隙1-2组,平均间距1.0m

理论力学复习题

1.物体重P=20KN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在绞D上,如图所示,转动绞,物体便能升起。设滑轮的大小,AB与CD杆自重及摩擦忽略不算,A,B,C三处均为铰链链接。当物体平衡时,求拉杆AB和支杆CB所受的力。 2.在图示刚架的点B作用一水平力F尺寸如图,钢架重量忽略不计,求支座A,D的约束力 Fa和Fd。 3.已知梁AB上作用一力偶,力偶矩为M,梁长为L,梁重不计,求在图a,b,c三种情况下,

支座A,B的约束力。 4.无重水平梁的支撑和载荷如图a,b所示,已知力F,力偶矩M的力偶和强度为q的均布载荷,求支座A,B处的约束力。

5.由AC和CD构成的组合梁通过铰链C链接,它的支撑和受力如图所示,已知均布载荷强度q=10kN/m,力偶矩M=40kN·m,不计梁重,求支座A,B,D的约束力和铰链C处的所受的力。 6.在图示构架中,各杆单位长度的重量为300N/m,载荷P=10kN,A处为固定端,B,C,D,处为铰链,求固定端A处及B,C铰链处的约束力。

7..杆OA长L,有推杆推动而在图面内绕点O转动,如图所示,假定推杆的速度为v,其弯头高为a。求杆端A的速度大小(表示为x的函数)。

8.平底顶杆凸轮机构如图所示,顶杆AB课沿导槽上下移动,偏心圆盘绕轴O转动,轴O 位于顶杆轴线上。工作时顶杆的平底始终接触凸轮表面。该凸轮半径为R,偏心距OC=e,凸轮绕轴O 转动的角速度为w,OC与水平线成夹角φ。当φ=0°时,顶杆的速度。 9.图示铰接四边形机构中,O1A=O2B=100mm,又O1O2=AB,杆O1A以等角速度w=2rad/s绕轴O1转动。杆AB上有一套筒C,此套筒与杆CD相铰接。机构的各部件都在同一铅直面内。求φ=60°时,杆CD的速度和加速度。

西南交大考博-隧道力学重要参考资料

隧道力学 一、阐明隧道围岩分级的工程意义,结合我国现行作业设计规范(可选择铁路、公路、工程岩体分级等任一种)说明围岩分级的的方法和原理。(2015-1) 围岩分级的工程意义: ①准确而合理的围岩分级,是认识洞室围岩特征,正确进行隧道设计、施工的基础,是现场进行科学管理,发展新的施工工艺以及正确评价经济效益的有力工具,是制定劳动定额、材料消耗标准的基础,对改善地下结构设计、降低工程造价,更快更好更省地修建隧道有十分重要的意义。 ②围岩分级较之以往的“经验设计”、“经验施工”阶段,能够较为充分地揭示出地质条件与地下工程之间的本质的、内在的联系,因而也就能够客观地预估或判断坑道围岩的级别,指导施工。 ③围岩分级针对不同工程目的(爆破开挖、支护、掘进……),把与之相适应的地质条件进行一定的概括,归纳并加以分级,从而为隧道及地下工程的设计、施工提供一定的基础条件。 方法和原理《铁路隧道设计规范》 铁路隧道围岩分级采用以围岩稳定性为基础的分级方法,由岩石的坚硬程度和岩石的完整性程度两个因素确定。铁路隧道围岩分级方法是根据地质勘查资料,对岩石坚硬程度和围岩完整性程度两个因素采用定性划分和定量指标两种方法确定,在此基础上确定围岩的基本分级,再结合隧道工程特点,考虑地下水喝初始地应力的状态等因素进行修正。2001年修订后的铁路围岩级别判定补充弹性波速的影响,将隧道围岩分为6级。 二、隧道围岩分级主要包括哪两阶段?阐述隧道围岩分级指标体系?结合我国现行规范阐述隧道围岩分级中还存在哪些问题?(2007-1) 围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体,或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。 根据岩体完整程度和岩石坚硬程度等主要指标在给予定性划分和定量指标分析的基础上,按其稳定性将围岩分为工程性质不同的若干级别,这就是围岩分级。 隧道围岩分级主要包括:设计阶段围岩分级的判定和施工阶段围岩分级的修正,前者是决策地下结构设计的基础,后者是修正设计阶段围岩分级的基础,也是使结构设计和施工方法更加符合工程实际的基础。 围岩分级指标体系: ①单一的岩性指标,包括岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量等物理力学参数,以及如抗钻性、抗爆性等工程指标。在单一的岩性指标中,多采用岩石的单轴饱和抗压强度作为基本分级指标,但只能表达岩体特征的一个方面,因此作为分级的唯一指标是不合适的。 ②单一的综合岩性指标,包括:A.岩体的弹性波传播速度,它可以反映岩石的力学性质,也可以表示岩体的破碎程度。B.岩石质量指标RQD,它是反映岩体破碎程度和岩石强度的综合指标。C.岩体坚固系数,它是反映岩石强度和岩石构造特征的综合指标。 ③多因素定性和定量的指标相结合。该方法是国内外应用最多的,包括太沙基分级法,我国国家标准的工程岩体分级、铁路隧道规范中的围岩分级。 ④多因素组合的复合指标。这是一种用2个或2个以上的岩性指标,或综合岩性指标所表示

理论力学模拟试题

考试题型: 一、根 据力学公理作受力图。[2 ×5分=10分] 二、求约束反力。[2×10分=20分] 三、轴向拉压杆强度、变形、超静定问题。[20分] 四、扭转强度、刚度。[20分] 五、作弯曲内力图。[10分] 六、弯曲正应力强度问题。[20分] 一、作受力图。 ( ( ( ( (( (g)(h

二、 求约束反力。 1, AB 梁 受 如 图 所 示 约 束 和 荷 载 , 已 知 40F kN =,10/q kN m =,20.M kN m =1a m =。求两端所受的约束反力。 (15分) 2,求约束反力大小。 (i 题1 题1 题2图 题2图

三、 轴向拉压杆强度、变形、超静定问题。 1,如题图所示圆截面直杆,已知直径10d mm =,1000a mm =,材料的弹性模量200E GPa =,[]80MPa σ=。(1)作直杆的轴力图;(2)对AC 杆进行强度校核;(3)求杆AC 的总变形。(15分) 题 题图

2、如题图所示杆系结构,已知BD 杆为圆截面钢板,直径20d mm =,长度1l m =, 200E GPa =;BC 杆为方截面木杆,边长100a mm =,12E GPa =;荷载50F kN =。 (a)求各杆的内力;(b )求B 点的位移。(15分) 3,图示结构中。若1、2两杆的EA 相同,则节点A 的竖向位移?Ay = ,水平位移为?Ax = 。 4,正方形结构受力如图,P =50 kN ,各杆横截面积A =2000 mm 2 ,求各杆的正应力。 5,图示木制桁架受水平力P 作用,已知P =80 kN ,许用拉、压应力分别为:[ σ t ]=8 MPa ,[ σc ]=10 MPa ,设计AB 杆和CD 杆的横截面面积。 6,钢质圆杆的直径d =10 mm ,P =5 kN ,弹性模量E =210 GPa 。求杆内最大应变 和杆的总伸长。 l B P

理论力学模拟题

理论力学模拟题

《理论力学》模拟题(补) 一.选择题 1.正方体上的六个面各作用有一个平面汇交 力系,则该力系独立的平衡方程最多有(B)A:4个B:6个C:8个D:12个 2.若质点的速度矢量(不为零)与加速度矢量 (不为零)始终垂直,则质点可能做:(BC)A:直线运动B:平面曲线运动C 空间曲线运动 3.结构如图1所示,力F与杆1和杆2平行, 不计各构件自重,则图示结构中的零力杆 为:(C) A:1杆B:2杆C:3杆4.平面运动刚体上三个点A,B,C构成等边 三角形,某瞬时各点加速度或速度矢量如图 2所示,则图中(A)所示的运动是可能的。

质点系的力学问题。 A:完整约束;B:定常约束; C:非完整约束;D:非定常约束 二.填空题 1.平面桁架如图3所示,该桁架是___________(选择:静定桁架或静不定桁架)。杆件2的内力=___________(拉力为正)。 2.结构及其受力如图4所示,已知均布载荷集度q=10N/m,力偶矩的大小M=5N·m,a=1m,不计结构自重。则CD杆上C端所受的约束力的大小为F=___________N。 3.系统如图5所示,杆重为W,半径为R的均质圆盘重为2W,杆与水平线的夹角为θ=45

度,OC铅垂,不计铰链处的磨擦。无论水平弹簧的拉力有多大,系统都能在图示位置实现自锁。则杆与圆盘间的最小静滑动磨擦因数 =______________。 4.质量为m 的质点M在OA管内运动,OA管绕水平轴O在铅垂面内运动,管子与质点M间的动滑摩擦因数为f。已知在图7所示瞬时,OA 管与水平面的夹角θ=30度,OA管的角速度为ω,角加速度为零,质点M到O轴的距离为L,质点M 相对管子的相对速度为。则图示瞬时,质点M受到管子底部的滑动摩擦力的大小 F=___________;质点M 相对于管子的相对加速度=__________(方向标在图中)。

理论力学模拟试题及答案

理论力学模拟试题及答案 一、是非题(每题2分。正确用√,错误用×,填入括号内。) 1、作用在一个物体上有三个力,当这三个力的作用线汇交于一点时,则此力系必然平衡。() 2、力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。() 3、在自然坐标系中,如果速度υ= 常数,则加速度α= 0。() 4、虚位移是偶想的,极微小的位移,它与时间,主动力以及运动的初始条件无关。() 5、设一质点的质量为m,其速度 与x轴的夹角为α,则其动量在x轴上的投影为mv x =mvcos a。() 二、选择题(每题3分。请将答案的序号填入划线内。) 1、正立方体的顶角上作用着六个大小相等的力,此力系向任一点简化的结果是。 ①主矢等于零,主矩不等于零; ②主矢不等于零,主矩也不等于零; ③主矢不等于零,主矩等于零; ④主矢等于零,主矩也等于零。 2、重P的均质圆柱放在V型槽里,考虑摩擦柱上作用一力偶,其矩为M时(如图),圆柱处于极限平衡状态。此时按触点处的法向反力N A与N B的关系为。 ①N A = N B;②N A > N B;③N A < N B。 3、边长为L的均质正方形平板,位于铅垂平面内并置于光滑水平面上,如图示,若给平板一微小扰动,使其从图示位置开始倾倒,平板在倾倒过程中,其质心C点的运动轨迹是。 ①半径为L/2的圆弧;②抛物线; ③椭圆曲线;④铅垂直线。 4、在图示机构中,杆O1 A//O2 B,杆O2 C//O3 D,且O1 A = 20cm,O2 C = 40cm,CM = MD = 30cm,若杆AO1 以角速度ω= 3 rad / s 匀速转动,则D点的速度的大小为cm/s,M点的加速度的大小为cm/s2。 ①60;②120;③150;④360。 5、曲柄OA以匀角速度转动,当系统运动到图示位置(OA//O1 B。AB|OA)时,有A V B V, 1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.

理论力学复习题答案

理论力学复习题1 一、 是非题 1、 力有两种作用效果,即力可以使物体的运动状态发生变化,也可以使物体发生变形。 ( √) 2、 在理论力学中只研究力的外效应。 ( √) 3、 两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。 ( × ) 4、 作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是:两个力的作用线相同, 大小相等,方向相反。 ( √ ) 5、 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。 (× ) 6、 三力平衡定理指出:三力汇交于一点,则这三个力必然互相平衡。 ( × ) 7、 平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。 (√ ) 8、 约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。 ( × ) 9、 在有摩擦的情况下,全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。(× ) 10、 用解析法求平面汇交力系的平衡问题时,所建立的坐标系x ,y 轴一定要相互垂直。 ( × ) 11、 一空间任意力系,若各力的作用线均平行于某一固定平面,则其独立的平衡方程最多只有3个。 ( × ) 12、 静摩擦因数等于摩擦角的正切值。 ( √ ) 13、 一个质点只要运动,就一定受有力的作用,而且运动的方向就是它受力方向。( × ) 14、 已知质点的质量和作用于质点的力,质点的运动规律就完全确定。 (× ) 15、 质点系中各质点都处于静止时,质点系的动量为零。于是可知如果质点系的动量为零,则质点系中各 质点必都静止。 ( × ) 16、 作用在一个物体上有三个力,当这三个力的作用线汇交于一点时,则此力系必然平衡。( × ) 17、 力对于一点的矩不因力沿其作用线移动而改变。 ( √ ) 18、 在自然坐标系中,如果速度υ = 常数,则加速度α = 0。 ( × ) 19、 设一质点的质量为m ,其速度 与x 轴的夹角为α,则其动量在x 轴上的投影为mvx =mvcos a 。 (√) 20、 用力的平行四边形法则,将一已知力分解为F1和F2两个分力,要得到唯一解答,必须具备:已知F1 和F2两力的大小;或已知F1和F2两力的方向;或已知F1或F2中任一个力的大小和方向。 ( √ ) 21、 某力在一轴上的投影与该力沿该坐标轴的分力其大小相等,故投影就是分力。 ( × ) 22、 图示结构在计算过程中,根据力线可传性原理,将力P 由A 点传至B 点,其作用效果不变。( × ) 23、 作用在任何物体上的两个力,只要大小相等,方向相反,作用线相同,就一定平衡。( × )。 24、 在有摩擦的情况下,全约束力与法向约束力之间的夹角称为摩擦角。(× ) 25、 加速度dt v d 的大小为dt dv 。 (×)

隧道力学-围岩特征曲线

西南交通大学 隧道力学(作业) Flac3d求解围岩特征曲线 年级: 学号: 姓名: 专业: 2011 年 11 月

目录 第1章 ..................................................................................................................................... 问题分析 .. (1) 1.1 围岩特征曲线定义 (1) 1.2 求解方法 (1) 第2章建模及计算 (1) 2.1 模型建立 (1) 2.2 命令流及解释 (2) 第3章计算结果及分析 (5) 3.1 数据处理 (5) 3.2 围岩特征曲线绘制 (5) 3.3 结果分析 (6) 参考文献 (7)

FLAC3D求解围岩特征曲线 第1章问题分析 1.1 围岩特征曲线定义 围岩的特征曲线,亦称为围岩的支护需求曲线。它形象的表明围岩在洞室周边所需提供的支护阻力及与其周边位移的关系。 1.2 求解方法 同一围岩级别下,相同隧道埋深情况下,通过改变衬砌的强度(修改体积模量及剪切模量)分别求解相应强度下隧道收敛平衡时的拱顶竖直位移和应力,根据所得数据绘制该围岩级别下相应埋深的围岩特征曲线。 第2章建模及计算 2.1 模型建立 图2.1-1

如图2.1-1,圆形隧道外径为6m ,衬砌厚度为0.2m ,考虑隧道影响范围,模型宽度为30m ,高度为30m 。V 级围岩和Ⅳ级围岩通过定义材料的相关参数来建模;根据 h σγ=计算出相应埋深(即50m 、100m 、150m )下产生的应力,将应力分别作用于模型上来建模求解。 2.2 命令流及解释 以V 级围岩150m 埋深为例,其命令流如下: ;绘制5级围岩150m 特性曲线,改变衬砌的E 进行计算 new ;建立模型,取圆形隧道半径为2.9米,衬砌厚度为0.1米, gen zone radcylinder p0 0 0 0 & p1 15 0 0 & p2 0 1 0 & p3 0 0 15 & p4 15 1 0 & p5 0 1 15 & p6 15 0 15 & p7 15 1 15 & p8 3 0 0 & p9 0 0 3 & p10 3 1 0 & p11 0 1 3 & size 5 1 8 11 & ratio 1 1 1 1.2 & group outsiderock;定义围岩分块 gen zone cshell p0 0 0 0 & p1 3 0 0 & p2 0 1 0 &

理论力学试题和答案

理论力学试题和答案

理论力学(五) 2 理论力学期终试题 (一) 单项选择题(每题2分,共4分) 1. 物块重P ,与水面的摩擦角o 20m ?=,其上作用一力Q ,且已知P =Q ,方向如图,则物块的状态为( )。 A 静止(非临界平衡)状态 B 临界平衡状态 C 滑动状态 D 不能确定 第1题图 第2题图 2. 图(a)、(b)为两种结构,则( )。 A 图(a)为静不定的,图(b)为为静定的 B 图(a)、(b)均为静不定的 C 图(a)、(b)均为静定的 D 图(a)为静不定的,图(b)为为静定的 (二) 填空题(每题3分,共12分) 1. 沿边长为m a 2=的正方形各边分别作用有1F ,2F ,3F ,4F ,且1F =2F =3F =4F =4kN ,该力系向B 点简化的结果为: 主矢大小为R F '=____________,主矩大小为B M =____________ 向D 点简化的结果是什么? ____________。 (a)(b) P Q o 30 D C A B F 1 F 2 F 3 F 4 R r θ A B O

理论力学(五) 3 第1题图 第2题图 2. 图示滚轮,已知2m R =,1m r =,ο30=θ,作用于B 点的力4kN F =,求力F 对A 点之矩A M =____________。 3. 平面力系向O 点简化,主矢R F '与主矩O M 如图。若已知10kN R F '=,20kN m O M =g ,求合力大小及作用线位置,并画在图上。 第3题图 第4题图 4. 机构如图,A O 1与B O 2均位于铅直位置,已知13m O A =,25m O B =,2 3rad s O B ω=,则杆A O 1的角速度A O 1ω=____________,C 点的速度C υ=____________。 (三) 简单计算题(每小题8分,共24分) 1. 梁的尺寸及荷载如图,求A 、B 处的支座反力。 O R F ' O M O 2 O 1 C A B 2O B ω A 1m 1m 2m q 0=2kN/m M =4kN·m P =2kN B

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