岩体力学复习资料
1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。
3、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
4、蠕变：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象。
5、结构面：指在地质历史发展过程中，岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。
6、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或运动称为崩塌。
7、滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。
8、剪胀：在剪应力作用下，模型上半部沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动。这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。
剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。
9、岩石质量指标（RQD）：指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
10、岩石的长期强度：岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度
11、流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。
12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。
13、结构面类型：按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；
按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。
14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。
15、蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变。
16、主动支护：地下开挖后，围岩不发生过度变形或破碎之前进行主动人为支护以避免过度
变形而破坏称为主动支护。
17、注浆的作用：防渗、堵漏、加固、纠偏。
18、边坡破坏的类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡
19、格里菲斯强度理论：脆性材料中，其材料断裂的起因是分布在材料中的微小裂纹尖端有
拉应力所致。
20、库伦强度理论：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，既抗摩擦强度等于岩石本身
抗剪切摩擦的粘结力和剪切面上的法向力产生的摩擦力。
21、莫尔强度理论：岩石到达极限状态时，滑动平面上的剪应力达到一个取决于正应力与材
料性质的最大值，即σ=f(τ)。对应于各种应力状态（单轴、双轴和三轴压缩）下的破坏的岩石的莫尔应力圆的包络线，称为莫尔强度
22、库伦-莫尔强度准则：库伦直线与莫尔应力圆包络线相结合。
23、ISRM指定的岩石力学试验标准：（单轴抗压）加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一
般为5—10分钟。试件保存期不超过30天，试件形状为直径不小于50mm柱形试件，高径比2.5-3.0.
24、巷道周边不产生拉应力的条件：侧压系数为1/3
25、巷道支护机理：由巷道围岩性质、压力大小、巷道的服务年限、用途及巷道的断面
形状等因素决定支护形式及支护材料。
26、自然界中的三大类岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩特点：
深成岩：常形成较大的入侵体。颗粒均匀，多为粗-中粒状结构，致密坚硬，孔隙很小，力学强度高，透水性较弱，抗水性较强。
浅成岩：成分与深成岩相似，但产状和结构都不相同，多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差，与其他岩种相比，它的性能较好。
喷出岩：结构较复杂，岩性不均一，连续性较差，透水性较强，软弱结构面比较发育。沉积岩特点：
火山碎屑岩：具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系，各类火山岩的性质差别很大。
胶结碎屑岩：是沉积物经过胶结、成岩固结硬化的岩石。其性质取决于胶结物的成分、胶结形式和碎屑物成分和特点。
粘土岩：包括页岩和泥岩。其性质较差。
化学岩和生物岩：碳酸盐类岩石，以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。
变质岩特点：
是在已有岩石的基础之上，经过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和压力的不同而具有不同的性质，形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。
接触变质岩：侵入体周围形成岩体。岩体透水性强，抗风化能力降低。
动力变质岩：构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好，裂隙、孔隙发育，强度低，透水性强。
区域变质岩：这种变质岩的分布范围广，岩石厚度大，变质程度均一。一般块状岩石性质较好，层状片状岩石性质较差。
27、锚杆的作用：悬吊作用、组合梁（拱）作用、挤压加固作用、减跨作用。
28、刚性支护：为限制围岩位移过大、防止有害松动、保持围岩稳定性而采取的支护措施。
包括钢支撑、木支撑、混凝土衬砌及覆喷混凝土等。主要作用是提供大于围岩发生破坏产生的最小松动压力的支护抗力，从而提高支护安全度。
29、柔性支护：能密贴围岩或深入到岩体内部，有效地发挥围岩自承能力，允许围岩有一定
变形而不破坏，甚至同被加固的岩体作整体运动时仍能保证相当大支护抗力的支护措施。
包括锚杆支护、喷射混凝土支护及喷锚(网)复合支护等。
30、喷射混凝土的作用：1、支撑围岩2、“卸载”作用3、填平补强围岩4、覆盖围岩表面
5、阻止围岩松动
6、分配外力
31、岩石破坏的形式及原因：
(1)X状共轭斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。
(2)单斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。
(3)拉伸破坏，破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度，导致岩石受拉伸破坏
32、莫尔圆表示岩石的单轴拉伸、单轴压缩、剪切、双向压缩、双向拉伸
莫尔应力圆如图所示：其中纯剪切应力圆为圆点。
33、蠕变、松弛、弹性后效、流变性的区别：
a.流变性:岩石在力的作用下发生与时间相关的变形的性质。
b.蠕变：指在应力为恒定的情况下岩石变形随时间发展的现象；
c.松弛指在应变保持恒定的情况下岩石的应力随时间而减少的现象。
d.弹性后效指在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。
34、全应力应变曲线的定义：
在单轴压缩下，记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线。
35、普通材料试验机得不出全应力应变曲线的原因：
普通材料实验机整体刚度相对较小，对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形（弹性能储存），当岩石试件被压坏时，试件抗压能力急剧下降，致使实验机弹性变形迅速恢复（弹性能释放）摧毁岩石试件，而得不到岩石破坏后的应力应变曲线。36、结构面的类型、成因、举例说明
结构面按成因分：原生结构面、构造结构面、次生结构面
原生结构面：成岩阶段所形成的结构面。岩石成因不同又分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。
构造结构面：岩体在构造运动作用下形成的结构面。
次生结构面：在外力作用下（风化、地下水、卸载、爆破等）形成的各种界面。
37、蠕变的定义：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象；
蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变；
典型的蠕变包括几个阶段：三个；
每个阶段的特点：第Ⅰ阶段：称为初始蠕变段。在此阶段的应变一时间曲线向下弯曲；应变与时间大致呈对数关系，即ε∝㏒t。第Ⅱ阶段：称为等速蠕变段或稳定蠕变段。在此阶段内变形缓慢，应变与时间近于线性关系。第Ⅲ阶段：称为加速蠕变段。此阶段内呈加速蠕变，将导致岩石的迅速破坏；
画出蠕变曲线图：
38、RQD是什么，如何计算：
指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
RQD=大于10cm的岩芯累计长度/钻孔进尺长度*100%
39、岩石的长期强度是什么：
岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度；
和瞬时强度的关系：长期强度与顺势强度之比等于0.4-0.8.
40、峰前应力应变曲线的类型、代表的岩石性质及应力应变图：
峰前区应力应变曲线形态可分为直线型、下凹型、上凹型、S型、平缓型，分别表示了
岩石受力作用后呈现的弹性、弹塑性、塑弹性、塑弹塑性和弹粘性性质。
41、岩石的塑性与流变性的区别：
塑性指岩石在高应力（超过屈服极限）作用时，产生不可恢复变形的性质。流变性指岩石在任何应力作用下，随时间增长而产生的不可恢复的变形。相同点：均为不可恢复变形；不同点：变形产生的原因、机理不同。
单选题
1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（ A ）。
（A ）岩体中含有大量的不连续面（B ）岩体中含有水
（C ）岩体为非均质材料（D ）岩石的弹性模量比岩体的大
2、岩体的尺寸效应是指（ C ）
（A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系（B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象（C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象（D）岩体的强度比岩石的小
3 、影响岩体质量的主要因素为（ C ）。
（A）岩石类型、埋深（B）岩石类型、含水量、温度
（C）岩体的完整性和岩石的强度（D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（ A ）。
（A）岩石的饱和单轴抗压强度（B）岩石的抗拉强度
（C）岩石的变形模量（D）岩石的粘结力
5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（ D ）
（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形
6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（ A ）
（A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面
7、岩体的变形和破坏主要发生在（ C ）
（A）劈理面（B）解理面（C）结构面（D）晶面
8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（ B ）
（A）柱状>板状>块状（B）块状>板状>柱状
（C）块状>柱状>板状（D）板状>块状>柱状
9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（ A ）
（A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体
（B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体
（C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体
（D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体
10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于（ D ）
（A）结构面的性质（B）结构体型式（C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑
11、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（ C ）。
（A）15~30MPa （B）<5MPa （C）5~15MPa （D）<2MPa
12、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（ D ）。
（A）RQD （B）节理间距（C）节理密度
（D）岩体完整性指数或岩体体积节理数
13、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（ D ）。
（A）0.55~0.35 （B）0.35~0.15 （C）>0.55 （D）0.75~0.55
14、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标村确定的？（ B ）。（A）RQD和节理密度（B）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数
（C）地下水和RQD （D）节理密度和地下水
15、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（ D ）。
①地应力大小；②地下水；③结构面方位；④结构面粗糙度。
（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③
16、某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa，完整性指数KV=0.8，野外鉴别为原层状结构，结构面结合良好，锤击清脆有轻微回弹，按工程岩
体分级标准确定该岩石的基本质量等级为（ B ）
（A）I级（B）II级（C）III级（D）IV级
17、初始地应力主要包括（ C ）。
（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力
18、初始地应力是指（ A ）。
（A）未受开挖影响的原始地应力（B）未支护时的围岩应力
（C）开挖后岩体中的应力（D）支护完成后围岩中的应力
19、构造应力的作用方向为（ B ）。
A、铅垂方向
B、近水平方向
C、断层的走向方向
D、倾斜方向
20、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（ B ）。
（A）垂直应力一定大于水平应力（B）构造应力以水平应力为主
（C）自重应力以压应力为主（D）自重应力和构造应力分布范围基本一致
21、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好？（ B ）
（A）0.5（B）1.0（C）<1（D）>1
22、测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（ B ）
（A）应力恢复（B）应力解除法
（C）弹性波法（D）模拟试验
23、在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于（ B ）。
（A）岩石强度（B）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度
24、岩石与岩体的关系是（ B ）。
（A）岩石就是岩体（B）岩体是由岩石和结构面组成的
（C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分
25、大部分岩体属于（ D ）。
（A）均质连续材料（B）非均质材料
（C）非连续材料（D）非均质、非连接、各向异性材料
26、岩石的弹性模量一般指（ B ）。
（A）弹性变形曲线的斜率（B）割线模量
（C）切线模量（D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种
27、岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为（ D ）。
（A）B、（C）（D）
28、由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（ B ）。
（A）脆性材料（B）延性材料（C）坚硬材料\（D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征
29、剪胀（或扩容）表示（ D ）。
（A）岩石体积不断减少的现象（B）裂隙逐渐闭合的一种现象
（C）裂隙逐渐涨开的一种现象（D）岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象
30、剪胀（或扩容）发生的原因是由于（ D ）。
（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的
（C）岩石的强度大小引起的（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的
31、岩石的抗压强度随着围岩的增大（A ）。
（A）而增大（B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变
32、劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（ B ）。
（A）抗压强度（B）抗拉强度（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度
33、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是（D ）。
（A）它不是针对岩石材料的破坏准则
（B）它认为材料的破坏是由于拉应力所致
（C）它没有考虑岩石的非均质特征
（D）它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用
34、岩石的吸水率是指（B ）。
（A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比
（B）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比
（C）岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比
（D）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比
35、已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.72，则该岩石（A ）。
（A）软化性强，工程地质性质不良（B）软化性强，工程地质性质较好
（C）软化性弱，工程地质性质较好（D）软化性弱，工程地质性质不良
36、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候，一般应将岩石考虑为（ B ）。
（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体
37、在岩石抗压强度试验中，若加荷速率增大，则岩石的抗压强度（A ）。
（A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判断
38、按照库仑—莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（C ）。
（A）45°（B）45°+φ/2 （C）45°-φ/2 （D）60°
39、在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度控制在（D ）。
（A）95~105℃（B）100~105℃（C）100~110℃（D）105~110℃
40、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（ A ）。
（A）受拉破坏（B）受压破坏（C）弯曲破坏（D）剪切破坏
41、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（ B ）
（A）1/2~1/5 （B）1/10~1/50 （C）2~5倍（D）10~50倍
42、某岩石试件相对密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度ρd为（D ）（A）2.45 （B）2.46 （C）2.47 （D）2.48
43、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型？（C ）
（A）弹簧模型（B）缓冲模型（C）弹簧与缓冲器并联（D）弹簧与缓冲器串联
44、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（ A ）。
（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏
（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏
45、已知某岩石饱水状态与干燥状态的单轴抗压强度比为0.78，则该岩石（）。（A）软化性强，工程地质性质不良（B）软化性强，工程地质性质较好
（C）软化性弱，工程地质性质较好（D）软化性弱，工程地质性质不良
1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。 （ A ）岩体中含有大量的不连续面 （ B ）岩体中含有水 （ C ）岩体为非均质材料 （ D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（）。 （ A ）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （ B ）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （ C ）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 （ D ）岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为（）。 （A）岩石类型、埋深 （B）岩石类型、含水量、温度 （C）岩体的完整性和岩石的强度 （D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（）。 （A）岩石的饱和单轴抗压强度 （B）岩石的抗拉强度 （C）岩石的变形模量 （D）岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（） （A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（） （A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（） （A）劈理面（B）解理面（C）结构 （D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（） （A）柱状>板状>块状 （B）块状>板状>柱状 （C）块状>柱状>板状 （D）板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（） （A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体 （B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体 （C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体 （D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体 10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于（） （A）结构面的性质（B）结构体型式 （C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑
矿山岩石力学知识要点 1 Rock mechanics and mining engineering (1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1) (2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering (3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。 2 Stress and infinitesimal strain (1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ． (2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。 (3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。 (6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。 (7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。 (8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。 (9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15) 22 2ll lm 2() ()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++ (9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16) 321231222222230 ()2() P P P xx yy zz xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++?? σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力． (12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++= (13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3 m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=- (14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；
《岩石力学》试题及答案A
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
20 ～20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题 学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分 一、简答题：（40分） 1、岩石力学的定义（5分） 2、何为岩石的强度？表示岩石强度的指标有哪些？（5分） 3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举4个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。（7分）
第1页共6 页20 ～20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题 学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 4、什么是岩体初始应力？试简要说明研究岩体原始应力的工程意义？（5分） 5、详细介绍压力拱理论？（8分） 6、什么叫滑坡？滑坡动面的形式有几种？（5分） 7、什么叫岩基极限承载力？计算时应考虑哪能些条件？（5分）
第 2 页 共 6 页 20 ～20 学年 第 学期 级 地质、岩土 专业 岩石力学 试题 学号： 姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 二、作图题：（5分） 直剪破坏试验全过程曲线可分几段？各区段的特点是什么？ 三、选择题：（2/题）（共10分） 1、模量比是指： a. 岩石的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。（ ） b. 岩石的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。（ ） c. 岩体的 单轴抗压强度和它的弹性模量之比。（ ） d.岩体的 弹性模量和它的单轴抗压强度之比。（ ） 2、室内静荷载单轴抗压强度试验要求加荷速度： a.0.5_0.8MPa/s （ ） b. 0.5_1.0MPa/s （ ） c. 0.3_0.5MPa/s （ ） d. 0.3_0.8MPa/s （ ） 3、 a. γ μ)1(+= E k （ ） b. γμ)1(-=E k （ ） c. γμγE k = （ ） d. μ γ+=1E k （ ） 4、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型？（ ） （A ）弹簧模型 （ ） （B ）缓冲模型 （ ） （C ）弹簧与缓冲器并联 （ ） （D ）弹簧与缓冲器串联 （ ） 5、岩坡发生在岩石崩塌破坏的坡度，一般认为是（ ）。
岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A ）。 （A ）岩体中含有大量的不连续面 （B ）岩体中含有水 （C ）岩体为非均质材料 （D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（ C ）。 （A ）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （B ）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （C ）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 （D ）岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为（ C ）。 （A）岩石类型、埋深 （B）岩石类型、含水量、温度 （C）岩体的完整性和岩石的强度 （D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（A ）。 （A）岩石的饱和单轴抗压强度 （B）岩石的抗拉强度 （C）岩石的变形模量 （D）岩石的粘结力
5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（ D ）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（ A ）（A）原生结构面（B）构造结构面 （C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（ C ） （A）劈理面（B）解理面（C）结构 （D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（ B ） （A）柱状>板状>块状 （B）块状>板状>柱状 （C）块状>柱状>板状 （D）板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（ A ） （A）聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体（B）锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体（C）聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体（D）聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来，将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体，其结构类型的划分取决于
《岩石力学》练习题 绪论 一、名词解释 1.岩石力学 岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境中力场的反应。 2.静岩压力 地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡，类似于静水压力；其数值与该处上覆岩石的总重量相等，称为静岩压力，其大小可用P=ρgh来表达，即静岩压力（P）等于某一深度（h）、该处上覆物质平均密度（ρ）与平均重力加速度（g）的乘积。 二、简答题 1 岩石具有哪三种特性？ ①非均质性；②不连续性。岩体不但有微观的裂隙，而且有层理、片理、节理以至于断层等不连续面；③各向异性。 2 怎样理解岩石的多相体？ 岩石是由岩石骨架和孔隙组成。岩石骨架是固体，孔隙里面充满了流体，流体包括油气水。所以，岩石是由固体和流体组成的，是固液两相或固液气三相，所以岩石是多相体。 3. 岩石力学的复杂性体现在什么地方？ 岩石力学的复杂性表现在：⑴岩石具有局部破坏特性；⑵尺寸效应；⑶抗拉强度比较小；⑷地下水的影响；⑸风化；⑹岩体外载的不确定。 4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关？ ①井壁稳定问题，包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等；②岩石破碎问题，包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。 第一章应力与应变 一、选择题 1、在地下，岩石所受到的应力一般为（ B ）。
A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 二、名词解释 1、什么是面力？什么是体力？ 所谓面力指的是作用在物体表面上的力，如压力、摩擦力等。 体力指布满在物体内部各质点上的力，如重力、惯性力、电磁力等。 2、什么是正应力？什么是剪应力？ 作用力与受力面的关系可以呈任意方向，如果作用力是沿着受力面的法线方向，作用力就称为法向力，除以受力面的面积得到的值就是正应力值。如果作用力与受力面的法线方向垂直，即与受力面平行，作用力就称为剪切力，除以受力面的面积得到的值就是剪应力值。 三、简答题 1、应力的正负是怎样规定的？ 岩石力学中，①正应力以压应力为正，拉应力为负；②剪应力以使物体发生逆时针转动为正，反之为负；③θ角以x轴正向沿逆时针方向转动所形成的夹角为正，反之为负。 2、一个点的平衡状态需满足哪两个平衡？ 一是满足力的平衡，二是满足力矩的平衡。 3、怎么理解受力单元体？ 由于岩石的破坏具有局部性的特点，所以采用受力单元体的方式来进行分析，找到受力单元体破坏的方位，从而对整体岩石的破坏进行分析。 4、应力的两个下标各表示什么含义？ 应力的第一个下标表示应力所在面的外法线方向；第二个下标表示应力的方向。由于正应力的两个下标一样，所以可用一个下标来表示。 5、画出二维应力受力体的受力图。 所谓二维应力状态，是指与第三角标有关的应力分量皆为零的状态，即 σ33 = σ32 = σ31 = 0 这也就是通常所指的平面应力状态。
岩石力学第二份试卷 Section A Term Explaination术语解释 1.Brittle of rock 岩石的脆性 2.Shear strength of rock 岩石的剪切强度 3.In-situ stress 原(就)地应力 4.Fracture pressure破裂压力 5.Yoang’s modulus 杨氏模量 6.Principal stress主应力 Section B Brief Description简要描述 1.Describe the effective stress principle描述有效应力原理 2.Describe the influence of confining pressure on the deformation and strength characters of rock mechanics描述围压对岩石变形和强度特征的影响 3.Briefly describe the shear strength criterion of Coulomb-Vavier 简要介绍Coulomb-Vavier抗剪强度准则 4.Describe Brazilian test steps and how to obtain the tensile strength of rock with it 描述巴西实验的步骤,以及如何用它获得岩石抗拉强度 Section C calculations计算题 1.In order to study the strength feature of an sandstone ,we select two samples to do the uniaxial compressive strength test .The test results are as follows: the uniaxial compressive strength is 60MPa, the peak strength is 120MPa with the confining pressure of 20MPa. Assuming the shear strength is agreed with Coulomb-Vavier criterion Determine the cohesion and internal friction angle of the rock with Mohr’s circle method. 为了研究砂岩的强度特性, 我们选择两个样本做单轴抗压强度试验。测试结果如下:单轴抗压强度是60 MPa、峰值强度是120 MPa，围压20 MPa。 假设抗剪强度符合Coulomb-Vavier准则, 用莫尔圆方法确定内聚力和岩石 的内摩擦角 2.In an oil field ,well depth is 1000m, sandstone strength confirms to Mohre-Coulomb criterion. Its cohesion is 6.0MPa, its angle of internal friction is 45o, Poisson ratio is 0.25, uniaxial tensile strength is 2MPa. Overburden is 22.6MPa , minimum horizontal in-situ stress is 17MPa , maxmum horizontal in-situ stress is
第23卷第2期水利水电科技进展2003年4月 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59809003);教育部博士点基金资助项目(1999029402) 作者简介:赵新铭(1962—),男,河南巩义人,副教授,博士研究生,主要从事工程力学研究. 岩土力学反分析的数值反演方法 赵新铭,刘 宁,张 剑 (河海大学土木工程学院,江苏南京 210098) 摘要:通过对岩土力学反分析的数学描述法的介绍,揭示了岩土力学反分析的本质.介绍位移反分析中各种数值反演方法及其应用,包括基于矩阵求逆原理的逆解法,优化反演法,图谱法以及基于遗传算法和人工神经网络的智能反演方法,并介绍了反演方法的最新进展.阐述各类反演方法的原 理、特点、适用范围和存在的局限性,指出数值反演方法进一步研究的方向.关键词:岩石力学;土力学;反分析;数值反演方法;位移 中图分类号:TU452 文献标识码:A 文章编号:1006-7647(2003)02-0055-04 20世纪70年代中后期,由Kirstan 提出,后经Gioda ,Sakurai ,Maier 和Cividini 等学者的发展,基于实测位移反求岩体力学参数和初始地应力的位移反分析是逆向思维在岩石力学研究中的一次成功应用,开辟了岩体参数和初始地应力研究的新途径,受到了普遍的关注,并且由于反分析得到的参数作为在同一模型下正分析的输入参数大大提高了分析结果的可靠性而受到工程界的欢迎[1]. 在岩土力学位移反分析研究中,反演方法的研究一直是重点和热点问题,因为反分析结果的可靠性及反演效率与反演方法密切相关.本文对现有各种数值反演方法进行了总结,分析了各种方法的原理、特点和存在的局限性,同时介绍了数值反演方法的新进展. 1 岩土力学反分析的数学描述法 设D 为n 维空间的连通开区域,变量x =(x 1, …,x n ),其中某个变元可表示时间,D 的边界记为BD ,则系统模型的一般形式为 L (u ,Q )=f ,x ∈D (1) M (u ,Q )=g ,x ∈BD (2)式中:Q 为系统状态变量;u ,f ,g 均为x 的函数;u 为与介质特性有关的物理参量;L 为作用于D 上的微分算子;M 为作用于边界上的微分算子;f 为作用条件,是x ∈D 的函数;g 为边界作用条件,是x ∈BD 的函数. u 的分量中含内因(如介质特性参数等)及外因 (如外力作用等).如u ,f ,g 已知,把u ,f ,g 代入式(1)和(2),均存在某种意义下与物理背影符合的广义解,此求解过程为正分析;相反,如u ,f ,g 并非全已知,而在D 的某个子集D s 上,可实测出解Q 的某些信息.那么,如何从这些实测信息中求得u ,f ,g 中的未知量,则为一个反分析过程 [2] . 2 岩土力学反分析的数值反演方法及其应用 2.1 逆解法 逆解法是依据矩阵求逆原理建立的反演分析计算法.它是直接利用量测位移由正分析方程反推得到的逆方程,从而得到待定参数(力学特性参数和初始地应力分布参数等).简单地说,逆解法即是正分析的逆过程.此法基于各点位移与弹性模量成反比,与荷载成正比的基本假设,仅适用于线弹性等比较简单的问题.其优点是计算速度快,占用计算机内存少,可一次解出所有的待定参数. 在逆解法的研究和应用方面,日本学者Sakurai [3,4]提出了反算隧洞围岩地应力及岩体弹性模量的逆解法,该方法基于有限元分析的逆过程,只进行逆分析一次便可得到参数的最佳估计,因此在实际工程中得到了广泛应用.然而,这种方法对于不确定性系统还有待进一步研究.随着岩土工程的发展,其结构设计正有传统的确定性方法转向概率方法,相应地其分析手段也转变为概率手段.因此在分析时,需事先知道岩土介质特性参数的概率分布及其数字特征,如均值、方差及高阶矩.对于岩土介质 · 55·
《岩石力学》测试题一 西南科技大学考试试题单 考试科目：岩石力学 （不必抄题，但必须写明题号，试题共计三大题） 一、解释下列术语（每小题4分，共28分） 1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限 2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。不同的结构面，其 力学性质不同、规模大小不一。 3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态 4.流变在外力作用下，岩石的变形和流动 5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数ξ来表示。 6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象 7.矿山压力地下矿体被开采后，其周围岩体发生了变形和位移，同时围岩内的应力也 增大和减小，甚至改变了原有的性质。这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。 二、简答题（每小题7分，共42分） 1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？ 都是岩石形状改变的一种类型，膨胀和扩容时岩石的体积会增大，扩容和蠕变时需要受力2.岩体按结构类型分成哪几类？各有何特征？ 整体块状 层状 碎裂
散体 3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？ 4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么？ 5.在不同应力状态下，岩石可以有几种破坏形式？ 压缩破坏拉伸破坏剪切破坏 6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？ 喷射混凝土的厚度是否越大越好？为什么？ 三、计算题（30分） 1.将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算：（1）内磨擦角φ；（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？（本题20分） 2.岩体处于100m深，上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3，泊松比μ=0.2，自重应力为多少？当侧压力系数为1.0时，自重应力为多少？（本题10分 《岩石力学》测试题二 双击自动滚屏
山东大学岩石力学课程试卷( A ) 一．填空题 1. 岩石按成因可分为三大类：，，。 2. 测量岩石抗拉强度目前常用的四种方法是： ，，，。 3. 某钻孔的长度为250cm，其中岩芯采取总长度为200cm，而大于10cm的岩芯总长度为157cm，则岩芯取样率为，RQD为。 4. 岩体的初始应力测量分直接测量和间接测量，其中直接测量法包括：， ，，；间接测量法包括：，，，，。 5. 洞室开挖后所产生的围岩压力是由与共同承担。 1、岩浆岩、沉积岩、变质岩 2. 直接拉伸法、抗弯法、劈裂法（或巴西法）、点荷载试验法 3. 80％，63％ 4. 直接测量法：扁千斤顶法，水压致裂法，刚性包体应力计法，声发射法间接测量法：应力解除法，应变解除法，松弛应变法，孔壁塌落法，地球物理探测法 5. 岩体、支护结构 二、选择题： 1. 大部分岩体属于。（） （D）非均质、非连续、各项异性材料 2. 在岩石单向抗压强度试验中，岩石试件高与直径的比值h/d和试件端面与承压板之间的磨擦力在下列哪种组合下，最容易使试件呈现锥形破裂。（） （D）h/d的值和磨擦力的值都较小 3. 由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（）。 （B）延性材料 4. 剪胀（或扩容）发生的原因是由于（） （B）压应力过大引起的 5. 劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（）。 （D）剪切强度 6. 格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（）。 （A）拉应力引起的拉裂破坏 7. 岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。 （C）岩体为非均质材料 8. 岩体的尺寸效应是指（）。 (A) 岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 9. 在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（）。 C）5~15MPa 10. 初始地应力主要包括（）。 （C）自重应力和构造应力 三、名词解释 1. 裂隙度是指沿着取样线方向，单位长度上节理的数量。 2. 岩体的初始应力是指岩体在天然状态下所存在的内在应力，在地质学中，通常又称它为地应力。
岩石力学考试重点题型分析 第一题：对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系 第二题：填空题 1.根据结构面的成因，通常将其分为三种类型：原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度，中间的是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧（巷）道轴线方向一般应与最大主应力平行（一致）。弹性应力状态下，轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关，应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性，而且也具有流变性质，岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的，应力第一不变量I1=＿＿。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。
9.岩坡的失稳情况，按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑。 第三题：简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面？ 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6．岩石的强度指标主要有哪些？各指标是如何定义的？ 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面？ 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。 第四题：论述题 1.结合下图，说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中：①不按块体极限状态计算的等K 法；②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路（块体中各种作用力可以用符号代表）（图见书上424页图8-14a ）（第四题） 2. 推导平面问题的平衡微分方程 （图见书上181页图4-2） 3. 根据莫尔—库仑强度理论，推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式： φ φσσsin 1sin 1+-= c t 第五题：计算题： 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/m 3，比重80.2=s G ，天然含水量%80=ω，试计算该岩样的孔隙率n ，0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ
《岩石力学》模拟题（补） 一.问答题 1. 岩石的流变模型的基本元件有哪几种？分别写出其本构关系。 答：流变模型有三个基本元件：弹性元件、塑性元件和粘性元件 （1）弹性元件：是一种理想的弹性体，其应力应变关系为： σ=K×ε σ——应力； K——弹性系数；ε——应变。 （2）塑性元件：物体所受的应力达到屈服极限时，便开始产生塑性变形，应力不增加，变形仍不断增加。本构方程为： 当σ<σs时，ε= 0 当σ≥σs时，ε→∞ σs——岩石屈服极限； （3）粘性元件：应力与应变速率成正比的元件： d σ= dt 2.岩石抗剪强度有哪几种测定方法？如何获得岩石的抗剪强度曲线？ 答：岩石抗剪强度测定方法包括：直剪试验、倾斜压模剪切法试验和三轴试验。 （1）直剪试验是在试件上施加法向压力N，然后在水平方向逐级加水平剪应力T，直至达到最大值T max试件发生破坏为止。用一组岩样（4~6块），分别记录不同法向压力条件下的水平剪应力，得到σ~τ关系曲线，即为岩石的抗剪强度曲线。 （2）倾斜压模剪切法试验：将试件放在剪切夹具的两个钢制的倾斜压模之间，得到剪切面上的正应力和剪应力，试验时，用一组岩样（4~6块），分别记录不同剪切面与水平面夹角条件下，破坏面上的剪应力和正应力，得到的σ~τ关系曲线，即为岩石的抗剪强度曲线。 （3）三轴试验：用一组岩样（4~6块），分别记录不同围压σ3条件下，岩石试样破坏时的最大正应力σ1，在σ~τ关系曲线在得到不同的摩尔园，这些摩尔园的切线，即为岩石的抗剪强度曲线。 3．简述地应力的形成原因。 答：地应力的形成主要与地球的各种运动过程有关，其中包括（1）大陆板块边界受压引起的应力场，产生水平受压应力场，（2）地幔热对流引起的水平挤压应力，（3）由地心引力引起的重力应力场，（4）岩浆侵入引起的应力场，（5）地温梯度引起的应力场，（6）地表剥蚀产生的应力场。 4.简述露天矿边坡人工加固治理的方法。 答：边坡人工加固是对现有滑坡和潜在的不稳定边坡进行治理的一项有效措施，而且，它已发展成为提高设计边坡角、减少剥岩量、加速露天矿的开发速度，提高露天开采经济效益的一条途径。目前人工加固边坡的具体方法有：1）挡墙及混凝土护坡；2)抗滑桩；3)滑动面混凝土抗滑栓塞；4)锚杆及钢绳锚索；5)麻面爆破；6)压力灌浆。 5.什么叫蠕变、松弛、弹性后效和流变？不稳定蠕变一般包括几个阶段？每个阶段的特点是什么？ 答：蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而增加的现象。 松弛：当应变不变时，应力随时间的增加而减小的现象。 弹性后效：加载和卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。
一、名词解释（每词2分，共20分） 1、结构面 2、蠕变 3、饱和吸水率 4、强度判据 5、围岩 6、剪切刚度 7、天然应力 8、RQD值 9、围岩抗力系数 10、岩石软化性 二、填空（每空1分，共30分） 1、结构面发育的密集程度通常用（）和（）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个 方面。 2、表征岩石抗剪强度的基本指标是（）和（）。 3、垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（），而变形模量则比平行层面加压时（）。 4、有一对共轭剪节理，其中一组走向为N300E，另一组走向为N300W，问形成该剪节理的最大主应力 σ1的方向为（）；假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体的内摩擦角Φ为（）。 5、测定岩石抗拉强度的方法有（）和（）。 6、RMR分类依据的分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。 7、从力学的观点出发，岩石的脆性破坏有（）和（）两种。 8、天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点的剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中的（）为 最大主应力，（）为最小主应力。 9、岩体天然应力的测量方法主要有（）、（）和（）。 10、按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。 三、问答（共30分） 1、试述地下洞室弹性围岩重分布应力的基本特点。（10分） 2、试述粗糙起伏无充填结构面的剪切强度特征（要求图加简要文字说明）。（10分） 3、试述岩体中水平天然应力的基本特点。（10分）
四、计算（共30分） 1、某岩块的剪切强度参数为：C=50MPa，Φ=600，设岩石强度服从莫尔直线型强度理论。如用该岩石试件做三轴试验,当围压σ3和轴压σ1分别加到50MPa和700MPa后，保持轴压不变，逐渐卸除围压σ3，问围压卸到多少时，岩石试件破坏？（15分） 2、在某岩体中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，埋深为400m，已知洞室围岩的剪切强度参数为：C=9MPa，Φ=400，岩体的平均密度ρ=2.7g/cm3，设岩体天然应力比值系数λ=1，试评价该洞室开挖后的稳定性。 一、名词解释（每词2分，共20分） 1、岩体 2、单轴抗压强度 3、吸水率 4、强度判据 5、围岩 6、剪切刚度 7、重分布应力 8、RQD值 9、围岩抗力系数 10、变形模量 二、填空（每空1分，共30分） 1．按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。 2．结构面发育的密集程度通常用（）和（）表示，结构面的形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个方面。 3．表征岩石变形性质的基本指标是（）和（）。 4．垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（），而变形模量则比平行层面加压时（）。
一、填空题 1.表征岩石的抗风化性的三个指标为：，， 。 2.岩石在单轴压缩应力作用下的两种主要破坏形态是：圆锥形破坏，柱状劈裂破 坏 3.岩石的三种剪切强度是：岩石的单轴抗拉强度，岩石的抗拉强度，岩石的抗剪强度。 4.反映不同种类的变形特性的应力一应变曲线常见的四种类型是： （A）垂直应力一定大于水平应力（B）构造应力以水平应力为主 （C）自重应力以压应力为主（D）自重应力和构造应力分布范围基本一致 6.测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（ B ） （A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验 7.在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于。（B ） （A ）岩石强度（B ）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度 8.岩体的尺寸效应是指（C ）。 （A）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 （B）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 （C）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 （D）岩体的强度比岩石的小 9.在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（ C ）。 （A）15~30MPa （B）<5MPa （C） 5~15MPa （D）<2MPa 10.初始地应力主要包括（C ）o （A ）自重应力（B ）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力 5.围岩压力的四种类型是： 松动围岩压力，变形围岩压力，膨胀围岩压力，冲击与撞击围岩压力。 6岩石介质三种基本的力学模型是：弹性介质模型，粘弹性介质模型 ， 塑性介质模型。 7.莫尔强度理论假设岩石的强度值与中间主应力 d 2 的大小无关。 二、选择题 1.岩石与岩体的关系是（B ）。 （A ）岩石就是岩体（B ）岩体是由岩石和结构面组成的 （C）岩体代表的范围大于岩石（D）岩石是岩体的主要组成部分 2.岩石的抗压强度随着围岩的增大（ A ）。 （A ）而增大（B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变 3.岩石的吸水率是指（B ）。 （A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比 （B）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比 （C）岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比 （D）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比4.在岩石抗压强度试验中，若加荷速率增大，则岩石的抗压强度（ A ）。 （A）增大（B）减小（C）不变（D ）无法判断 三、名词解释 1.切割度 答：是指岩体呗节理割裂分离的程度。 2.孔隙比 答：是指材料中孔隙体积与材料中颗粒体积之比，是反应材料密实程度的重要物理性质指标。 3.孔隙率 答：指散粒状材料堆积体积中,颗粒之间的空隙体积占总体积的比例。孔隙率包括真孔隙率, 闭空隙率和先空隙率。 4.岩石的自由膨胀率 答：岩石自由膨胀率是岩石试件在浸水后产生的径向和轴向变形分别与试件直径和高度之比,以百分数表示。 1.简述影响岩石三向压缩强度的三个影响因素（除尺寸、加载速率等因素外的），并简述各个影响因素的影响效果？ 答案：三个影响因素是：侧向压力、加荷途径、孔隙压力。 侧向压力的增大，其最大主应力也将随之增大。加荷路径对岩石的三向压缩强度的影响并不大。 孔隙水压力降低了岩石的极限应力。
岩石力学试卷 Section A Term Explaination术语解释 1.brittle of rock 岩石的脆性 2.shear strength of rock 岩石的剪切强度 3.in-situ stress 原地应力 4.fracture pressure破裂压力 5.Yoang’s modulus 杨氏模量 6.principal stress主应力 Section B Brief Description简要描述 1.Describe the effective stress principle描述有效应力原理 2.Describe the influence of confining pressure on the deformation and strength characters of rock mechanics描述围压对岩石变形和强度特征的影响 3.Briefly describe the shear strength criterion of Coulomb-Vavier简要介绍Coulomb-Vavier抗剪强度准则4.Describe Brazilian test steps and how to obtain the tensile strength of rock with it 描述巴西实验的步骤,以及如何用它获得岩石抗拉强度 Section C calculations计算题 1.In order to study the strength feature of an sandstone ,we select two samples to do the uniaxial compressive strength
一、名词 1.结构面：是指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。 2、蠕变：是指岩石在恒定的荷载作用下，其变形随时间而逐渐增大的性质。 3、饱和吸水率：岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比。 4、围岩压力：地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。 6、剪切刚度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力。 7、天然应力：人类工程活动之前存在于岩体中的应力。 8、RQD值：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。 9、围岩抗力系数：使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力。 10、岩石软化性：是指岩石浸水饱和后强度降低的性质。 1、岩体：是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质坏境中的地质体，是岩体力学研究的对象。 2、单轴抗压强度：在单向压缩条件下，岩块能承受的最大压应力。 3、吸水率：是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量与岩样干质量之比。 7、重分布应力：由于人类工程活动改变后的应力。 10、变形模量：是指在儋州压缩条件下，轴向应力与轴向应变之比。 二、填空 1、结构面发育的密集程度通常用（线密度）和（间距）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁的（起伏状态）和（粗糙度）两个方面。 2、表征岩石抗剪强度的基本指标是（内聚力C）和（内摩擦角φ）。 3、垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（大），而变形模量则比平行层面加压 时（小）。 4、有一对共轭剪节理，其中一组走向为N300E，另一组走向为N300W，问形成该剪节理的最大主应力σ1的方向为（）；假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体的内摩擦角Φ为（）。 5、测定岩石抗拉强度的方法有（直接拉伸法）和（间接法）。 6、RMR分类依据的分类指标为（岩块强度）、（RQD值）、（节理间距）、（节理条件）和（地下水条件）。 7、从力学的观点出发，岩石的脆性破坏有（拉张破坏）和（剪破坏）两种。 8、天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点的剪应力为（0），径向应力为（2σ0），重分布应力中的（σθ）为最大主应力，（σr）为最小主应力。 9、岩体天然应力的测量方法主要有（应力恢复法）、（套心法）和（水压致裂法）。 10、按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（圆弧破坏）、（平面破坏）、（锲体破坏）和（倾覆破坏）四种。 11.结构面按地质成因可分为（原生结构面）、（构造结构面）和（次生结构面）。 13．表征岩石变形性质的基本指标是（变形模量）和（泊松比）。 三、简答 试述地下洞室弹性围岩重分布应力的基本特点。（10分） 答：1.椭圆形洞室长轴两端点应力集中最大，易引起压碎破坏，而短轴两端易出现拉应力集中，不利于围岩稳定。 2.各种形状洞室的角点或急拐弯处应力集中最大。 3.长方形短边中点应力集中大于长边中点，而角点处应力集中最大，围岩最易失稳。 4.当岩体中天然应力σh和σv相差不大时，以圆形洞室围岩应力分布最均匀，围岩稳定性最好。
岩石力学知识要点 第一章 1、 岩石：经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体 2、 岩体：在一定的地址条件下，含有诸如裂隙、节理、层理、断层等不连续结构面组成的现场岩石，它是一个复杂的地质体 3、 岩石力学研究的基本内容： ① 基本理论：岩体地应力、岩体强度、岩体变形、裂隙水力学 ② 材料试验：现场试验和室内试验 ③ 工程应用：边坡工程、地下洞室、坝基稳定 第二章 1、岩石的裂隙连通率：岩裂隙面方向b a a n += （a 为裂隙面长度，b 为岩桥长度） 2、横管各向异性：同一层面内力学性质相同，而不同层面内力学性质有差异的性质 3、岩石的物理性质指标： （1）孔隙率：岩石内空隙体积与总体积之比，%1001%100n s v ?- =?= ）（V V V V （2）吸水率： ①自然吸水率：岩石在常温下浸水48小时后岩体内的含水量与岩石干重 量的比值%100%100s s 1a s 1w a ?-= ?= W W W W W W ②饱和吸水率：岩样在强制状态下（真空、煮沸或高压下）岩样最大吸水量与 岩石干重量的比值%100%s s sa sa ?-=W W W W ）（ （3）软化系数：岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值，用c η表示， 干 饱和 ）（）（c c c R R =η 4、岩石的渗透系数：受承压水作用的岩体，在节理裂隙等结构面上将产生渗流，其渗 透性大小工程上一般用渗透系数k 表示（cm/s ） 注意：k 不仅与岩体性质有关，还与岩体的应力状态有关，即拉压有关。 ① 当外壁水压力大于内壁水压力时，水从外壁流向内壁，岩样受压1k ② 当内壁水压力大于外壁水压力时，水从内壁流向内壁，岩样受拉2k 一般来说2k >1k 5 、 岩 体 质 量指标RQD 值的概念 ： % 100cm 10l l cm 10i i ?>= = ∑钻孔总进尺 ） （钻孔总进尺 后的长度 扣除岩芯长度小于（修正岩芯采取率） RQD