论述题-重大-岩石力学-历年

《岩石力学与工程》（科学）总复习题.doc《岩石力学与工程》（科学）总复习题岩石力学总复习一、概念题1、岩体质量指标RQD。

答：将长度为10cm （含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，称为岩石质量指标RQDo （P119）2、岩石的弹性模量和变形模量。

答：应力（6 ）与应变（￡）的比率被称为岩石的弹性模量。

岩石的变形模量为正应力5与总应变（￡ e+ ￡ p）之比。

（P59）3、地应力及次生应力。

答：地应力是存在与地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力-（P129）经应力重分布形成的新的平衡应力，称为次生应力或诱发应力。

（P307）4、岩石的蠕变和松弛。

答：蠕变是当应力不变时，变形随时间增加而增长的现象。

松弛时当应变不变时，应力随时间增加而减小的现象。

（P198）5、地基承载力。

答：地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力。

（P402）6、弹性变形。

答：物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形，而去除外力（卸载）后乂能立即恢复其原有形状和尺寸的性质称为弹性，产生的变形称为弹性变形。

(P52)7、等应力轴比。

答：等应力轴比就是使巷道周边应力均匀分布时的椭圆长短轴之比。

(P315)8、极限承载力。

答：地基处于极限平衡状态时，所能承受的荷载即为极限承载力。

(P402)9、塑性变形。

答：物体受力后产生变形，在外力去除(卸载)后变形不能完全恢复的性质称为塑性，不能恢复的那部分称为塑性变形，或称永久变形、残余变形。

(P52)10、岩石本构关系。

答：岩石本构关系是指岩石的应力或应力速率与其应变或应变速率的关系。

(P183)二、填空题1、根据结构面成因，分为原生结构面，构造结构面，次生结构面。

P822、同一岩石各种强度最大的是单轴抗压强度，中间是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。

3、岩石的抗剪强度用了凝聚力c和内摩擦角中表示。

P2194、隧道轴线方向一般与最大主应力平行(一致)，弹性应力状态下无关，轴对称图形无关。

岩体力学复习思考题（38道）一、 名词解释1、弹性模量:岩石在压缩状态下，轴向应力与轴向应变之比。

当应力应变曲线为直线关系时，变形模量就是直线的斜率。

当变形为弹性变形时，该模量又称为弹性模量：L E σε=。

2、泊松比：岩石在压缩状态下，横向应变与轴向应变之比，即d Lεμε=，无量纲，通常μ0.20.30.5=<。

3、长期强度：经过较长时间加载达到破裂时的应力，称为长时强度（long term strength ）。

4、岩石结构面：结构面是指发育于岩体中，具有一定方向、延伸性和厚度的各种地质界面，如断层、不整合面、层面、节理、裂隙等。

5、岩体表征单元体积（REV ）：多大尺寸的岩体才能表征岩体的真实力学特性，即与尺寸效应无关，这个岩体称为表征单元体（Representative Elementary Volume, REV, 表征体元），其尺寸称为REV 尺寸。

6、RQD ：将长度在10 cm( 含10 cm) 以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，称为岩石质量指标RQD( Rock Quality Designation)。

7、横观各向同性：主要是岩体中最大的结构面，即通常的层面或层理所造成，其它结构面影响微弱可忽略不计。

8、损伤变量：损伤变量是描述材料中所含微缺陷或微裂纹力学作用的场变量，是力学上描述材料内部性质劣化状态的变量。

是表征材料或结构劣化程度的量度，直观上可理解为微裂纹或空洞在整个材料中所占体积的百分比。

又称内部状态变量或内变量。

9、连续度和损伤度连续度: 材料受损后的有效承载截面积与原始截面积的比值称为连续度,连续度取值范围为0—1，取0时：无承载能力，完全破坏；取1时：无损伤 损伤度:10、应力强度因子：表征远场载荷或残余应力作用下裂纹尖端附近区域的应力状态（应力强度）的参数。

对于I 型裂纹，用KI 表示。

11、断裂韧度：材料中裂纹开始失稳扩展时临界应力强度因子，表征含裂纹的岩石材料抵抗断裂的能力，或驱动裂纹扩展所需要的能量。

(完整版)岩石力学考试试题含答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 岩石力学是研究岩石的（）A. 物理性质B. 化学性质C. 力学性质D. 热学性质答案：C2. 以下哪种岩石属于沉积岩？（）A. 花岗岩B. 片麻岩C. 砂岩D. 大理石答案：C3. 岩石的三轴抗压试验中，以下哪个方向的抗压试验结果最高？（）A. 沿着岩石层理方向B. 垂直于岩石层理方向C. 沿着岩石节理方向D. 与岩石层理和节理无关答案：B4. 以下哪个因素对岩石的力学性质影响最大？（）A. 岩石类型B. 岩石结构C. 岩石成分D. 岩石的水分含量答案：A5. 岩石力学中的强度准则，以下哪个是正确的？（）A. 最大拉应力准则B. 最大拉应变准则C. 最大剪应力准则D. 最大正应力和最大剪应力的组合准则答案：D二、填空题（每题2分，共20分）6. 岩石力学中的三个基本假设分别是：连续性假设、各向同性假设和______假设。

答案：线性假设7. 岩石的三轴抗压试验中，当围压较小时，岩石的破裂形式主要是______。

答案：拉伸破坏8. 岩石力学中的弹性模量是描述岩石在______条件下变形能力的参数。

答案：弹性9. 岩石力学中的泊松比是描述岩石在______条件下横向应变与纵向应变之比的参数。

答案：轴向拉伸10. 岩石力学中的抗剪强度是描述岩石在______条件下抵抗剪切破坏的能力。

答案：剪切三、判断题（每题2分，共20分）11. 岩石的力学性质与岩石的成分和结构无关。

（）答案：错误12. 岩石的抗压强度大于抗拉强度。

（）答案：正确13. 岩石的泊松比越大，说明岩石的横向变形能力越强。

（）答案：正确14. 岩石的三轴抗压试验中，围压越大，岩石的抗压强度越低。

（）答案：错误15. 岩石的力学性质只受岩石本身的影响，与外部环境无关。

（）答案：错误四、简答题（每题10分，共30分）16. 简述岩石力学中的摩尔-库仑准则。

答案：摩尔-库仑准则是一个描述岩石在剪切破坏条件下的强度准则。

中国矿业大学2010～2011学年第 2 学期《矿山岩体力学》试卷（A）卷一、名词解释（20分，每题2分）1、岩体：是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。

2、体力：分布在物体整个体积内部各个质点上的力，又称为质量力。

3、结构面：在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界面称为结构面。

4、岩石的孔隙度：是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。

5、岩石的软化系数：是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。

6、岩石强度：岩石在各种荷载作用下破坏时所能承受的最大应力。

7、破坏准则：用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，是在极限状态下的“应力—应力”关系。

8、岩石的弹性：指卸载后岩石变形能完全恢复的性质。

9、岩石的流变性：指岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质。

10、地应力：指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。

也称原岩应力、初始应力。

二、单项选择题（30分，每题2分）1、下列那个不是矿山岩体力学的特点（B ）A）工程支护多为临时结构物B）只关心岩石在弹性阶段的力学性质C）工作面不断移动D）煤岩经常受瓦斯气体作用与影响2、围压对岩石极限强度（峰值强度）有较大影响，随着围压的增加，岩石的三轴极限强度将（B ）A）减小B）增大C）不变D）不一定增大3、在岩石的室内单轴压缩试验中，对同一岩石试样所进行的试验中，如其余的条件均相同，则下列试样强度最高的是（ A ）A）圆柱形试件B）六角菱柱形试件C）四角菱柱形试件D）三角菱柱形试件4、岩石的破坏形式不取决于下列哪个（C ）A）岩石的性质与结构面性质B）岩石受力状态有关C）岩石强度D）岩石环境条件5、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（C ）A）线荷载不通过试件的直径B）试件含有裂隙C）破坏面必须通过试件的直径D）岩石试件为方形6、岩石的Griffith破坏准则是（B ）A）压破坏准则B）拉破坏准则C）剪破坏准则D）压剪破坏准则7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线，实际中对于给定的岩石是否存在下图中的应力圆3（ C ）A）很定存在B）不一定C）不存在D）与所受外力有关8、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（C ）A）原生结构面B）构造结构面C）张性结构面D）次生结构面9、岩体强度受（D ）控制A）岩块强度B）结构面强度C）岩块和结构面强度D）岩块和结构面强度及其组合方式10、岩体质量指标RQD分类是将钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，下列对该分类方法的评价哪个是错的（ C ）A）简单易行B）没有考虑节理方位的影响C）考虑了充填物的影响D）是一种快速、经济而实用的分类方法11、围岩作用于支护结构上的力称为（C ）A）支承压力B）围岩应力C）围岩压力D）采动应力12、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（C ）的岩石称为塑性岩石。

一、填空题【1】弹性体的特征：在外力作用下物体变形，当外力不超过一定限度时，除去外力后变形能完全恢复。

【2】弹性力学的平面问题包括：平面应力问题和平面应变问题；【3】变质岩分类包括片理状岩类（片麻状构造、片状构造、千枚状构造、板状构造）和块状岩类（块状构造）；【4】岩石的密度：岩石单位体积所具有的质量。

【5】岩石的容重：岩石单位体积所具有的重量。

【6】岩石的容重取决于：（1）岩石的矿物成分；（2）孔隙发育程度；（3）含水量【7】岩石强度：是指岩石在外荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大应力。

【8】岩石的三轴抗压强度：是指岩石在三围荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大压应力。

【9】三轴压缩试验的加载方式（1）真三轴加载；（2）伪三轴加载；【10】岩石的变形有：（1）弹性变形；（2）塑性变形；（3）黏性变形；【10】岩体的结构单元有：（1）结构面（坚硬结构面、软弱结构面）；（2）结构体（块状结构体、板状结构体）；【11】岩体的赋存环境包括：（1）地应力；（2）地下水；（3）地温；【12】根据结构面的成因不同分：（1）原生结构面（2）构造结构面（3）次生结构面【13】流变现象：是指应力-应变曲线与时间因素有关的性质，岩体在变形过程中有时间效应的现象。

【14】岩石的流变包括：（1）蠕变（当应力不变时，变形随时间的延长而增加的现象）；（2）松弛（当变形一定时，应力随时间的延长而减小的现象）；（3）弹性后效（当瞬间加载或卸载时，应变滞后于应力的现象）。

【15】围岩-支护共同作用：是指围岩与支护形成一个共同体，使其两者之间产生相互耦合和相互影响的情况。

【16】马克斯威尔体（本构方程、蠕变方程、松弛方程）和凯尔文体（本构方程、蠕变方程、弹性后效（卸载效应））的相关方程答：马克斯威尔体具有瞬间变形、等速蠕变和松弛的性质；凯尔文体具有弹性后效、稳定蠕变，没有松弛的性质；【17】岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。

岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。

岩石力学考试试题一、选择题1. 岩石的强度是指：A. 抵抗外力破坏的能力；B. 抵抗应力引起的变形的能力；C. 抵抗应力集中的能力；D. 抵抗化学侵蚀的能力。

2. 岩石的应力是指：A. 引起岩石变形的力；B. 引起岩石破坏的力；C. 施加在岩石表面的外力；D. 施加在岩石内部的外力。

3. 岩石的变形包括：A. 弹性变形；B. 塑性变形；C. 破坏变形；D. 所有选项都正确。

4. 对于岩石的荷载承载能力来说，以下哪个因素最重要？A. 岩石的强度；B. 岩石的应力；C. 岩石的变形；D. 岩石的密度。

5. 岩石的蠕变是指：A. 岩石在长时间作用下的塑性变形；B. 岩石在受到外力瞬间作用时的弹性变形；C. 岩石在受到化学侵蚀作用时的变化；D. 岩石在受到高温和高压作用时的变形。

二、判断题判断以下说法的正误，正确的写“正确”，错误的写“错误”。

1. 岩石的强度与其含水量无关。

2. 岩石的强度与温度无关。

3. 岩石受到应力时会发生变形。

4. 岩石的蠕变是一种短期变形现象。

5. 蠕变现象只会发生在高温高压环境下。

三、填空题1. 岩石的三轴试验是一种常用的____________________方法。

2. 剪切试验可以测定岩石的____________________。

3. 岩石的变形与应力强度成____________________关系。

4. 岩石的强度是由其____________________决定的。

5. 蠕变现象会导致岩石的____________________。

四、简答题1. 解释什么是岩石的弹性模量？2. 什么是主应力与主应力差？3. 请简述岩石的破裂过程。

4. 简述岩石的蠕变现象及其影响。

五、论述题岩石力学是研究岩石的物理力学性质及其应用的学科。

岩石的强度和变形性质对于工程建设和地质灾害防治等方面具有重要意义，请结合实际案例论述岩石力学在工程建设中的应用和价值。

六、应用题某工程需要选择岩石作为基础材料，假设给出了以下岩石样本的力学参数：抗压强度100 MPa，弹性模量50 GPa，剪切强度60 MPa。

《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。

强度上：硅质＞铁质＞钙质＞泥质。

B、（1分），前者如矿物组成、结构构造（颗粒大小、联结及微结构发育特征等）、密度、风化程度及各向异性等，（2分）后者涉及的因素主要有水、温度、加载速率、围压的大小等。

（2分）六、论述题（3选2，每题10分，共20分）1、岩石力学形成于20世纪50年代末期，岩石力学形成的显著标志是1957年法国的塔罗勃所著《岩石力学》的出版与1962年国际岩石力学学会成立。

按其发展进程可划分为岩体力学发展的初始阶段（19世纪末—20世纪初）、经验理论阶段（20世纪初—30年代）、经典理论阶段（20世纪30—60年代）、现阶段（20世纪60年代以后）四个阶段。

（5分）纵观岩体力学的发展历程，存在以下发展趋势：第一，对岩体及其力学属性的认识不断深入。

（1分）第二，与其他力学理论和学科结合越来越紧密。

（1分）第三，应用领域日益扩大，工程岩体力学不断发展。

（1分）第四，试验与测试技术不断发展。

（1分）（下面4条答全给5分）2、（1）地应力是相对稳定的非稳定应力场，是时间与空间的函数。

（2）实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量。

（3）水平应力普遍大于垂直应力。

（4）水平应力与垂直应力的比值随深度变化而变化。

（5）最大水平主应力和最小水平主应力与深度变化有关。

（6）水平应力具有明显的方向性。

（7）地应力分布规律还会受到地形地貌等因素的影响。

（答出3条给4分，答全给10分）3、1) 孔/裂隙压密阶段：原有张性结构面、微孔隙裂隙逐渐闭合，岩石压密，早期非线性变形，上凹形曲线，表明由于微孔隙裂隙的压实闭合，岩石性能出现暂时“强化”现象，通常为一减速的压实闭合过程。

裂隙化岩石明显，坚硬隙岩石不明显。

（2分）2) 弹性变形阶段：初期孔隙裂隙压密后，岩石强度暂趋稳定，岩石发生弹性变形，曲线近于直线，变形随应力成比例增加，很大程度上为可恢复的弹性变形。

（2分）3) 微弹性裂隙稳定发展阶段：应力增大，试件内微破裂开始发生与发展，荷载不变，微破裂发生与发展停止。

三、论述题1、结合岩石力学与工程实际，简要叙述工程岩体结构面的基本力学属性（2003）（看ppt）结构面是指岩体中存在着的各种不同成因和不同特性的地质界面，包括物质的分界面、不连续面如节理、片理、断层、不整合面等。

其工程力学性质主要包含三个方面：法向变形、剪切变形、抗剪强度。

2、论述岩石的流变性以及蠕变变形曲线特征（2004，2006，2009）或：简要说明岩石的流变性(2005,2008)或：简要论述岩石的蠕变特征（2003）岩石的流变性：就是指岩石的应力-应变关系与时间因素有关的性质，包括蠕变、松弛与弹性后效三个方面。

蠕变：当载荷不变时，变形随着时间而增长的现象；松弛：当应变保持不变时，应力随着时间增长而减小的现象；弹性后效：当加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。

当岩石在某一较小的恒定载荷持续作用下，其变形量虽然随时间增长而有所增加，但蠕变变形的速率则随时间增长而减小，最后变形趋于一个稳定的极限值，这是稳定蠕变。

当荷载较大时，蠕变不能稳定于某一极限值，而是无限增长直到破坏。

这是不稳定蠕变，根据应变速率不同，分为以下三个阶段：(附上图)1减速蠕变阶段(ab段)：应变速率随时间增加而减小2等速蠕变阶段(bc段)：应变速率保持恒定3加速蠕变阶段(cd段)：应变速率迅速增加直到岩石破坏稳定蠕变和不稳定蠕变的临界应力为岩石的长期强度。

3、论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义（2004）在关于岩石破裂的所有讨论中，破裂面的性质和描述是最重要的，出现的破裂类型可用下图中岩石在各种围压下的行为来说明。

在无围压受压条件下，观测到不规则的纵向裂缝[见图(a)]，这个普通现象的解释至今仍然不十分清楚；加中等数量的围压后，图(a)中的不规则性态便由与方向倾斜小于45度角的单一破裂面所代替[图(b)]，这是压应力条件下的典型破裂，并将其表述为剪切破坏，它的特征是沿破裂面的剪切位移，对岩石破裂进行分类的Griggs和Handin(1960)称它为断层；因为它符合地质上的断层作用，后来有许多作者追随着他们；然而，更可取的似乎是限制术语断层于地质学范围，保留术语剪切破裂于试验范围更好；如果继续增加围压，使得材料成为完全延性的，则出现剪切破裂的网格[图(c)]，并伴有个别晶体的塑性。

《岩石力学》考试题及答案（A 卷）班级 姓名 序号 成绩 _____ _______一、概念题（每小题5分，共6题，共30分）1.岩石力学及其特点2.弹性力学中的基本假设3.岩石的弹性和塑性4.岩石的残余强度5.按照结构体的体态特征，岩体结构的基本类型6.地应力的直接测量法二、简答题（每小题10分，共3题，共20分）1.简述浅部地壳应力分布的一般规律2.受深部净水压力的圆形巷道半径为a ，写出距圆心为r 处围岩应力表达式，并画出其曲线。

（a 为已知数）三、论述题（本题15分）1.试论述岩石应力—应变全过程各个阶段特点，并作曲线图表示。

四、计算题（1小题15分，2小题20分，共35分）1.假设平面问题的体力不计，即0x y f f ==，图示矩形梁（长为l ，高为h ）分别承受两种应力函数：314y φ=，与32423y x y φ=++。

问：（1）对应应力函数1φ，求解其应力分量。

（2）说明两应力函数1φ和2φ，各应力分量是否相同（3）分析其能解决什么样的力学问题，绘图表示其边界条件。

图1 矩形梁与坐标轴平面图2.设某岩体的结构体强度符合莫尔—库仑强度准则，10 C MPa =，30ϕ=°，受三轴压应力作用，其中3 5 MPa const σ==。

若此岩体受1σ、3σ的作用方向分别为铅直和水平，而岩体内仅包括有一条节理。

该节理面的j C 1MPa =，j 10ϕ=°。

节理对水平的倾角或为30°，或为60°，或为75°，或为90°。

问：（1）不考虑节理面影响，岩体极限平衡时的1σ=?（2）在何种情况下，节理不破坏?（3）在何种情况下，节理不破坏，仅岩块破坏？（4）在何种情况下，节理破坏，且节理面与岩块的可能破裂面重合？（5）在何种情况下，岩块和节理都破坏，但岩石破裂面并不与节理面重合？《岩石力学》考试题答案一、概念题（每小题5分，共6题，共30分）1.岩石力学及其特点岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。