目录
1前言：.......................................... 错误!未定义书签。2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性............ 错误!未定义书签。2．1 估算地层泥质含量........................... 错误!未定义书签。2．2 估算地层biot系数.......................... 错误!未定义书签。3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。.... 错误!未定义书签。3．1纵、横声波速度.............................. 错误!未定义书签。3．2岩石的动态弹性参数确定...................... 错误!未定义书签。3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化...... 错误!未定义书签。4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面错误!未定义书签。
4．1岩石单轴抗压强度的确定...................... 错误!未定义书签。4．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定.................. 错误!未定义书签。5计算地层地应力.................................. 错误!未定义书签。6计算地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则............ 错误!未定义书签。6．2井壁坍塌压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．3井壁破裂压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．4扩径原因分析................................ 错误!未定义书签。7地层出砂预测.................................... 错误!未定义书签。7．1利用B指数法预测地层是否出砂................ 错误!未定义书签。7．2组合模量法预测地层是否出砂.................. 错误!未定义书签。8计算结果及其分析................................ 错误!未定义书签。8．1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量.... 错误!未定义书签。8．2地层的动静态弹性模量、泊松比................ 错误!未定义书签。8．3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面................................................ 错误!未定义书签。
8．4地层地应力.................................. 错误!未定义书签。8．5地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。8．6用B指数法预测地层出砂可能性................ 错误!未定义书签。9结论与总结...................................... 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
岩石力学结课大作业
张宗仁
1 前言：
在石油勘探开发过程中，由于地层岩石其特有的性质，在钻井过程中，由于井壁围岩失稳所造成漏、喷、塌、卡等安全事故，以及开采过程中，出沙、套管损坏等问题已经造成巨大损失。利用岩石力学知识，利用测井数据分析井眼周围岩石力学性质，是解决这些问题的有效方法。本文利用给出的测井数据，对地层力学参数、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面，分析井壁坍塌原因；研究储层段的出砂可能性。
2 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性
2．1 估算地层泥质含量
自然伽玛测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素核衰变过程中放射出来的γ射线的强度，它可用于划分岩性，估算地层泥质含量。
由于泥质颗粒细小，具有较大的比面，使它对放射性物质有较大的吸附能力，并且沉积时间长，有充分的时间与溶液中的放射性物质一起沉积下来，所以泥质有很高的放射性。在不含放射性矿物的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性的强弱。所以有可能利用自然伽玛测井资料来估算泥质的含量，具体方法有两种[1] P125：
相对值法
2121
GR GCUR I cl GCUR V ?-=- （2-1）
式中：cl V 为泥质的体积含量。
GCUR 为希尔奇指数，与地质时代有关，可根据取芯分析资料与自然伽玛测井值进行统计确定，对于第三系地层取，老地层取2（本作业中取2）。
GR I 为泥质含量指数。
min max min
GR GR GR I GR GR -=- （2-2） min max ,,GR GR GR 分别表示目的层的、纯泥岩层的和纯砂岩层的自然伽玛值。
本测井数据中min GR =；max GR =。计算出的泥质含量与井深的关系见第8部分图1。
2．2 估算地层biot 系数
当泥质含量cl V >时，biot 系数α=，当泥质含量cl V <时，biot 系数α=，当0.20.8cl V <<时，biot 系数()
0.80.60.30.6cl V α-=+?。计算出的biot 系数与井深的
关系见第8部分图2。
3 利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。
3．1纵、横声波速度[2]
声波速度测井是测量地层声波速度的测井方法，声波速度测井可测量滑行波通过地层传播的时差△T ，纵波时差△t s 和横波时差△t p 可从由测井公司提供的
测井曲线或磁盘数据中得到，经过换算即可得到纵横波速度为：
???
??????=??=6
6101101s S p P t V t V （m/s ） （3-1） 式中：p t ?为纵波时差，m s /μ；
s t ?为横波时差，m s /μ。
大部分的油田测井作业中，并不作全波列测井，即缺少横波测井资料，因此针对某一地层，就需要借助经验公式来估算横波速度。对于大多数地层，其柏松比一般在~之间，因此有：
0.7040.554s p V V =- （3-2）
计算出纵、横声波速度与井深的关系见第8部分图3。
利用B 井测井数据计算分析地层强度参数
3．2岩石的动态弹性参数确定[2]
岩石为各向同性无限弹性体，则根据纵波速度和横波速度计算动态泊松比和动态杨氏模量的关系为：
()()2223/4/1S P S d P S V V V E V V ρ??-?
?=- (3-3)
()()[]
1/22/22--=S P S P d V V V V μ (3-4) 其中：p V 为纵波速度；s V 为横波速度；ρ为岩石密度；
d μ为动态泊松比；d E 为动态弹性模量。
应用上式以及从密度测井和声波测井得到的一系列数据，我们能确定整个井深剖面内的岩石弹性参数。
3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化[3]
根据文献[3]岩石的动态参数与静态参数的关系式可以表示为：
40.19890.6042(10)s d E E MPa =-+ （3-5）
0.12390.3615s d U U =+ （3-6）
动态弹性模量与静态弹性模量井深的关系见第8部分图4；动态泊
松比与静态泊松比与井深的关系见第8部分图5。
4 利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面
长期以来，一直有不少研究人员尝试着从测井资料获取岩石特性参数。地层声波测井反映声波在岩石中的传播速度，它与岩石的密度、孔隙度、结构强度等密切相关，它作为衡量岩石强度参数的一个重要指标，长期以来为众多学者所重视。
4．1岩石单轴抗压强度的确定[2]
Miller 和Deere 在实验基础之上建立了岩石单轴抗压和岩石弹性模量、粘土含量之间的关系；
()11008.010045.0c d c d c V E V E ?+-?=σ （4-1）
式中：1c V 为砂岩的泥质含量；
d E 为砂岩的动态杨氏模量，MPa 。
单轴抗压强度与井深的关系见第8部分图6
Cotaes 等人继Miller 和Deere 之后，提出了岩石固有剪切强度（τ）与单轴抗压强度（c σ）之间的关系
6c
στ= （4-2）
岩石实验表明，岩石的单轴抗压强度一般是其抗拉强度的8~15倍，因此，可以用下式近似计算岩石的抗拉强度：
15c
t S σ= （4-3）
式中：t S 为岩石的抗拉强度，MPa 。Kcl=8~15,本次计算取15。抗拉强度与井深的关系见第8部分图7
4．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定
Coast 提出沉积岩的年粘聚力和单轴抗压强度（c σ）的经验关系式：
60 3.62610c d C K σ-=? （4-4）
式中：d K 为岩石的动态体积压缩模量。
粘聚力与井深的关系见第8部分图7
对岩石强度内摩擦角的计算，在斯伦贝谢公司推出的力学稳定性测井软件中假定所有岩石的内摩擦角为30°，这与实际情况不符，岩石的类型、颗粒大小等均对φ有很大的影响。一般岩石的φ值与o C 值存在着一定的对应关系。根据玛湖油田13组岩芯的实测强度参数值，通过回归分析得到泥页岩地层内摩擦角φ与粘聚力o C 间的相关关系式为：
o C 4952.0545.36-=φ （4-5）
内摩擦角与井深的关系见第8部分图8
5 计算地层地应力
地层间或者层间的不同岩性岩石的物理特性、力学特性以及地层孔隙压力等方面的差别造成了层间或者层内应力分布的非均匀性。测井资料可以有效地计算这些特征量。根据上述测井资料解释出来的岩层物理、力学参数可以有效地解释地应力。
由于0-700米的井段缺少测井数据，我们需要从下部的底层的测井数据推倒0-700岩石参数，由于在自然沉积过程中，由于岩石的压实效应，岩石的密度往往随地层深度的增加而增加并且近似的成正比关系，我们不妨用700-3800米的地层密度测井数据拟和岩石密度与井深的变化关系。
s AH B ρ=+ (5-1)
式中：H 为井深，A 、B 为拟合数据。
本次计算中拟合结果为：
0.0002 1.9635s H ρ=+
当H=700米处，该处的上腹岩层压力约为
700
013.964V s gdH MPa σρ==? (5-2)
黄荣樽等假设地下岩层的地应力主要由上覆岩层压力与水平方向构造应力产生，且水平方向的构造应力与上覆岩层压力成正比[4]P92。
0()1()1H
v s H H v p p s s h h v p p s gdh u p p u u p p u σρσξσαασξσαα=??=+-+
?-????=+-+ ?-??
? (5-3) 式中：H ξ、h ξ为地应力系数；
H ξ、h ξ为地应力系数；是区域地层的特性值，那么我们可根据水力压裂试验的方法反求它们的值。
11H p s
H v s H p s h v s
p u p u p u p u σαξσασαξσα-=----=--- (5-4) 式中： α为有效应力系数； p P 为孔隙压力（MPa ）。
当井深2450m 时，H σ=59Mpa ，h σ=49Mpa ，由测井数据及以上内容计算： Vcl=
()0.80.34270.60.30.82860.6α-=+?
=
u = 35.886510E MPa =?
0.00981 1.03245024.755p P MPa =??=
51.7749v MPa σ=
带入上式可算得：
0.913010.59321H p s H v s H p s h v s p u p u p u p u σαξσασαξσα-=
-=---=-=--
把上述系数带入式（5-3）可以求得地层地应力随井深的变化规律。计算结果见第8部分图9。从计算结果可以看出，在该底层段，最小水平主应力< 上覆岩层压力<最大水平主应力。
6 计算地层坍塌压力和破裂压力
6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则[4]P100
若岩石受三主应力123σσσ>>，摩尔库伦准则可表示为：
2130cot (45)2cot(45)22S ??σσ=?-+?- （6-1）
若岩有空隙压力Pp 时，用有效应力：
2130()cot (45)2cot(45)22
p p P P S ??σασα-=-?-+?- （6-2） 6．2井壁坍塌压力的计算[4]P105
根据摩尔-库仑强度准则，岩石剪切破坏与否主要受岩石所受到的最大最小主控应力控制，井壁处岩石最大最小主应力分别为周向应力和径向应力。若水平地应力不均匀，井壁岩石周向应力在于最大水平主应力成90度或270度时得到最大的应力差值。
假设泥页岩渗透率非常小，且钻井液性能优良，基本上与泥页岩地层间不发生渗流，保持井壁稳定的坍塌压力计算公式可表示为：
22(3)2(1)100()H h p b CK P K K H
ησσαρη--+-=?+ （6-3） 式中：0452K ctg φ??=- ??
?； H 为井深(m)；b ρ为坍塌压力（3/g cm ）； C 为岩石的粘聚力（MPa ）；η为应力非线性修正系数
（η=）；p P gH ρ=（孔隙压力：MPa ）
6．3井壁破裂压力的计算[4]P106
在地层某处深度处，井内的钻井液柱所产生的压力升高足以压裂地层，使其原有的裂隙张开延伸或形成新的裂隙时的井内流体压力称为地层的破裂压力。地
层的破裂是由于井内钻井液密度过大使岩石所受的周向应力达到岩石的抗拉强度而造成的。若渗透率很低，不考虑渗流，地层破裂压力可表示为：
3f h H P t P P S σσα=--+ (6-4)
坍塌压力当量密度、破裂压力当量密度、泥浆密度关系见第8部分图10。
6．4扩径原因分析
从计算结果可以看出不难发现发现，该井在部分井段上有井壁坍塌得可能性，从井径与井深关系曲线（第8部分图11），我们不难看出在该井700-2500米存在不同程度的坍塌或者缩径，在的（2600-2700米）井段以及（2700-3300米）井段出现了严重的扩径现象，（3300-3800米）井段扩径现象减小，一方面由于泥浆密度提高，一方面由于岩石强度增大以及地应力水平相对降低。
第一，在（700-2500米）层段，一方面现场所使用的泥浆密度在地层坍塌压力当量密度附近，时大时小，另一方面，原始地应力水平高，加上岩石沙岩泥岩交替，产生坍塌缩径。不难解释该段井径扩大，以及部分地方出现缩径。
第二，（2600-2700米）井段以及（2700-3300米）井段根据此段岩性特征，开始出现含砾不等粒砂岩，强度低，不稳定，由强度参数对比图可以看出，该层段的粘聚力低于5MPa,属于未胶结。当井内液柱压力不足时，更造成容易坍塌事故。
第三，（3300-3800米）井段，一方面由于泥浆密度提高，一方面由于岩石强度增大以及地应力水平相对降低。
7 地层出砂预测
7．1利用B 指数法预测地层是否出砂[1]P149
43
3(12)
2(1)
B K G E K E G νν=+=-=+ (7-1)
B 值越大，E 与G 之和就越大，那么岩石强度就越大，稳定性越好，不易出砂。
（1）当B>2×104MPa 时，在正常生产时油层不会出砂；
（2）当2×104MPa>B>×104MPa 时，油层微量出砂，但油层见水后就会严重出砂，需生产中适时防砂；
（3）当B <×104MPa 时，正常生产时会严重出砂。
B 指数与井深的关系见第8部分图12，从结果可以看出，该储层岩石强度较高，在储层段B 指数基本上都大于20000MPa ，在油井正常生产时不出砂。
7．2组合模量法预测地层是否出砂[1]P150
根据声速及密度测井资料，用下式计算岩石的弹性组合模量Ec ：
829.9410/c c E t ρ=??? (7-2)
一般情况下，Ec 越小，地层出砂的可能性越大。出砂与否的判断方法如下：
（1）Ec>2×104MPa ，在正常生产时油层不会出砂；
（2）当2×104MPa>Ec>×104MPa 时，油层微量出砂；
（3）当Ec <×104MPa 时，正常生产时会严重出砂。
组合模量与井深的关系见第8部分图13，从结果可以看出，该储层岩石强度较高，在储层段Ec 都大于20000MPa ，在油井正常生产时不出砂。
8 计算结果及其分析
8．1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量
图1地层泥质含量与井深关系曲线图2 Boit系数与井深关系曲线8．2地层的动静态弹性模量、泊松比
图3 纵横波波速
图4 地层地层动静态弹性模量图5 地层地层动静态泊松比8．3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面
图6 地层岩石单轴抗压强度图7 地层岩石内磨擦角
图8 地层岩石粘聚力与抗拉强度
8．4地层地应力
图9 地层地应力当量密度
8．5地层坍塌压力和破裂压力
图10地层坍塌压力和破裂压力
图11 井径
从上图可以看出在该井在2600米~3300米处出现了较为严重的扩径现象，
在坍塌破裂压力曲线图上我们不难发现在该井段泥浆密度低于坍塌压力，在下部
井段提高泥浆密度过后，扩径明显减小，井眼质量得到改善。
从计算结果可以看出不难发现发现，该井在部分井段上有井壁坍塌得可能性，从井径与井深关系曲线（第8部分图10），我们不难看出在该井700-2500米存在不同程度的坍塌或者缩径，在的（2600-2700米）井段以及（2700-3300米）井段出现了严重的扩径现象，（3300-3800米）井段扩径现象减小，一方面由于泥浆密度提高，一方面由于岩石强度增大以及地应力水平相对降低。
8．6用B指数法预测地层出砂可能性
图12 B指数
图13 组合模量
从结果可以看出，该储层岩石强度较高，在储层段B指数基本上都大于20000MPa， Ec都大于20000MPa，在油井正常生产时不出砂。
9 结论与总结
本文根据声波、密度、伽玛测井资料及泥浆密度等参数，利用本课程中所学到的岩石强度参数计算公式计算出各地层的强度参数，再根据密度对井深的积分计算出上覆岩层应力，利用压裂试验数据，通过六五模式，强度参数计算了最大、最小主应力。然后用以上所得参数计算出地层的坍塌及破裂压力。分析了在井段出现扩径的原因。最后利用B指数和组合模量法对出砂情况进行预测。通过计算，该储层正常生产时，出砂的可能性较小。
通过学习本课程，我对石油工程岩石力学有了更深更系统的了解，为以后继
续学习和工作奠定了一定的基础，蔚宝华老师讲课认真细致，对我理解本课程的知识点帮助很大，感谢蔚老师！
参考文献
[1] 丁次乾.矿场地球物理[M].中国石油大学出版社，
[2] 楼一珊,金业权.岩石力学与石油工程 [M].石油工业出版社，
[3] 林英松葛洪魁.岩石动静力学参数的试验研究[J].岩石力学与工程学报，1998,17(2)216~222
[4] 陈勉,金衍,张广清.石油工程岩石力学[M].北京：科学出版社，,287-295.
第一章 1 岩石的造岩矿物有哪些？P13 答：有正长石，斜长石，石英，黑云母，白云母，角闪石，辉石，橄榄石，方解石，白云石， 高岭石，赤铁矿等 2岩石的结构连接类型有结晶连接，胶结连接。P15 3何谓岩石的微结构面？主要是指那些？P13 岩石中的微结构面，是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。包括矿物解理，晶格缺陷，晶粒边界，粒间空隙，微裂隙等。 4 岩石按地质成因分类，分三类，有岩浆岩，沉积岩，变质岩。P17 岩浆岩：岩浆不断向地壳压力低的地方移动，以致冲破地壳深部的岩层，沿着地缝上升，上升到一定的高度，温度、压力都发生降低，当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留，凝成岩浆岩。 水成岩：也叫沉积岩，是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质，在原地或被外力搬运，在适当的条件下沉积下来，经胶结和成岩作用而形成的，其矿物成分主要是粘土矿物，碳酸盐和残余的石英长石等，句层理结构，岩性一般哟明显的各项异性，按形成条件及结构特点，沉积岩分为：火山碎屑岩，粘土岩，化学岩和生物化学岩 变质岩：是在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的，温度和压力的不同，生成比不同的变质岩。 5岩石物理性质的主要指标及其表达方式是什么？P24-29
有容重，比重，孔隙率，含水率吸水率，渗透系数，抗冻系数。 重点是：比重、容重、吸水率、透水性的公式看看。 岩石在一定的条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性，含水率=岩石中水的质量与岩石烘干质量的比值。 岩石的透水性是岩石能被水透过的的性能。可用渗透系数来衡量。 P30 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因是：一构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀、缩不均匀二导致岩石的结构破坏；二当温度降到O°C一下时，岩石空隙中的水讲结冰，其体积增大约9%，会产生很大的膨胀压力，使岩石结构发生改变，直至破坏。 6 岩石的的强度及岩石单轴压缩破坏有几种形式？P31 岩石在各种载荷的作用下达到破坏的时所能承受的最大压力称为岩石的强度。 有三种，X状共轭斜面剪切破坏；但斜面剪切破坏；拉伸破坏。P33 7 什么是全应力应变曲线？P48 曲线不仅包括应力应变达到峰值时的曲线，还包括岩石超过峰值强度破坏后的变形特征。要用刚性试验机才能获得。 8 什么是摩尔包络线？如何根据实验绘制摩尔包络线？ 试件破坏时的应力摩尔圆，沿着很多的摩尔圆绘制包裹的曲线，也就是摩尔强度曲线，有直线型，有抛物线型的，包络线与Y轴的截距称为岩石的粘结力，与X轴的夹角称为岩石的内摩擦角。 有两种方式得到摩尔包络线：一对五六个岩石试件做三轴压缩实验，每次的围压不等，由小到大，得出每次试件破坏时的应力摩尔圆，有时也用单
岩体力学复习题 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、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 6、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 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（）。 （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 3、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（）。 （A）0.55~0.35 （B）0.35~0.15 （C）>0.55 （D）0.75~0.55 4、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？（）。（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 5、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？（）。 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 6、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
目录 1前言：.......................................... 错误!未定义书签。2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性............ 错误!未定义书签。2．1 估算地层泥质含量........................... 错误!未定义书签。2．2 估算地层biot系数.......................... 错误!未定义书签。3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。.... 错误!未定义书签。3．1纵、横声波速度.............................. 错误!未定义书签。3．2岩石的动态弹性参数确定...................... 错误!未定义书签。3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化...... 错误!未定义书签。4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面错误!未定义书签。 4．1岩石单轴抗压强度的确定...................... 错误!未定义书签。4．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定.................. 错误!未定义书签。5计算地层地应力.................................. 错误!未定义书签。6计算地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则............ 错误!未定义书签。6．2井壁坍塌压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．3井壁破裂压力的计算.......................... 错误!未定义书签。6．4扩径原因分析................................ 错误!未定义书签。7地层出砂预测.................................... 错误!未定义书签。7．1利用B指数法预测地层是否出砂................ 错误!未定义书签。7．2组合模量法预测地层是否出砂.................. 错误!未定义书签。8计算结果及其分析................................ 错误!未定义书签。8．1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量.... 错误!未定义书签。8．2地层的动静态弹性模量、泊松比................ 错误!未定义书签。8．3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面................................................ 错误!未定义书签。8．4地层地应力.................................. 错误!未定义书签。8．5地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。8．6用B指数法预测地层出砂可能性................ 错误!未定义书签。9结论与总结...................................... 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
《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
《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 ）
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (多选题) 1: 初始地应力主要包括（）。 A: 自重应力 B: 构造应力 C: 自重应力和残余造应力 D: 残余应力 正确答案: (多选题) 2: 在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由（）指标村确定的？A: RQD和节理密度 B: 岩石单轴饱和抗压强度 C: 岩体的完整性指数 D: 节理密度和地下水 正确答案: (多选题) 3: 岩石蠕动变形的影响因素有哪些？（） A: 岩性及构造因素 B: 压力级因素 C: 围压的影响 D: 温度、湿度的影响 正确答案: (多选题) 4: 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？（）。A: 地应力大小 B: 地下水 C: 结构面方位 D: 结构面粗糙度。 正确答案: (多选题) 5: 围岩表面位移可用（）测量。 A: 收敛计 B: 测杆 C: 测枪 D: 滑尺 正确答案: (多选题) 6: 维护岩石地下工程稳定的基本原则（）。 A: 把工程设计在岩石条件好的岩体中 B: 避免岩石强度的损坏 C: 充分发挥围岩的承载能力让围岩在脱落点以前充分释放弹性性能 D: 加固岩体 正确答案: (多选题) 7: 影响巷道围岩稳定的主要因素（）。 A: 围岩强度 B: 应力集中程度 C: 原始应力大小 D: 巷道支架的支撑力 正确答案: (多选题) 8: 压性断层主要指（）。
水利水电工程专业材料之二 水利水电工程专业(专起本)教学计划 中央电大理工部 (2002年5月7日)
水利水电工程专业(专起本)教学计划 (2002年5月7日) 一、培养目标及规格 本专业培养社会主义建设需要的，德、智、体全面发展的，获得工程师基本训练的高级工程技术人才。毕业生能从事本专业工程结构的设计、施工和管理，具有初步的应用研究和开发能力。 在政治思想道德方面：热爱祖国，拥护党的基本路线，具有全心全意为人民服务的精神；遵纪守法，具有良好的社会公德和职业道德。 在业务知识和能力方面： 1．深入掌握本专业所必须的基本理论、基本知识和基本技能； 2．具有一般水利水电工程结构设计和施工的综合管理能力，以及试验研究能力； 3．获得科学研究、技术开发的初步训练； 4．具有较强的自主学习能力，以及在水利水电工程领域获得前沿知识的能力； 5．具有一定的外语水平，能够阅读本专业外文资料； 6．具有计算机应用的基本能力。 在身体素质方面：身体健康、能精力充沛地工作。 二、课程设置与教学管理 (－) 教学计划中设必修课、限选课、选修课和集中实践环节。必修课由中央电大统一开设，执行统一教学大纲、统一教材、统一考试、统一评分标准。 (二) 限选课由中央电大统一课程名称，执行统一的教学大纲，提供教材和教学服务。 (三) 选修课建议在本教学计划中选择，中央电大尽可能提供服务。 (四) 试点单位必须按要求组织完成课程的实验、大作业，凡未完成或不及格者，不能取得该门课程的学分。 (五) 集中实践性环节由中央电大制定统一的教学大纲，由试点单位组织实施，不得免考。本专业学生必须参加的实践性环节有：课程设计、生产实习、毕业设计(论文)。中央电大将对实践性教学环节进行必要的检查，以确保教学质量。 (六) 本专业安排毕业设计(论文)10周，目的在于培养学生综合运用所学理论知识和技能解决实际问题的能力。题目和方式可以多样化，选题要符合教学要求，并尽量选择与实际任务相联系的题目。中央电大将对毕业设计(论文)答辩情况和毕业设计说明书进行抽查。 三、修业年限与毕业 实行学分制，学生注册后8年内取得的学分均为有效。
1．构成岩石的主要造岩矿物有正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿。 2．为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？答：基性岩石和超基性岩石主要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。所以基性岩石和超基性岩石非常容易风化。 3、常见岩石的结构连结类型有那几种？ 1.结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。 2.胶结连结：指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。 4．何谓岩石中的微结构面，主要指那些，各有什么特点？ 答：岩石中的微结构面（或缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。矿物的解理面：是指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。晶粒边界：矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力，但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小，因此，晶粒边界就相对软弱。微裂隙：是指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线，也称显微裂隙。粒间空隙：多在成岩过程中形成，如结晶岩中晶粒之间的小空隙，碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。晶格缺陷：有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷，也有由于化学比例或原子重排列的毛病所产生的物理上的缺陷。它与岩石的塑性变形有关。 5．自然界中的岩石按地质成因分类，可分为几大类，各大类有何特点？答：根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩浆岩特点： 1）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。2）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。3）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：1）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。2）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。3）粘土岩：包括页岩和泥岩。其性质较差。4）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。变质岩特点1）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。 2）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。3）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。 6．表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 答：指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7、岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。 答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，在试件中可产生三种破坏形式: (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
《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。
石油工程岩石力学PPT整理之简答题 （3*10=30分） 1.岩石力学的发展历史分为哪几个阶段？请简述一下每个阶段的特点。 答：按其发展进程可划分四个阶段： （1）初始阶段（19世纪末-20世纪初） 这是岩石力学的萌芽时期，产生了初步理论，以解决岩体开挖的力学计算问题。 （2）经验理论阶段（20世纪初-20世纪30年代）该阶段出现了根据生产经验提出的地压理论，并开始用材料力学和结构力学的方法分析地下工程的支护问题。（3）经典理论阶段（20世纪30年代-20世纪60年代）这是岩石力学学科形成的重要阶段，弹性力学和塑性力学被引入到岩石力学，确立了一些经典计算公式，形成围岩和支护共同作用的理论。 岩石力学发展到该阶段已经成为一门独立的学科。 在经典理论发展阶段，形成了“连续介质理论”和“地质力学理论”两大学派。 （4）现代发展阶段（20世纪60年代-现在） 此阶段是岩石力学理论和实践的新进展阶段，其主要特点是，用更为复杂的多种多样的力学模型来分析岩石力学问题，把力学、物理学、系统工程、现代数理科学、现代信息
技术等方面的最新成果引入到岩石力学。而电子计算机的广泛应用为流变学、断裂力学、非连续介质力学、数值方法、灰色理论、人工智能、非线性理论等在岩石力学与工程中的应用也提供了可能。 2.简述岩石力学的研究内容。 答：(1)岩石的变形特征;(2)岩体的变形与强度;(3)岩石的强度理论;(4)地应力的测量方法;(5)岩体力学的工程应用. 3.请简述岩石的蠕变及其机理。 答：岩石的蠕变：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。 岩石蠕变机理：化学键理论、破裂理论、摩擦理论、晶体缺陷理论 4.岩石蠕变可分为哪几个阶段？ 答：(1)瞬时变形（2)初始蠕变或阻尼蠕变(3)稳态蠕变或等速蠕变(4)加速蠕变。 5.为精确描述岩石复杂的蠕变规律，许多学者定义了一些基本变形单元，这些基本单元有哪些？ 答：这些基本单元有弹性元件（弹簧）、粘性元件（阻尼器）和塑形元件（摩擦块）。 6.岩石力学的性质有哪些？请简明阐述一下。 答：根据岩石的应力-应变-时间关系，可将力学性质划分为弹性、塑性、黏性。（弹性是指在一定的应力范围内，物体
《岩体力学》作业参考答案 作业一 一、解释下列概念: 1.刚性试验机：岩石峰值后试验回弹释放能量小于岩石稳定破坏所需能量的试验机。或试验机刚 度大于岩石刚度的试验机。 2.原岩应力：天然状态下或未开挖及开挖影响之外的岩体中存在的应力。 3.蠕变：在恒定应力作用下，岩石的应变随时间而增大的性质。 4.脆性破坏：在应力随应变而下降过程中即应变软化过程中的破坏。 5.长期强度：当恒定应力小于某一应力值，岩石将发生稳定蠕变，而大于该应力值时，岩石将发 生非稳定蠕变，该应力值即为长期强度。或岩石能保持长期稳定的最大恒定应力值。 二、多项选择题： 1.DB 2.BC 3.DB 4.EBAC 三、问答题： 1.答：图如下： 全应力应变曲线模量测定 峰值前峰值后 说明：塑性滞环、外轮廓线、表观模量等之间的异同。 2.答：两隧道周边相距6~10m即可认为其开挖不相互影响； 图形注意弹性状态下应力的叠加原理即在该平面上，应力应是二者之和。 四、分析题： 1.答：给出详细理由和分析过程。 第一种情况，锚杆支护，悬挂作用；
第二种情况：锚网喷射混凝土支护，挤压加固作用，挂网和混凝土表面支护作用和封闭作用。 2.答：给出详细理由和分析过程。 比=3.5:1 3.答：给出详细理由和分析过程。 柔性、挤压加固、承载拱、发挥围岩自支承能力、及时、封闭； 断面收敛监测、断面5测点布置。 五、计算题： 1.解：（1）单轴抗压强度σc =P/A ； （2）内摩擦角β=45-φ/2； （3）利用莫尔库仑理论 φφσφφσsin 1cos 2sin 1sin 131-+-+=c 计算（3a ）单轴抗拉强度、（3b ）三轴抗压强度。 2.解：已知原岩应力： 垂直方向34=σz MPa 、水平方向35=σx MPa 和20=σy MPa 。 而自重应力：z z ?=γσ自 z y x 自自自σμμσσ-==1 因岩体均质各向同性，所以自重应力方向与原岩应力平行，可直接相加减得到。 最后需要说明构造运动方向。 作业二 一、名词解释： 1.卸载后一部分弹性变形滞后一段时间恢复的力学性质 2.结构面和结构体的组合和排队列特征 3.应力应变随时间而变化的性质 4.由剪切滑移使岩块沿剪切面垂直方向变形而使岩体体积增大的性质 5.由于开挖而使开挖面附件一定范围的岩体内的应力产生重新分布，这种产生应力重新分布的岩体即为围岩 σ1
特色工程教育下的塑性力学课程教学改革与思考 随着我国对能源需求的日益增长，把以矿业工程为主的特色 教育体系构建成融矿业主体学科专业，力学、岩土、材料等相关 学科专业为一体的“大采矿”专业是大势所趋。我校作为一所矿业院校，围绕构建“大采矿”教学创新平台，结合我国采矿业的 现状开展了一系列课程体系优化和改革的尝试，取得了较好的效果。然而，“大采矿”专业工程应用中的许多问题均需具备一定的力学基础，因此基础力学教育在构建“大采矿”特色工程教育体系中显得非常重要[1-3] 。 塑性力学作为基础力学的后续课程，是我校采矿工程、工程力学、岩土工程等专业高年级本科生的重要课程。然而，由于塑性力学课程本身具有抽象性、复杂性的特点，要求学习者具有一定的力学和数学基础，且在初学时比较枯燥，与学生们普遍感兴趣的实际工程应用相去甚远。因此，学生对于塑性力学课程的重要性认识不足，学习的主动性不强。同时，教学环节中如何使学生既能理解复杂的基础理论，又能认识行业特色工程中的实际问题，仍有待思考和完善。因此，有必要以“厚基础、宽口径、善学习、重创新、强实践、高素质”的原则制订和优化人才培养方案，结合学校矿业特色和优势学科，开展基础力学课程建设和教育方法的研究[4 ，5] 。 笔者以学校构建“大采矿”专业的教学改革和课程建设为 契机，结合学校矿业优势学科平台建设及多年的塑性力学课程教学实践经验，开展了“大采矿”专业相关学科中塑性力学课程建设和教育方法改革的尝试，对具有矿业特色的基础力学课程教学方法改革进行了思考，并从课程体系、选择和完善教材、改革教学内容、改革教学方法、改革教学手段等方面进行了探讨。 1理清教学体系、合理选取教材是基础 我校“大采矿”相关学科中采矿工程和工程力学等专业为高年级本科生开设了塑性力学课程，而在此之前，学生已学习了部分基础力学课程，如材料力学、弹性力学等课程，这一课程体系的设立延续了基础
2009～2010学年第二学期《岩石力学》期末试卷答案 班级：土木2007-岩土方向 考试科目：《岩石力学》 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
2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特性？ 答：（1）恒应力长期作用下岩石的流变体现为蠕变，蠕变指岩石材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。蠕变可分为三个阶段：第一阶段：蠕变速率（Δε/Δt ）随时间而呈下降趋势。第二阶段：蠕变速率不变，即（Δε/Δt ）为常数，这一段是直线。第三阶段：蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。 （2）在应变一定的情况下，岩石的流变体现为松弛，松弛分为立即松弛——变形保持恒定后，应力立即消失到零；完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，直到应力为零；不完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，但最终不能完全消失，而趋于某一值。 （3）岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的特性称作岩石的长期强度，岩石长期强度也是岩石流变特性的体现。 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 答：（1）马克斯威尔（Maxwell）模型。这种模型是由弹性单元和黏性单元串联而成，当骤然施加应力并保持为常量时，变形以常速率不断发展。 （2）开尔文（Kelvin）模型。它是由弹性单元和黏性单元并联而成，当骤然施加应力时，应变速率随着时间逐渐递减，在t增长到一定值时剪应变就趋于零。 （3）广义马克斯威尔模型。该模型由开尔文模型与黏性单元串联而成，剪应力开始以指数速率增长，逐渐趋近于常速率。 （4）广义开尔文模型。该模型由开尔文模型与弹性单元串联而成，开始产生瞬时应变，随后剪应变以指数递减速率增长，最终应变速率趋于零，应变不再增长。 （5）柏格斯（Burgers）模型。这种模型由开尔文模型与马克斯威尔模型串联而成，蠕变曲线开始有瞬时变形，随后剪应变以指数递减速率增长，最后趋于以不变的速率增长。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 答：岩石的长期强度指岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的性能，即作
岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？ 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？ 2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。 2.7 什么是岩石的全应力－应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试 验机不能得出岩石的全应力－应变曲线？ 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？
2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？ 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？ 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？ 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？ 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？ 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 2.20 请根据坐标下的库仑准则，推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式，式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到100MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。
O Overgrinding 过磨oxide：氧化物open or closed circuit 开路或闭路 over-size material 粗粒物料 oxygen-rich waters：富氧水 Ores of economic value 有价矿石[物] optical and radioactive properties 光学和放射性 oxidising more readily 更易于氧化 one or two size-reduction stages 一、二个粒度减少段 P Pinched Sluices and Cones 尖缩溜槽和螺旋选矿机Pinched sluices 尖缩溜槽 postulate 假定，提出….学说 prior heat treatment 预先热处理 parallel section 平行带 preconcentrate 预选 poor recovery 回收率很低 Pivot 装枢轴于platinum：铂金 processed 加工 physical methods of separation 物理分选法 paramagnetic minerals 顺磁性矿物 particle：矿粒 processing units：选矿单元 potential energy of atoms 原子的势能 probability 服从概率法则 projections 突出部分 periphery 边缘，外围 Q quarry：采石场, 石矿 R repeated random impacts 重复随机冲击 rod mills 棒磨机 recirculate 循环，再循环Rugged 粗糙的，强壮的reactive metals：活性金属reduction ratios：破碎比relaxing the strain energy 释放应变能 rods, balls, or pebbles：钢棒，钢球或砾石 Reservoirs：矿仓ride over ：骑在[筛孔]上refractory bricks 耐火砖run-of-mine ore : 原矿rupture of the bond 化学键断裂 residual valuable heavy minerals 残留有价重矿物 Reichert cone Reichert 圆锥选矿机 S Stoppages：停止次数 strata 层[stratum的复数] stratifies 分层Shaking Tables 摇床side-wall effect 侧壁效应specification sands 规格沙Spirals 螺旋选矿机secondary crushing：二次破碎Slippery 滑溜的seabed deposits：海底矿subsequent to：在….后spasmodic：抽搐的，阵发的scalping screens 格筛
C、滑动面的倾角必须大于该平面的摩擦角岩石力学 D、岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面) 一、单项选择题(每小题1分，共10分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？（））1、绝大多数得岩浆岩是由下列组成（ A、10-20m B、5-10m C、10-15m D、20-25m 、岩石块体D、母岩A、结晶矿物B、非结晶矿物C ）（6、岩体力学性质的改变对边坡稳定性的影响错误的2、下列说法正确的是（）A、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越小、等围三轴试验得实用性弱A B、风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性大大降低B、地下工程是三围的，所以做三轴力学实验很重要C、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越大C、岩体强度不是岩体工程设计的重要参数D、坡体岩体风化越深，斜坡稳定性越差D、节理结构面不是影响岩体强度得重要因素 ---时，岩体渗透系数相差、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5MPa7 3）、关于围岩得说法错误的是（）倍。（、围岩愈好洞室逾稳定A50 （8、、D70C、100A、20B、、围岩压力大小与洞室跨度成反比B） 世界上测定原岩应力最深测点已达C、围岩逾差压力值相应就大5000m D、、4000m B、2000m、3000m CA D、围岩压力大小与洞室跨度成正比）、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（9 （）、下面关于平面滑动得一般条件错误的是440 D、C、30、10A、B50 A、滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行）（除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，10、地下开挖体得变形和破坏，主要取决。、滑动面得倾角必须大于坡面倾角B 、围岩的大小D围岩的岩性及结构、C、围岩的结构 B、围岩的岩性A D、工程模拟法 4、水力特性主要与岩体结构面有关得因素（） A下面各小题的五个备选答案中有2－5个正确答案，错选、或漏选，该题无分，、组数二、多项选择题(每小题1分，共10分) B、方向 、岩体变形试验按施加荷载作用方向分为：（）1C、粗糙起伏度 A、承压板法D、张开度及胶结充填特征 B、狭缝法5、水压致裂的特点（） 、挖试洞C 、设备简单A 、环形试验D 、设备复杂B 2、影响岩体变形特性得主要特性）（C、操作方便和测值直观A、岩体的岩性D、适应性强B、试件尺寸．滑坡的滑动形式有6（）C、温度A、平面滑动、岩体的重量D 、楔形滑动B（、地下工程围岩压力的确定方法：3）C、垂直滑动、A、间接推算法D、旋转滑动B观预测法（、边坡按成因可分为）7 C、直接测量法、土质边坡D、人工边坡C、谷坡B、天然的山坡A．