《岩体力学》课程教学大纲
课程编号：031216 学分：2 总学时：34+8（0.5周）实验大纲执笔人：沈明荣大纲审核人：石振明
本课程配套实验课031120《岩体力学实验》，0学分，8（0.5周）学时。
一、课程性质与目的
本课程属土木工程专业的专业特色课，为限定选修课。
本课程的主要教学目的是：使学生掌握有关岩石、岩体的基本力学性能，并熟练掌握有关有强度理论，并了解岩石、岩体力学试验的有关方法。
二、课程基本要求
要求学生能够熟练地掌握有关岩石、结构面、岩体的力学特性，能够熟练了解应用岩石、结构面、岩体的强度理论，并对其进行评价。
三、课程基本内容
（一）绪言
介绍岩体力学的定义及其有关的基本概念、简介目前常用的岩体分类方法，并根据岩体力学自身所具有的特性，要求掌握学习、研究岩体力学的方法。（二）岩石的基本物理力学性质
介绍岩石的基本物理、水理性质。岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三向压缩应力作用下的强度和变形特性以及有关岩石常用的几种强度理论，简单叙述在硌种应力作用下的试验方法及其相应各参数的求解方法。
（三）岩体的基本力学性能
介绍描述结构面的方法，结构面在正应力、剪应力作用下的变形特性、常用的评价规则、不规则齿形结构面的抗剪强度理论及其正确地运用这些强度理论，评价具有结构面的岩体强度、以及由于结构面的存在，对岩体强度的影响。（四）初始应力状态
介绍产生初始应力的主要原因及其各类初始应力的计算方法，简介初始应力的量测方法以及初始应力的基本分布规律。
四、实验或上机内容
本课程有配套实验课，031120《岩体力学实验》，8（0.5周）学时。
五、前修课程要求
工程地质、材料力学、弹性力学、数理方程。
六、学时分配
七、教材与主要参考书
教材：
《岩体力学》，沈明荣编著，同济大学出版社，1999年第一版。主要参考书：
《岩石力学原理及其应用》（中译本）R.E.Goodman。
《岩石力学》（徐志英编）。
《岩石力学性质手册》（中译本）。
精心整理 单片机STC12C5A60S2 在众多的51系列单片机中，要算国内STC 公司的1T 增强系列更具有竞争力，因他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的具有大容量程序存储器且是FLASH 工艺的，如STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60KFLASHROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC 系列单片机支持串口程序烧写。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。重要的一点STC12C5A60S2目前的售价与传统51差不多，市场供应也很充足。是一款高性价比的单片机 /低功耗/集成 1.2.电压：3.4.5.6.，可设可达到（8.9.10.； 11.外部掉电检测电路:在P4.6口有一个低压门槛比较器，5V 单片机为 1.32V ，误差为+/-5%,3.3V 单片机为1.30V ，误差为+/-3%； 12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C 振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内)1用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部R/C 振荡器频率为：5.0V 单片机为：11MHz ～15.5MHz ，3.3V 单片机为：8MHz ～12MHz ，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准； 13.共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定
时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器； 14.2个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟； 15.外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA 模块，PowerDown模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2),CCP1/P1.4(也可通过寄存器设置到P4.3)； 置到 20.装： （均可 VCC GND P0 写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高； P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收； P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的
《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
一、绪论 一、解释下例名词术语 岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、简答题 1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？ 答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容： 1）岩体的地质特征及其工程分类。 2）岩体基本力学性质。 3）岩体力学的试验和测试技术。 4）岩体中的天然应力状态。 5）模型模拟试验和原型观测。 6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。 7）岩体工程性质的改善与加固。 2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？ 1）工程地质研究法。目的是研究岩块和岩体的地质与结构性，为岩体力学的进一步研究提供地质模型和地质资料。 2）试验法。其目的主要是为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。 3）数学力学分析法。通过建立岩体模型和利用适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下变形与稳定性。 4）综合分析法。这是岩体力学研究中极其重要的工作方法。由于岩体力学中每一环节都是多因素的，且信息量大，因此，必须采用多种方法考虑各种因素进行综合分析和综合评价才能得出符合实际的正确结论，综合分析是现阶段最常用的方法。
二、岩块和岩体的地质基础 一、解释下例名词术语 1、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面：其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面或带。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。 10、岩体：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，赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 11、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。 12、岩体结构：岩体中结构面与结构体的排列组合特征。 13、岩体完整性系数K v：其是指岩体纵波速度和岩块纵波速度之比的平方。 14、岩石质量指标RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
A/D转换测试程序（ADC查询方式） #include “stc12c5a.h”//头文件在STC公司主页上下载 #include ”intrins.h” //与STC12C5A60S2单片机ADC相关的寄存器说明// Sfr ADC_CONTR = 0xBC;//AD转换控制寄存器 Sfr ADC_RES = 0xBD;//AD转换结果寄存器高 Sfr ADC_RESL = 0xBE;//AD转换结果寄存器低 Sfr P1ASF = 0x9D;//P1口模拟转换功能控制寄存器 Sfr AURX1 = 0xA2;//AD转换结果存储方式控制位 #define ADC_POWER 0x80 //ADC电源开 #define ADC_FLAG 0x10 //ADC结束标志位 #define ADC_START 0x08 //ADC启动控制位设为开 #define ADC_SPEEDLL 0x00 //设为540个时钟周期ADC一次 #define ADC_SPEEDL 0x20 //设为360个时钟周期ADC一次 #define ADC_SPEEDH 0x40 //设为180个时钟周期ADC一次 #define ADC_SPEEDHH 0x60 //设为90个时钟周期ADC一次 void AD_init(void); void delay(unsigned int a); unsigned int AD_get(unsigned char n); float AD_work(unsigned char n); void main() { unsigned char i; AD_init(); while(1) { for(i=0;i<8;i++) { AD_work(i); delay(20); } } } unsigned int AD_get(unsigned char n) //第n通道ADC采样函数 { unsigned int adc_data; ADC_RES = 0; //清零 ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|n|ADC_START;//打开AD转换电源、
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
岩石力学试卷（闭卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、沉积岩按结构可分为（）、（），其中，可作为油气水在地下的良好储层的是（），不能储存流体，但是可作为油气藏的良好盖层的是（）。 2、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律，许多学者定义了一些基本变形单元，它们是（）、（）、 （）。 3、在水力压裂的加压过程中，井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力，当此拉应力达到地层的（） 时，井眼发生破裂。此时的压力称为（）。当裂缝扩展到（）倍的井眼直径后停泵，并关闭液压系统，形成（），当井壁形成裂缝后，围岩被进一步连续地劈开的压力称为（）。如果围岩渗透性很好，停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到（）。 4、通常情况下，岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而（），而破坏前应变则随着应变率降低而（）。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段：第一蠕变阶段或称（）；第二蠕变阶段或称（）；第三蠕 变阶段或称（）。但蠕变并一定都出现这三个阶段。 6、如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是()和()。 二、选择题（每题2分，共10分） 1、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（） A、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下，岩石所受到的应力一般为（）。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下，岩石的抗拉强度（）抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高，井壁越（）。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括（） A、自重应力和残余应力 B、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力
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 ）岩体中含有大量的不连续 （ 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 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D
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 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、 B 9、A 10、D 选择题 1、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（）。（A）15~30MPa （B）<5MPa （C）5~15MPa （D）<2MPa 2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（）。
《岩石力学》期末试卷及答案 姓名 学号 成绩 一、 选择题(每题1分，共20分) 1. 已知岩样的容重为γ，天然含水量为0w ，比重为s G ，40C 时水的容重为w γ，则该岩样的饱和容重m γ为（ A ） A. ()()w s s G w G γγ++-011 B. ()()w s s G w G γγ+++011 C. ()()γγ++-s s w G w G 011 D. ()()w s s G w G γγ+--011 2. 岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的（ A ） A ．脆性破坏 B. 塑性破坏 C. 弱面剪切破坏 D. 拉伸破坏 3. 同一种岩石其单轴抗压强度为c R ，单轴抗拉强度t R ，抗剪强度f τ之间一般关系为（ C ） A.f c t R R τ<< B. f t c R R τ<< C. c f t R R <<τ D. t f c R R <<τ 4. 岩石的蠕变是指（ D ） A. 应力不变时，应变也不变； B. 应力变化时，应变不变化； C. 应力变化时，应变呈线性随之变化； D. 应力不变时应变随时间而增长 5. 模量比是指（A ） 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 6. 对于均质岩体而言，下面岩体的那种应力状态是稳定状态（ A ） A.??σσσσsin 23131<++-cctg B.?? σσσσsin 23131>++-cctg C. ??σσσσsin 23131=++-cctg D.??σσσσsin 23131≤++-cctg 7. 用RMR 法对岩体进行分类时，需要首先确定RMR 的初始值，依据是（ D ） A ．完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 B. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间 C. 完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 D. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 8. 下面关于岩石变形特性描述正确的是（ B ） A. 弹性就是加载与卸载曲线完全重合，且近似为直线 B. 在单轴实验中表现为脆性的岩石试样在三轴实验中塑性增强 C. 加载速率对应力－应变曲线没有影响 D. 岩基的不均匀沉降是由于组成岩基的不同岩石材料含水量不同导致的 9. 下面关于岩石水理性质描述正确的是（ B ）
一、课程设计基本情况介绍 1.1课程设计的基本目的与任务 本课程设计旨在驾驭本专业学生理论指导实践能力以及电子产品工程设计与开发能力。本实践课所要达到的主要目的是： 1、通过本次课程设计，是对学生综合能力的检，提高学生综合运用专业知识，强化单片机 应用系统设计与防震能力。 2、本次课程设计是在生产实习所完成的“单片机核心板+电子钟模块+MP3模块+RFID模块+无线传输模块+GPS模块+脉搏传感模块”的基础上设计该硬件系统的工作程序。 1.2课程设计的基本内容 1、在生产实习设计单片机硬件系统的基础上，设计相应的应用软件系统。 2、在LCD1602上显示学号程序设计。 3、基于DS1302的实时时钟软件设计。 4、基于DS18B20的温度测量软件设计。 5、基于TL1838A的红外遥控解码软件设计。 6、设计应用软件系统框图和流程图，完成所设计软件的调试。 1.3课程设计的教学要求 1、通过资料查阅及学习了解单片机应用系统的软件设计方法及单片机编程、软硬件联机调 试技巧。 2、独立设计并编写下列应用程序： （1）LCD1602学号显示程序； （2）DS1302实时时钟程序； （3）DS18B20温度测量程序； （4）TL1838A红外遥控解码程序； 3、独立完成所设计程序与硬件系统的联机仿真。 二、整机系统框图（硬件、软件） 该设计方案是以STC12C5A60S2单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示模块、实时时钟模块、温度测量模块、红外遥控解码等模块所构建的系统，能在LCD1602液晶屏上显示当前的日期（年、月、日）、时间（时、分、秒）数据、当前环境温度值和红外遥控解码值。用户可通过遥控器或单片机核心板上的按键来进行日期和时间的设置。本系统设计大部分功能由软件来实现，电路简单明了，系统稳定性也得到大大提高。 1、总体硬件设计框架图： 2、总体软件设计框架图 /////// 三、整机硬件电路原理图（见99SE图） 1、核心板电路原理图 2、蜂鸣器驱动电路 3、按键电路 4、单片机复位电路 5、LCD1602液晶显示电路 6、电子钟模块接口电路 四、软件系统设计思想 //////////// 五、系统软件资源分配表（调试程序、工作程序） ////////////// 六、显示学号的调试程序流程图、程序源代码
《岩石力学》复习资料 1.1 简述岩石与岩体的区别与联系。 答：岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体， 力学性质可在实验室测得；岩体是指由诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况，反映岩体的实际强度。另外，岩石就是不含有地质结构面的岩体；岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 答：（1）不连续性：岩体受结构面的隔断，多为不连续介质，但岩块本身可作为连续介质看待（2）各向异性：结构面有优先排列位向的趋势，随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异（3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致，造成岩体的不均匀性；（4）岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，它与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏（5）力学性质受赋存条件的影响：在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。 1.3 岩石可分为哪三大类？它们各自的基本特点是什么？ 答：（1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石，强度高、均匀性好；（2）沉积岩：由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定，且具有各向异性；（3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。 1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。 研究任务：①建模与参数辨别；②确定试验方法、仪器与信息处理；③现场测试；④实际应用；研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质（岩石的物质组成和结构特征，岩石的物理、水理性质，岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，结构面的变性特征和强度参数的确定等）；②岩石和岩体的本构关系（岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系，岩体的本构关系）；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算，岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价）：④岩石（岩块）室内实验（室内实验是岩石力学研究的基本手段）；⑤岩体测试和工程稳定监测（岩体原位力学实验原理和方法，岩体结构面分布规律的统计测试，岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用，工程稳定准则和安全预测理论与方法）。 1.5 岩体力学的研究方法有哪些？ 研究方法是采用科学实验、理论分析与工程紧密结合的方法。 ①对现场的地质条件和工程环境进行调查分析，掌握工程岩体的组构规律和地质环境；②进行室内外的物理力学性质试验、模型试验或原型试验，作为建立岩石力学的概念、模型和分析理论的基础。③按地质和工程环境的特点分别采用弹性理论、塑性理论、流变理论以及断裂、损伤等力学理论进行计算分析。 2.2 简述岩石的孔隙比与孔隙率的联系。 答：孔隙比（e ）是指孔隙的体积与固体的体积之比，孔隙率（n ）是指孔隙的体积与试件总体积之比，其关系为：n n e -= 1。
、习题1、B 2、 D 1.2大部分岩体属于（）。 （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 2.1岩石的弹性模量一般指（）。 （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 （A）- B =、（ C）一（ D）'- 2.3由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（）。 （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 2.4剪胀（或扩容）表示（ ）。 （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 2.5剪胀（或扩容）发生的原因是由于（）。 （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 2.6岩石的抗压强度随着围岩的增大（）。 （A）而增大（ B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变 2.7劈裂试验得出的岩石强度表示岩石的（）。 （A ）抗压强度（B）抗拉强度（C）单轴抗拉强度（D ）剪切强度 2.8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］（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 2.9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（）。 （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 2.10岩石的吸水率是指（）。 （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 2.11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）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 2.12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（）。 （A ）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体 2.13在岩石抗压强度试验中，若1.1岩石与岩体的关系是（ ） 。 （A）岩石就是岩体 （B ）岩体是由岩石和结构面组成 的
岩体力学复习题 一、判断（含填空） 1、结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度。（∨）* 2、.在原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直。（×） 3、岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关。（∨） 4、.弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用。(×) 5、岩石限制性剪切强度不是固定值，与剪切面上作用的正压力有关。（∨） 6、随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增大。（∨） 7、从巷道周边围岩受力情况看，拱型断面巷道要比梯形巷道断面差。（×） 8、塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。（∨） 9、平行层理面的波速（或动弹性模量）总是大于垂直于层理面。（∨） 10、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5~15MPa。（∨） 11、岩石三向抗压强度不是一个固定值，将随围压变化而改变。（∨） 12、结构面组数越多，岩体越接近于各向异性。（×） 13、软弱岩层受力后变形较大，表明构造应力在软弱岩层中表现显著。（×） 14、对无粘聚力的松散体，由地表开始侧压力随深度成线性增长。（∨）（ 15、我国工程岩体分级标准中是根据①结构面；②地下水；③地应力对岩石基本质量进行修正的。（∨） 16、岩石中含有的亲水性和可溶性矿物越多，软化系数越小。（×） 17、适用于拉伸破坏的判据是格里菲斯判据。（∨） 18、莫尔判据没有考虑中间主应力对岩石破坏的影响。（∨） 19、结构面的剪切刚度，随结构面的规模增大而减小。（∨） 20、随深度的增大，铅直天然应力而增大。（∨） 二、名词解释（含填空） 1、岩石：指地壳中由矿物或岩屑，在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体（或集合体）。 2、岩体：指在自然界中处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征的岩石所组成的集合体（或自然地质体）。 3、结构面：指在地质历史（尤其是地质构造影响）过程所形成的具有一定方向，厚度较小和一定延展长度的地质界面。如：层理、节理、片理等。（包括物质分介面和不连续面），统称结构面。 4、结构体：指由不同产状的结构面相互切割而形成的单元块体（岩块）。 、 5、岩体的各向异性：岩体的物理力学性质随取向不同而具有明显方向性差异的性质。 6、岩体力学：主要研究岩石和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水场等）发生变化后，作出响应的一门力学分支。 7、岩石的软化系数：岩石饱水状态的抗压强度与其干燥状态的抗压强度的比值。 8、构造应力场：通常指导致构造运动的地应力场，或指一定区域内具有生成联系的各种构造行迹在不同部位应力状态的总体。 9、峰值强度：岩石应力应变曲线上对应最大应力值。 10、弹性模量：指岩石受力后在弹性范围内的应力应变的斜率。 11、泊松比：岩石在单向受压条件下，横向应变与纵向应变之比。 12、松弛：物体变形保持一定，内部应力随时间增长而逐渐减小的现象。 13、蠕变：在恒定的外力作用下，变形随时间不断增长的现象。
// CLKOUT2 时钟初始化 // //*********************************// void CLKOUT_init(void) { WAKE_CLKO = 0x04; //Bit2-BRTCLKO 允许 P1.0 配置为独立波特率发生器的时钟输 出 //BRT 工作在1T 模式下时的输出频率 =Sysclk/(256-BRT)/2 //BRT 工作在12T 模式下时输出频率 =Sysclk/12/(256-BRT)/2 AUXR = 0x14; //Bit4-BRTR 允许独立波特率发生器运行 〃Bit2-BRTx12 BRT 工作在1T 模式下 BRT = 0xff; // 更改该寄存器的值可实现对输出的时钟频率进行分频 } #else /* 条件编译CLKOUT0寸钟输出*/ //*********************************// void CLKOUT_init(void) { WAKE_CLKO = 0x03; // 允许将 P3.4/T0 脚配置为定时器 0 的时钟输出 CLKOUT0 //* *************************************************************************** // // // // // // // // // // // // // // STC12C5A60S2 可编程时钟模块 说明：STC12C5A60S2单片机有三路可编程时钟输出 CLKOUTO/TO/P3.4 CLKOUT1/T1/P3.5 、CLKOUT2/P1.0 涉及寄存器：AUXR 辅助寄存器)、WAKE_CLKO(钟与系统掉电唤醒控制寄存器 ) BRT( 独立波特率发生器定时器寄存器 ) 程序说明： 本程序可选实现 P3.4输出CLKOUT0寸钟、P3.5输出CLK0UT1时钟 P1.0 输出CLK0UT2寸钟 ////** ************************************************************************ **// #include
岩石力学 一、单项选择题(每小题1分，共10分) 1、绝大多数得岩浆岩是由下列组成（） A、结晶矿物 B、非结晶矿物 C、母岩 D、岩石块体 2、下列说法正确的是（） A、等围三轴试验得实用性弱 B、地下工程是三围的，所以做三轴力学实验很重要 C、岩体强度不是岩体工程设计的重要参数 D、节理结构面不是影响岩体强度得重要因素 3、关于围岩得说法错误的是（） A、围岩愈好洞室逾稳定 B、围岩压力大小与洞室跨度成反比 C、围岩逾差压力值相应就大 D、围岩压力大小与洞室跨度成正比 4、下面关于平面滑动得一般条件错误的是（） A、滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行 B、滑动面得倾角必须大于坡面倾角 C、滑动面的倾角必须大于该平面的摩擦角 D、岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面 5、岩浆岩体产生的裂隙一般是张开的，从冷却表面向深处一般为数米到多少米？（） A、10-20m B、5-10m C、10-15m D、20-25m 6、岩体力学性质的改变对边坡稳定性的影响错误的（） A、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越小 B、风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性大大降低 C、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越大 D、坡体岩体风化越深，斜坡稳定性越差 7、对片麻岩渗透系数与应力关系得试验表明当应力变化范围为5MPa时，岩体渗透系数相差---倍。（） A、20 B、70 C、100 D、50 8、世界上测定原岩应力最深测点已达（） A、2000m B、3000m C、4000m D、5000m 9、对于山岭地下工程，一般埋深超过多少米基本上都可以划分为深埋地下工程（） A、10 B、50 C、30 D、40 10、地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决。（） A、围岩的岩性 B、围岩的结构 C、围岩的岩性及结构 D、围岩的大小
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 1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、B 9、A 10、D 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
一、绪论 岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？ 答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容： 1）岩体的地质特征及其工程分类。2）岩体基本力学性质。3）岩体力学的试验和测试技术。4）岩体中的天然应力状态。5）模型模拟试验和原型观测。6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。7）岩体工程性质的改善与加固。 2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？ 1）工程地质研究法。2）试验法。3）数学力学分析法。4）综合分析法。 二、岩块和岩体的地质基础 一、1、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面：其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面或带。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。
岩体力学考试复习资料（2011/04/17） 一、名词释义 结构面: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. 岩体:在地质历史过程中形成的，由岩石单元体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 地下水等地质环境中的地质体 . 颗粒密度：岩石固体相部分的质量与其体积的比值。 的质量。 弹性；在一定的应力范围内物体受外力作用产生的全部 变形去除外力后能立即恢复原有形状 和尺寸。塑性；物体受力后产生变形，在外力去除后不能完全回复的性质。 粘性；物体受力后变形不能再瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质。 受力后变形很小时就发生碎裂的性质。 延性；物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质。 流变;在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间的变化的现象 复总是落后于应力的现象 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 法向刚度：在法向应力作用下，结构 面产生单位法向变形所需的应力 剪切强度：岩体内任一方向剪切面在法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力 工程活动之前存在于岩体中的应力 重分布应力：岩体中由于工程活动改变后的 应力 天然应力比值系数：岩体中天然水平应力与铅直应力之比 岩爆:高地应力地区由于洞壁围岩中应力高度集中使围岩产生突发性变形破坏的现象 围岩压力：地下洞室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 支护衬砌上的压力围岩抗力：围岩对衬砌的反力 围岩抗力：使洞壁围岩产生一个单位径向变形所需要的内水压力 蠕变:岩石在恒定的荷载作 用下，变形随时间逐渐增大的性质 尺寸效应：试件尺寸越大，岩块强度越低 剪胀角：剪切 位移线与水平的夹角 岩（体）石力学：是力学的一个分支学科，是研究岩（体）石在各种力场作用下变形与破坏 规律的理论及其实际应用 的一门基础学科。 工程岩体力学：为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学 RQD （岩体质量指标）：指大于10cm 的岩芯，累计长度与钻孔进尺长度之比的百分比 软化性: 岩石浸水饱和后强度降低的性质。 二、填空 岩体力学主要分支学科： 工程岩体力学、构造岩体力学、破碎岩体力学。 岩体力学研究对象是： 在各种地质作用下形成的天然岩体。 结构面连续性指标：线连续性系数、迹长、面连续性系数。 按充填厚度和连续性，结构面充填分为： 薄膜充填、断续充填、连续充填、厚层充填 。岩 石软化性取决于岩石的： 矿物组成、空隙性。流变包括：蠕变、松弛、弹性后 效。 岩块抗拉强度测定方法： 直接拉伸法和间接法； 间接法有：劈裂法、抗弯法、点荷载法。影 响抗剪强度因素： 结构面的形态、连续性、胶结充填特征、壁岩性质 。 岩体法向变形曲线分为： 直线型、上凹型、上凸型、复合型；又称为弹性、弹 -塑性、塑- 弹性、塑-弹-塑性岩体。岩石天然应力测量方法： 水压致裂法、扁千斤顶法、钻孔套应力解 除法。 铅直天然应力d v 等于上覆岩体自重， d v= p gh 水平天然应力d h=入b v ,入=卩/ 块体密度（岩石密度）:指岩石单位体积内 脆性；物体 弹性后效：应变恢 天然应力：人类
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