蔡美峰 岩石力学与工程 第2版 笔记和课后习题含考研真题详解答案(中册)

岩石力学蔡美峰版读书笔记第一章绪论；1.构造地质学的研究对象与内容；构造地质学是地质学的一门分支学科，主要研究由内动；构造地质学研究的范围大至几百、上千千米乃至全球规；不同尺度的地质构造各有其不同的研究任务和研究方法；构造地质学的主要任务是要对各种变形地质体即褶皱、；1.构造地质学主要以各种地质构造的产状、形态、规；布和组合及其演化历史为研究对象，进而探讨产生地质；2.构造地质学第一章绪论1. 构造地质学的研究对象与内容构造地质学是地质学的一门分支学科，主要研究由内动力地质作用所形成的各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、形成机制，分布和组合规律及其演化历史，并进而探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规律和动力来源。

同时，地质构造学还要研究沉积岩在沉积过程和成岩过程中所形成的原生构造以及沉积岩岩层的产状和底层的基础关系等。

地质构造指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生变形、从而形成的各种构造，如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。

构造地质学研究的范围大至几百、上千千米乃至全球规模，即整个地球的结构以及地壳的巨大单元，如大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展；小到组成岩石圈内各种变形地质体的空间组合和分布规律及构造特征，即一定范围的露头上或手标本上；更小则到岩石或矿物的内部组构等，需要借助显微镜才能观察，在深度上，则涉及从地壳表层至地幔深部不同层次的构造现象。

因此，对地质构造的观察研究，可以按规模大小划分为许多级别，称为“构造尺度”。

构造尺度的划分是相对的，一般把构造尺度划分为巨、大、中、小、微以至超显不同尺度的地质构造各有其不同的研究任务和研究方法，例如小尺度或中尺度的构造地质学的主要任务是要对各种变形地质体即褶皱、断裂、面理和线理等构造现象进行识别、描述和成因解释。

1.构造地质学主要以各种地质构造的产状、形态、规模、形成条件、形成机制、分布和组合及其演化历史为研究对象，进而探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规律和动力来源。

练习题1.1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1.2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2.1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2.2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）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（ 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2.4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2.5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2.6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2.7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（ 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10、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 ）。

《岩石力学》习题库及答案02(共62页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--练习题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）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（ 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10、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11、已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为，则该岩石（ A ）。

岩石力学与工程蔡美峰课后习题答案重点总结代表达到峰值强度时，积累在岩石试件中的应变能，右边CED 代表试件从破坏到破坏整个过程所消耗的能量。

如果A>B,可能产生岩爆，如果A〈B,则不会产生岩爆。

（b）预测蠕变破坏：当岩石应力小于II点的应力值，岩石不会发生蠕变，当岩石应力大于II 点而小于I点，岩石会发生蠕变，但蠕变为稳定蠕变，岩石不会破坏，当岩石应力大于I点，则岩石会发生不稳定蠕变，岩石最终会破坏。

（c）预测循环加载条件下岩石的破坏。

当岩石在低应力条件下，进行反复加载卸载，岩石破坏时的循环次数比高应力条件下进行反复加载卸载的循环次数要多。

当反复加载卸载曲线与全应力应变曲线相交，则岩石破坏。

在三轴压缩试验条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？（1）随着围压（。

2二。

3）的增大，岩石的抗压强度显著增加；（2）随着围压（o2二。

3）的增大，岩石破坏时，岩石的变形显著增加；（3）随着围压（。

2二。

3）的增大，岩石的弹性极限显著增加；（4）随着围压（□2=03）的增大，岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变，岩石的性质发生了变化，由弹脆性一-弹塑性-一应变硬化。

抗压强度显著增加；什么是莫尔强度包络线？三轴抗压强度实验得出：对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件（不同的围压时的最大轴向压力值）给出了几乎恒定的强度指标值（直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角）。

这一强度指标以莫尔强度包络线的形式给出。

如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线？在不同围压条件下得出不同的抗压强度，因而可以做出不同的莫尔应力圆，这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。

岩石的抗剪强度与剪切面所受正应力有什么关系？绘图简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征。

在单轴压缩条件下，岩石的应力-应变曲线如图。

全应力-应变曲线可分为四个阶段：孔隙裂隙压密阶段(0A)：岩石试件中的孔隙裂隙被压密，形成早期的非线形变形，o应变曲线近似为直线。

其中AB段为弹性变形阶段，BC段为微破裂稳定发展阶段。

岩石力学课后思考题答案简答题1. 什么是破裂？答：破裂是材料在受到外部力作用下，出现断裂或破碎的现象。

在岩石力学中，破裂通常指岩石在外部应力作用下破碎、裂缝扩展的过程。

2. 什么是岩石的黏聚力和内摩擦角？答：黏聚力是指岩石颗粒间的吸引力，通常用C表示。

内摩擦角是指岩石颗粒间摩擦力的大小，通常用φ表示。

岩石的黏聚力和内摩擦角是影响岩石稳定性的两个重要参数。

3. 什么是三轴试验？答：三轴试验是一种常用的岩石试验方法，用于研究岩石的力学性质。

该试验将岩石样品置于三个方向的应力之下，一般包括一个垂直于样品轴线的轴向应力和两个垂直于轴线的径向应力。

通过对样品的应力和应变等参数进行测量和计算，可以得到岩石的强度、变形特性等参数。

4. 什么是岩土接触面？答：岩土接触面是指岩石和土体之间的分界面，通常只考虑它的水平面和倾斜面。

岩土接触面的性质对工程中的稳定性分析和设计都有重要的影响。

5. 什么是错动？答：错动是指岩石或岩土层内的层理或接触面，在受到外部应力的作用下产生滑动的现象。

错动是导致岩土体稳定性破坏的常见形式之一。

分析题1. 为什么岩石的黏聚力和内摩擦角对岩石的稳定性具有重要影响？答：岩石的黏聚力和内摩擦角是影响岩石稳定性的两个重要参数。

岩石的黏聚力决定了岩石颗粒间的吸引力大小，内摩擦角则决定了岩石颗粒间摩擦力的大小。

当外部应力作用到岩石上时，若岩石本身的黏聚力和内摩擦角很小，则岩石颗粒间的相对运动就会很容易发生，岩体就容易破碎；相反，若岩石本身的黏聚力和内摩擦角很大，则岩体就不容易破碎。

因此，了解和确定岩石的黏聚力和内摩擦角对于工程中的岩石稳定性分析和设计都有重要的影响。

2. 您觉得在岩土接触面处添加什么材料可以增加岩土体的稳定性？答：在岩土接触面处添加某些材料可以增加岩土体的稳定性，例如：1) 加固材料：在岩土体的接触面处加固材料，如钢筋混凝土、纤维增强复合材料等。

2) 粘土：粘土有很好的粘聚力，可以在岩土接触面处形成良好的接触，从而增强稳定性。

练习题一、名词解释：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。

3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。

4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。

5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。

6、平面应力问题：某一方向应力为0。

（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。

2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。

3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。

4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。

1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。

2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。

3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。

4．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。

5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。

1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。

2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。

3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。

5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。

6、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。

1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

地应力是存在于地层中的为受工程扰动的天然应力。

也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。

地质软岩：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体的总称。

工程软岩：工程力作用下能产生显著性变形的工程岩体。

声发射：材料在受到外载荷作用时，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，发生声响。

岩石岩石地下工程：地下岩石中开挖并临时获永久修建的各种工程。

围岩：在岩石地下地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。

锚喷支护：锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。

边坡：岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。

岩石：自然界各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。

容重：岩石单位体积的重量。

根据含水情况将岩石的容重分为天然容重、干容重、饱和容重。

孔隙性：天然岩石中包含着数量不等、成因各异的孔隙和裂隙。

孔隙率：指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。

分为总孔隙率、总开孔隙率、大开孔隙率、小开孔隙率、和闭孔隙率。

孔隙率愈大，岩石力学性能越差。

水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质。

包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。

岩石强度：岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受的最大应力。

单轴抗压强度：岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。

岩石破坏形式：x状共轭斜面剪切破坏。

这种破坏形式是最常见的破坏形式；单斜面剪切破坏。

这两种破坏都是由于破坏面上的剪应力超过极限引起的。

拉伸破坏：横向拉应力超过岩石抗拉极限引起的。

流变破坏：岩石的三轴抗压强度：岩石在三向荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力。

莫尔强度包络线：同一种岩石对应各种应力状态下破坏莫尔应力圆外公切线。

直线型、抛物线型、双曲线型。

点载荷试验：试验所获得的强度指标值可以用做岩石分级的一个指标。

点载荷实验装置是便携式的，可带到岩土工程现场去做实验。

点载荷试验对试件的要求不严格。

缺点是要根据经验公式进行换算。

岩石力学试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 岩石力学研究的主要对象是什么？A. 岩石的物理性质B. 岩石的力学性质C. 岩石的化学性质D. 岩石的生物性质答案：B2. 岩石的弹性模量通常用来描述岩石的什么特性？A. 强度B. 硬度C. 韧性D. 弹性答案：D3. 岩石的单轴抗压强度是指什么？A. 岩石在单轴压缩下的极限强度B. 岩石在单轴拉伸下的极限强度C. 岩石在双轴压缩下的极限强度D. 岩石在三轴压缩下的极限强度答案：A4. 岩石的孔隙率是指什么？A. 岩石中孔隙的总体积与岩石总体积的比值B. 岩石中固体颗粒的总体积与岩石总体积的比值C. 岩石中水分的总体积与岩石总体积的比值D. 岩石中气体的总体积与岩石总体积的比值答案：A5. 岩石的摩擦角是指什么？A. 岩石内部颗粒间的摩擦阻力B. 岩石与岩石之间的摩擦阻力C. 岩石与工具之间的摩擦阻力D. 岩石与水之间的摩擦阻力答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 岩石力学中常用的实验方法包括哪些？A. 单轴压缩实验B. 单轴拉伸实验C. 三轴压缩实验D. 点荷载强度实验答案：A, C2. 岩石的破坏模式通常包括哪些？A. 剪切破坏B. 拉伸破坏C. 压缩破坏D. 弯曲破坏答案：A, C3. 岩石力学在工程中的应用包括哪些？A. 隧道工程B. 采矿工程C. 道路工程D. 桥梁工程答案：A, B, C, D4. 岩石力学中，影响岩石强度的因素有哪些？A. 岩石的矿物组成B. 岩石的孔隙率C. 岩石的水分含量D. 岩石的温度答案：A, B, C5. 岩石的变形特性通常包括哪些？A. 弹性变形B. 塑性变形C. 脆性变形D. 韧性变形答案：A, B, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 岩石的抗压强度通常高于其抗拉强度。

（正确）2. 岩石的孔隙率越高，其强度越低。

（正确）3. 岩石的摩擦角越大，其抗剪强度越高。

（正确）4. 岩石的弹性模量与其硬度无关。