中南大学2012硕士研究生入学考试岩石力学试题

《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. γμ)1(+=Ek （ ） b. γμ)1(-=E k （ ）c. γμγE k =（ ） d. μγ+=1Ek （ ）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（ ）。

一、名词解释（本题10分，每小题4分）1、岩石质量指标：2、岩石流变：3、结构面状态：4、岩体工程分类：5、围岩：二、判断题（本题10分，每小题1分，共10小题）1、岩体力学的创始人为太沙基，土力学的创始人为米勒。

（ ）2、岩体力学单轴试验曲线为采用液压伺服试验机做的全应力应变曲线。

（ ）3、当计算岩体工程的弹性变形时，弹性模量应采用切线弹性模量；当计算总变形时，弹性模量应采用隔线弹性模量。

（ ）4、采用添加润滑试件端部（如垫云母片：涂黄油在端部）和加长试件是方法可以减小端部效应。

（ ）5、方形构件劈裂实验，当a c /小于等于0.25时，理论计算压力与压条下压力分布方式无关。

（ ）6、岩体结构面胶结一定充填，充填不一定胶结。

（ ）7、岩体试验过程中，法向压力较大时，可能发生剪胀；法向压力较小时，可能发生剪断。

（ ）8、岩体的水理性质主要是指吸水性、软化性、膨胀性和崩解行，以及抗冻性和渗透性。

岩石软化性愈强，饱和度越高。

（ ）9、国际岩石力学学会（ISRM ）建议：岩石单轴试验的加载速率为0.5-1秒/MPa ，从开始试验直至试件破坏的时间为5-10分钟。

（ ）10、构造应力场分析是岩体力学问题研究中一项重要工作，可以确定构造应力场的主应力方向和大小。

（ ）三、填空题（本题20分，每题2分，共10小题）1、岩石的全应力曲线分为_______、_______两大区段和五个阶段。

2、_______判断是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了一个近似理论。

3、_______判断在岩体力学的试验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁，克服了借助经验方法将岩石力学参数进行拆减的缺陷。

4、岩石综合勘察方法包括_______和_______。

5、蠕变曲线上的弹性应变和粘性应变各占一半处的时刻对应的时间叫_______。

6、围压增大到某一数值时，岩石的变形特征接近理想弹塑性，其破坏形式由脆性破坏转为塑性破坏，对应围压称为_______。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案岩石力学（专科）一、名词解释：1.岩体2.围岩3.稳定蠕变4.柔性支护5.塑性破坏6.稳定蠕变7.剪胀8.长期强度9.脆性破坏10.端部效应11.构造应力12.松脱地压13.非稳定蠕变14.结构面充填度15.变形地压16.延性17.蠕变18.岩体结构19.真三轴试验20.扩容21.剪胀率二、问答题：1.解释锚杆支护的挤压加固作用，并指出其适用条件。

2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。

3.解释锚杆支护的组合作用，并指出其适用条件。

4.什么是常规三轴压缩试验？试指出在常规三轴试验中，随围压增大，岩石的抗压强度和变形特征。

5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。

6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因，如何消除端部效应对试验结果的影响？7.岩石有哪些基本破坏方式？莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式？8.对岩石进行三轴压缩试验，试问在不同的围压条件下，岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么？9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。

10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模？岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征?11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验，试问有哪几种典型的应力应变曲线形式（要求画出相应的曲线）？三、判断题：1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态（应力圆）以及组成岩体的岩石的强度曲线（a）和节理强度曲线（b），图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为。

试判别图中表示的分析结果是否正确。

[]a.岩体沿节理剪切破坏（）b. 岩体沿节理剪切破坏（）图12.设计一条水平坑道断面如图2所示，其长轴与原岩应力分量p平行，短轴与原岩应力分量q平行。

已知p/q 1。

这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。

[]qq图23.岩石的基本破坏方式有（）和（）；莫尔理论适用于（），格里菲斯理论适用于（）。

中南大学2002年研究生入学考试试题考试科目：高等代数注：以下2R 表示n 维实列向量空间，n n R ⨯表示n 阶实矩阵的全体，T A 表示矩阵A 的转置，()Tr A 表示矩阵A 的迹。

一、（20分）设0x 是n 维欧氏空间V 中非零向量，,0k R k ∈≠，定义变换00(,),Tx x k x x x x V =+∈1．验证T 是线性变换；2．设0x 在V 的标准正交基12,,,n e e e 下的坐标为()12,,,n ξξξ ，求在该基下的矩阵；3．证明T 为对称变换，即(,)(,)Tx y x Ty =，,x y V ∀∈；4．证明：T 为正交变换的充要条件是202k x =-。

二、（16分）设n n A R ⨯∈，记 (){:,}.n n C A B AB BA B R ⨯==∈1．证明：()C A 是n n R ⨯的子空间；2．当A I =时，求()C A ；3．当10000200000A n ⎛⎫ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭时，求()C A 的维数和一组基。

三、（16分）设12(,,,)T n b b b b = 为n 维非零列向量，求矩阵00H b A b ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦的特征值和特征向量，其中H b 表示列向量b 的共轭转置。

四、（14分）设,,n n n A R b x R ⨯∈∈，证明线性方程组T T A Ax A b =必有解。

五、（12分）设,A B 为n 阶实矩阵，证明0.A B B A≥- 六、（12分）求证：A 为幂零阵（即存在正整数m ，使得0m A =）的充要条件是：对任一自然数r ，有()0.r Tr A =七、（10分）设,A B 是n 阶实对称矩阵，0A ≠，证明：A 为正定矩阵的充要条件是，对所有正定矩阵B ，恒有()0.Tr AB >。

中南大学2012年硕士研究生入学考试试题935 岩石力学一、名词解释（10x3分）1．岩体结构2．松弛3．变形地压4．岩石的长期强度5．岩体的渗透性6．岩石的密度7．岩体初始应力8．岩石单轴抗压强度9．岩石切线弹模10．岩石本构模型二、作图和说明（30分）1请作出岩石试件单轴压缩全应力一应变曲线示意图，并说明各阶段变形和破裂现象的特征。

（10分）2 请作出马克斯韦尔（maxwell）流变模型组成图。

写出其本构方程，然后推导出蠕变方程和松弛方程，并绘制出相应蠕变和松弛曲线示意图。

（20分）三、问答和分析题（45分）1请绘图说明围岩与支护结构相互作用的原理是什么？请结合该原理分析岩石地下工程新奥法施工中及时采用喷锚支护结构的合理性。

（12分）2 岩体工程分析所考虑主要因素有哪些？国内外代表性的岩体分析方法有哪些？（6分）3 在什么情况下岩质边坡有可能发生平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏？边坡检测主要包括哪些内容？（10分）4 简述地壳浅部地应力分布的基本规律。

（8分）5 莫尔强度准则及莫尔一库仑强度准则分布是什么？两者的区别有哪些？（9分）四、计算题（45分）1 用同种岩石在不同围压下作了两组常规三轴试验，第一组试件在围压为5MPa下测得平均三轴抗压强度为55MPa，第二组试件在围压为10MPa下测得平均三轴抗压强度为75MPa。

试根据莫尔一库仑准则计算这种岩石的内摩擦角和粘结力。

（12分）2 有一岩柱，在单向受力时其抗压强度为60Mpa，该岩石内摩擦角Φ=40度，采用摩尔一库仑强度理论，当侧向压力为5MPa时，求：①其轴向应力为多大时，岩体发生破坏？②破坏面位置？③其破坏面上的正应力和剪应力？（15分）3 有一圆形竖井，半径6.0m，围岩平均平均容重为28KN/m³，试计算在650m深度距竖井中心8.0m处的三向应力状态，设计算深度处岩石的泊松比为0.25。

（12分）4 已知某处岩体完整性系数为0.80，从现场取样后在实验室内测得该种岩石单轴抗压强度σc=80MPa，单轴抗拉强度σt=4.0mpa，试估算该岩体的准抗压强度和准抗拉强度。

435岩石力学一、 名词解释。

（24分）1、 松脱地压；2、 蠕变；3、 端部效应；4、 剪胀；5、 构造应力；6、 假三轴试验。

二、 作图。

（34分）1、 示意性画出凯尔文流变模型及其蠕变、卸载和松弛曲线，标注相应的特征值。

（9分）2、 示意性画出典型岩石全应力应变曲线，在图上标明不同变形阶段的名称。

（8分）3、 假设某隧道产生了塑性变形，试画出该隧道围岩内的切向应力和径向应力分布曲线，据此对围岩进行分区，标注在图上。

（9分）4、 分别画出端部锚固式锚杆和全长粘结式锚杆的受力状态和锚杆中拉应力分布图。

（8分）三、 问答题（42分）1、 岩石的宏观破坏方式有哪几种，从破坏机理上可归结为什么破坏方式？（6分）2、 简述不连续面剪切时，不连续面的起伏和充填物对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。

（12分）3、 什么是变形地压？产生变形地压的条件是什么？（6分）4、 边坡岩体的基本破坏模式有哪几种？发生的条件是什么？（8分）5、 如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模？这三种弹模的物理意义是什么？（10分）四、 论述题（20分）在软弱破碎岩体中开挖隧道，采用喷锚支护。

试阐述（1）支护的施工过程；（2）喷锚联合支护的力学作用。

五、 计算题（30分，每小题15分）1、 用砂岩进行单轴和三轴压缩试验，测得单轴抗压强度为30MPa ，围压为10MPa 条件下三轴抗压强度为90MPa ，试根据莫尔——库仑准则计算这种岩石的粘结力和内摩擦角，并根据结果写出强度曲线表达式。

将这种岩石是围压为20MPa 条件下进行三轴试验，当轴压达到120MPa 时，岩石是否会发生破坏？2、 已知地下深度为1000m 处的原岩应力的三个主分量为：垂直方向z σ=34MPa 、水平方向x σ=35MPa 和y σ=20MPa 。

假设该位置的岩体为均质各向同性的弹性体，容重为27kN/m 3，泊桑比为0.35，试计算该处岩体内的三维构造应力。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案岩石力学(专科)一、名词解释：1.岩体2.围岩3.稳定蠕变4.柔性支护5.塑性破坏6.稳定蠕变7.剪胀8.长期强度9.脆性破坏10.端部效应11.构造应力12.松脱地压13.非稳定蠕变14.结构面充填度15.变形地压16.延性17.蠕变18.岩体结构19.真三轴试验20.扩容21.剪胀率二、问答题：1.解释锚杆支护的挤压加固作用，并指出其适用条件。

2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。

3.解释锚杆支护的组合作用，并指出其适用条件。

4.什么是常规三轴压缩试验？试指出在常规三轴试验中，随围压增大，岩石的抗压强度和变形特征。

5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。

6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因，如何消除端部效应对试验结果的影响？7.岩石有哪些基本破坏方式？莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式？8.对岩石进行三轴压缩试验，试问在不同的围压条件下，岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么？9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。

10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模？岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征?11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验，试问有哪几种典型的应力应变曲线形式（要求画出相应的曲线）？三、判断题：1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态（应力圆）以及组成岩体的岩石的强度曲线（a ）和节理强度曲线（b ），图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为α。

试判别图中表示的分析结果是否正确。

[ ]a.岩体沿节理剪切破坏( )b. 岩体沿节理剪切破坏( )图12.设计一条水平坑道断面如图2所示，其长轴与原岩应力分量p 平行，短轴与原岩应力分量q 平行。

已知1/>q p 。

这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。

《岩石力学》1 研究岩石力学的意义？（1）岩石力学来源于生产实践，与人类的生产活动紧密相关(2）岩石力学在国民经济建设中有广泛的应用（水利建设、民用建筑、采矿工程、核能工业、石油工程：井壁稳定性分析、水力压裂、出砂预测、地层可钻性预测钻头优选、定向射孔、套管损坏机理、地面沉降。

确定井壁失稳机理和安全泥浆密度窗口。

)（3）不重视岩石力学研究将造成工程事故2 井壁失稳的危害？引起井下复杂或事故（恶性卡钻、严重漏失—井喷），严重影响钻探速度，造成经济损失，影响测井、固井质量，对储层产生损害，影响勘探成功率。

3 岩石力学：岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学，是运用力学和物理学的原理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。

4岩石:岩石是构成地壳的基本材料,是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体，具有一定的强度.5 岩石分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩6 岩石力学研究对象的特点？不连续性:岩石物理力学性质呈现不连续变化的性质。

不均匀性:指天然岩体的物理、力学性质随空间位置不同而异的特性.各向异性：是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性，具体表现在它的强度及变形特性等各方面。

渗透性：有压水可以透过岩石的孔隙、裂隙而流动，岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。

7 正断层:上盘相对下盘向下滑动.逆断层：断层上盘相对下盘向上滑动。

8 节理：岩石中的裂隙或破裂面，沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移9 岩石力学研究方法：科学试验和理论分析10 岩石的组构特征及对力学性质的影响？组成岩石的矿物：硅酸盐类矿物、粘土矿物、碳酸盐类矿物、氧化物类矿物。

组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。

含硬度大的粒状矿物愈多，岩石强度高－花岗岩、闪长岩、玄武岩。

含硬度小的片状矿物愈多,岩石强度愈低－粘土岩、泥岩。

CaCO3含量愈高，强度高。

泥质含量高的,力学性质差。