岩石力学考前练习题和答案
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岩石力学习题+思考题答案.docx1第一章习题与思考题答案1.构成岩石的主要造岩矿物有那些?答:岩石的主要物质成分 : 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.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?答:岩石中结构连结的类型主要有两种: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新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 : 岩浆岩分三大类,其特点:1)深成岩:常形成较大的入侵体。
No.1岩石力学考题(地质工程、岩土工程)A 卷 答案一、简答题:(40分)1、岩石力学的定义(5分)岩石力学它是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学,是探讨岩石对其周围物理环境中力场反应的学科,具体而言,研究岩石荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性等问题。
2、 何为岩石的强度?表示岩石强度的指标有哪些?(5分) 岩石低抗破坏的极限能力即为岩石的强度。
表示岩石强度的指标有单轴抗压强度R c ,抗拉强度R t ,抗剪强度C 、ϕ值3、试述主要岩石破坏准则(要求列举4个以上)列出相应的表达式及其各自的适用情况。
(7分)最大正应力理论0))()((223222221=---R R R σσσ单向式脆性岩不在某些二进制赂应力状态受检情况。
最大正应变:[]{}[]{}[]{}0)()()(222132231222321=-+--+--+-R R R σσμσσσμσσσμσ脆性材料 [][][]塑性材料八面体剪应力理论最大剪应力理论⎪⎭⎪⎬⎫-+-+-=-----232232221223122322221)()()(0)()()-(σσσσσσσσσσσσR R R 莫尔库仑理论:ϕστtg c f += Mpa 10<σ岩石中大部分材料ϕϕσσσσsin 23131=++-ctg 莫尔理论 )(στf f =剪切破坏只与1σ、3σ有关,与2σ无关。
包络线:脆性材料、双曲线或摆线;塑性材料,抛物线。
格里菲思,适用于脆性材料(拉应力集中) )(42y xy Rt Rt στ+=0331>+σσ )(8)(31231σσσσ+=-Rt破裂角:arc 21=β)(23131σσσσ+-as 0331<+σσ Rt -=3σ 0=β伦特堡 塑性材料修正格里菲斯 脆性材料修正格里菲斯 脆性材料,由于孔隙边缘压应力集中引起压剪破坏。
第 1页 共 5 页经验公式:帕顿提出的:21331)(S RcmRcRc++=σσσ(S =1岩块 0<S <1岩体) 适合于大部分岩石(体)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) 习惯上将工程施工之前就存在于岩体上的地应力称为初始应力场。
(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。
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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B 9、A 10、D6、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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、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 ;A15~30MPa B<5MPa C5~15MPa D<2MPa2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据 ;ARQD 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 ;A0.55~0.35 B0.35~0.15 C>0.55 D0.75~0.554、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 ;ARQD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;A①,④ B①,② C③ D①,②,③6、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级为AI级BII级CIII级DIV级问答题1、为什么要进行工程岩体分类1、C2、D3、D4、B5、D6、B选择题1、初始地应力主要包括 ;A自重应力 B构造应力C自重应力和构造应力 D残余应力2、初始地应力是指 ;A未受开挖影响的原始地应力B未支护时的围岩应力C开挖后岩体中的应力D支护完成后围岩中的应力3、构造应力的作用方向为 ;A、铅垂方向B、近水平方向C、断层的走向方向D、倾斜方向4、下列岩石初始应力的描述中,哪个是正确的 ;A垂直应力一定大于水平应力B构造应力以水平应力为主C自重应力以压应力为主D自重应力和构造应力分布范围基本一致5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态,则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好A0.5B1.0C<1D>16、测定岩体的初始应力时,最普遍采用的方法是A应力恢复B应力解除法C弹性波法D模拟试验1、C2、A3、B4、B5、B6、B选择题1、在工程实践中,洞室围岩稳定性主要取决于 B ;A岩石强度 B岩体强度 C结构体强度 D结构面强度计算题7.1解释岩体原始应力﹑二次应力﹑围岩压力;7.2某直墙型隧道处于Ⅳ类围岩,浄宽5.5m,浄高7.4m,围岩容重r=20 ,适用铁路隧道计算方法确定围岩压力;7.3一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中,埋深40m,围岩岩石容重r=23 内摩檫角q=36 ,岩石抗压强度R=8Mpa,隧道宽6m,高8m,使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力;7.4Ⅲ类围岩中的一直墙型隧道,埋深26m,围岩容重22, 计算内摩擦角30度,隧道宽6m,高8m;试按浅埋隧道确定围岩压力;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 D2.3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 ;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 B ;A弹性体 B塑性体C弹塑性体 D完全弹性体13、在岩石抗压强度试验中,若加荷速率增大,则岩石的抗压强度 A ;A增大B减小 C不变 D无法判断14、按照库仑—莫尔强度理论,若岩石强度曲线是一条直线,则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为 C ;A45°B45°+φ/2 C45°-φ/2 D60°15、在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在 D ;A95~105℃ B100~105℃C100~110℃ D105~110℃16、按照格理菲斯强度理论,脆性岩体破坏主要原因是 A ;A受拉破坏 B受压破坏 C弯曲破坏 D剪切破坏17、在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的 BA1/2~1/5 B1/10~1/50C2~5倍 D10~50倍18、某岩石试件相对密度ds=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度ρd为 D A2.45 B2.46 C2.47 D2.4819、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 CA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20、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于 A ;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1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于 A ;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 C ;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 C ;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 ; 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 DA锥形B菱形C楔形D方形6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面 AA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 CA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 BA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 AA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 DA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、初始地应力主要包括 C ;A自重应力 B构造应力C自重应力和构造应力 D残余应力2、初始地应力是指 A ;A未受开挖影响的原始地应力B未支护时的围岩应力C开挖后岩体中的应力D支护完成后围岩中的应力3、构造应力的作用方向为 B ;A、铅垂方向B、近水平方向C、断层的走向方向D、倾斜方向4、下列岩石初始应力的描述中,哪个是正确的 B ;A垂直应力一定大于水平应力B构造应力以水平应力为主C自重应力以压应力为主D自重应力和构造应力分布范围基本一致5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态,则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好 BA0.5B1.0C<1D>16、测定岩体的初始应力时,最普遍采用的方法是 BA应力恢复B应力解除法C弹性波法D模拟试验3.1 某均质岩体的纵波波速是,横波波速是,岩石容重,求岩体的动弹性模量,动泊松比和动剪切模量;解:弹性理论证明,在无限介质中作三维传播时,其弹性参数间的关系式如下:动泊松比动弹性模量动剪切模量G,按公式3.2 求在自重作用下地壳中的应力状态:如果花岗岩,泊松比,则一公里深度以下的应力是多少解:因为地壳厚度比地球半径小的多;在局部地区可以把地表看作一个半平面,在水平方向为,深度也无限;现考虑地面下深度Z处的一个微小单元体;它受到在它上边岩、土体重量的压力;在单位面积上,这个重量是,其中,是它上面物体的体积,是物理单位体积的重量,因此:如果单元体四周是空的,它将向四周膨胀,当由于单元体四周也都在自重作用下,相互作用的影响使单元体不能向四周扩张;即;解之,则得:对于花岗岩,,一公里深度以下的应力为:由此可见,深度每增加一公里,垂直压力增加,而横向压力约为纵向压力的三分之一;6.1 设某花岗岩埋深一公里,其上复盖地层的平均容重为,花岗岩处于弹性状态,泊松比;该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为;A2600和867B26000和8667C2600和866D2600和866.7解答1垂直应力计算2水平应力计算其中:侧压力系数的大小与岩体的性质有关,当岩体处于弹性状态时,采用弹性力学公式;当岩体比较破碎时,采用松散介质极限平衡理论公式;当岩体处于潜塑状态时,采用海姆公式;因为本题岩体处于弹性状态,所以采用弹性力学公式,侧压力系数为所以:可见,本题的正确答案为B。
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。
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三、判断改错题(每题2分,共10分)1、岩石中的孔隙和裂隙越多,岩石的力学性质越好。
2、岩石在常温常压下的变形特征与深层一致。
3、围压越高,岩石的变形能力越大。
4、岩石的力学性质主要是指岩石的变形特征和强度特征。
5、岩石应力应变的全过程曲线可以通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。
岩石力学测验考试测验考试含答案Last revision date: 13 December 2020.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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、A 10、D6、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()。
岩石力学考试题及答案
一、岩石力学考试题:
1、岩石力学是什么?
A:岩石力学是一门研究岩石的物理性质和力学行为的学科,关注的是
岩石材料在外力作用下的变形、破坏等力学性能。
2、描述压力、切应力和抗拉应力的不同?
A:压力是岩石内部的一种内力,它是在岩石的组织单位之间产生的回
复力。
切应力是岩石内部的一种外力,它是岩石组织单位之间通过切
开或折断产生的拉伸力。
抗拉应力是岩石表面的一种外力,它是由岩
石表面受外界力作用产生的抗拉力。
3、岩石材料的哪些因素会影响其力学性质?
A:岩石材料的力学性质受到材料的结构特征、质量成分、温度和压力
等因素的影响。
岩石材料的结构特征决定了其机械特性,如硬度、抗
压强度等;质量成分影响岩石材料的机械性能,如热膨胀系数、密度等;温度和压力影响岩石材料的结构稳定性,影响其承受外力的能力。
4、岩石力学中什么是蠕变应力?
A:蠕变应力是岩石内部的一种外力,它是由断裂处的压力差异引起的
拉伸作用,主要是在长时间的载荷作用下产生的。
蠕变应力的大小与
断裂处的压力差异和岩石材料的性质有关,一般情况下其大小较小,
但有时也会超过抗拉应力和切应力的值。
5、什么是岩石失稳?
A:岩石失稳是指在力学外力作用下,岩石材料突然发生变形或破坏的
现象,也就是岩石材料的力学性能下降。
失稳的原因主要包括外力的
过大强度、断裂的不稳定性、外力的变化等,其表现形式多种多样,
如折断、剪切、失稳滑移等。
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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B 9、A 10、D6、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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、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()。
《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。
1.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?按照成因分为:岩浆岩.沉积岩.变质岩。
各自特点:岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。
沉积岩具有层理构造.沿不同的方向表现出不同的力学性能。
变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关.而且与变质作用的性质和变质程度有关。
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?答:结构是针对构成岩石的微细粒子部分而言的.而岩石的构造是指较大的部分.构造比结构使用更广泛。
联结有结晶联结和胶结联结。
3.岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么?a 重力密度(重度):岩石单位体积(包括岩石中的孔隙体积)的重量。
r = W/Vb 质量密度:岩石单位体积(包括岩石中的孔隙体积)的质量。
c 相对密度:岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中的孔隙体积)所得的量与1个大气压下4 C时的纯水的重度的比值。
Gs = Ws/VsRwd 孔隙率:岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比。
n = Vv/Ve 孔隙比:孔隙的体积Vv与固体的体积Vs的比值。
e = Vv/Vs e = n/1-nf 天然含水率:天然状态下岩石中水的重量Ww与岩石烘干重量Ws比值的百分率。
g 吸水率:干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量Ww与岩石干重量Ws之比的百分率h 饱水率:岩样在强制状态下.岩样的最大吸入水的重量与岩样的烘干重量的比值的百分率。
I 饱水系数:岩石吸水率与饱水率比值的百分率。
J 渗透性:在水压力作用下.岩石的空隙和裂缝透过水的能力。
k 膨胀性:岩石浸水后体积增大的性质。
l 崩解性:岩石与水相互作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。
m 软化性:岩石与水相互作用时强度降低的特性。
o 抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的性能。
4. 岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。
答:脆性破坏:由于应力条件下岩石中裂隙的产生和发展的结果。
塑性破坏:是在塑性流动状态下发生的.这是由于组成物质颗粒间相互滑移所致。
5. 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?答: 在刚性试验机进行单轴压力试验可以获得完整的岩石应力应变全过程曲线。
分为四个区段:(1)在OA 区段.曲线稍微向上弯曲;(2)在AB 区段.很接近于直线;(3)在BC 区段.曲线向下弯曲.直至C 点的最大值;(4)下降段CD刚性试验机:符合压力机刚度大于试件刚度的压力试验机。
因为普通材料试验机刚度小于岩杨刚度。
6. 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量。
答: 弹性模量:加载曲线直线段的斜率。
变形模量:在应力-应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线的斜率。
卸载模量:卸载曲线上该点的切线曲率。
7. 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化?(b1)b2>b3)答:(1)当b2=b3时.随围压的增大.岩石的塑性和岩石破坏时的强度、屈服极限同时增大;(2)当b3为常数时.随着b3的增大.岩石的强度和屈服极限有所增大.而岩石的塑性却减小了。
(3)当b2为常数时.随着b3的增大.岩石的强度和塑形有所增大.但其屈服极限并无变化。
8、岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系?答:定义:在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力① 直接剪切试验 ②楔形压剪试验 ③三轴压缩试验c f +==ϕσστtan )(tan φ-岩石抗剪切内摩擦系数;(φ -内摩擦角)c -岩石的粘聚力9、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? 答:库仑内摩擦准则:用б和τ代表单元体莫伊平面上的正应力和剪切力.当τ达到时.该单元就会沿此平面发生剪切破坏莫尔准则:材料的强度是应力的函在极限时滑动面上的剪切应力达到最大值τf.并取决于法向压力和材料的特性。
可表示为格里菲斯准则:在脆性材料的内部存在许多随机分布的裂纹.在外力作用下.裂纹周围、特别是裂纹尖端会产生应力集中现象.其中有一个方向最有利于裂纹扩展.当超过材料的抗拉强度时.裂纹首先在该方向产生张拉扩展。
⎪⎩⎪⎨⎧=+->+-=<+t t σσσσσσσσσσσ8)(03033123131331时时t σσ81=关系:(1)库仑准则是建立在实验基础上的破坏判据。
(2)库仑准则和莫尔准则都是以剪切破坏作为其物理机理.岩石破坏存在大量的微破裂.这些破裂时张拉破坏而不是剪切破坏。
(3)莫尔-库仑准则适用于低围压的情况(4)只适用于脆性岩石的破坏.对于一般岩石材料.莫尔-库仑准则更适用。
10、简述岩石在单轴压力试验下的变形特征?答:1)原生微裂隙压密阶段(OA )① σ1-ε1 曲线 .应变率随应力增加而减小;②塑性变形(变形不可恢复)原因:微裂隙闭合(压密)2)弹性变形阶段(AB )① σ1-ε1 曲线是直线;② 弹性模量.E 为常数(变形可恢复)原因:岩石固体部分变形.B 点开始屈服.B 点对应的σB 应力为屈服极限.超过B点卸载有塑性变形。
3)弹塑性(非线性)变形阶段(BC )① σ1-ε1 曲线 ;② 有塑性变形产生.变形不可恢复;③ 应变速率 不断增大。
原因:新裂纹产生.原生裂隙扩展。
4)破坏下降阶段(CD )①C 点纵坐标为单轴抗压强度②D 点为残余强度11.影响岩石力学特性的主要因素哟那些?如何影响?答:(1)主要因素:a.岩石的矿物组成;b.岩石的结构特性;c.岩石的构造;d.温度的作用;e.水的作用;f.风化作用;g 动载(冲击加载速度)的影响;(2)如何影响:a.岩石受力后.如果其中强度较高的矿物在岩石中互补接触.则应力传递将会受到中间低强度矿物的影响.岩石就不一定能显示高的强度.只有当矿物分布均匀.高强度的矿物在岩石的结构中形成牢固的骨架时.才能起到提高岩石强度的作用;b.岩石的结构特征可以分为:结晶类、胶结物联结的岩石。
矿物晶体靠直接接触产生的力牢固的联结在一起.结合力强。
胶结联结是矿物碎屑有胶结物联结在一起.其强度和稳定性主要取决于胶结结物的成分和胶结形式.同时受碎屑成分的影响.变化很大;c.主要是由岩石的各组成部分的空间分布及其相互间的排列关系决定的;d.研究表明.在三轴应力条件下.岩石的强度随温度的升高而增大.但是随温度的升高.不是所有的岩石塑型都会增大;e.岩石被水饱和后会是岩石的强度降低;f.促使岩石中原有的裂隙进一步扩大.并产生新的风华裂隙.是矿物颗粒间的联结松散.以及矿物颗粒沿节理面崩解.促使岩石的结构、构造和整体遭到破坏.孔隙度增大.吸水性显著增高.强度和稳定性大为降低;g.动载荷的主要特点是它的作用速度快.在几秒钟内施加载荷。
岩石堆动载的抗力要比静载大得多。
12.什么叫岩石的流变、蠕变、松弛?答:(1)流变:如果外界的条件不变.岩石的应力或应变随时间而变化.则称岩石具有流变性。
(2)蠕变:岩石的蠕变就是指在应力б不变的情况下岩石变形(或应变ɛ)随时间t而增长的现象。
(3)松弛:在应变保持恒定的情况下.岩石的应力随时间而减少的现象。
13.岩石蠕变一般包括哪几个阶段?各阶段有何特点?答:包括四个阶段;第一阶段:OA阶段.有顺时应变ɛ。
;第二阶段:应变——时间曲线向下弯曲.在这个阶段内的蠕变叫作初期蠕变或暂时蠕变;第三阶段:在该阶段内.曲线具有近似不变的斜率.这个简短的蠕称为二次蠕变;第四阶段:该阶段成为加速蠕变或者第三期蠕变.这种蠕变导致迅速破坏。
14.不同受力条件下岩石流变具有哪些特征?包括:蠕变性(恒应力下)、松弛性(应变一定.应力减少时)、弹性后效(卸载时)。
15.简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点(至少可以推导马克斯维尔模型与凯尔文模型的蠕变方程)。
16.什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系?岩石的长期强度:岩石的强度随外载荷作用时间的延长而降低的.通常把作用时间的强弱称为岩石的长期强度。
与瞬时强度的关系:对于大多数岩石.长期强度与瞬时强度之比为(0.4~0.8).软岩和中等坚固岩石为0.4~0.6.坚固岩石为0.7~0.8。
17.结构面按其成因通常分为哪几种类型?按照地质成因不同:原生结构面.构造结构面.次生结构面。
原生结构面:指在成岩过程中所形成的结构面构造结构面:岩体受地壳运动作用形成的结构面次生结构面:岩体在外营力作用下形成的结构面18.为什么结构面的力学性质具有尺寸效应?其尺寸效应体现在哪几个方面?体现在一下方面:1)随着结构面尺寸的增大.达到峰值强度的位移增大;2)随着尺寸的增大.剪切破坏形式由脆性破坏向延性破坏转变;3)尺寸加大.峰值剪胀角减小;4)随结构面粗糙度减小.尺寸效应也减小。
19.结构面是如何影响岩体强度的?事实上.岩体的强度在很大程度上取决于结构面的强度.这主要是因为结构面的自然特征与力学性质对裂隙岩体强敌具有控制影响。
20.岩体强度的确定放法主要有哪些?实验确定法、经验估算法(准岩体强度.经验方程.Hoek-Brown)21.岩体与岩石的变形有何异同?岩石的变形是指岩石在物理因素作用下形成和大小的变化。
22.岩体的变形参数确定方法有哪些?23.在岩体的变形试验中.承压板法、钻孔变形法和狭缝法各有哪些优缺点?承压板法:优点是简便、直观.能较好地模拟建筑物基础的受力状态和变形特征。
缺点是:钻孔变形法:优点是:①对岩体扰动小。
②可以在地下水位以下和较深的部位进行。
③试验方向基本不受限制.且试验压力可以达到很大。
④在一次试验中可以同时量测几个不同方向的变形.便于研究岩体的各向异性。
缺点:是试验涉及的岩体体积较小。
该方法较适合于软岩或半坚硬岩体狭缝法:优点是设备轻便、安装较简单.对岩体扰动小.能适应于各种方向加压.且适合于各类坚硬完整岩体.是目前工程上经常采用的方法之一。
缺点:是假定条件与实际岩体有一定的出入.将导致计算结果误差较大.且随测量位置不同而异。
24.岩体变形曲线可分为几类?各类岩体变形曲线有何特点?1.法向变形曲线(1)直线型1)陡直线型。
特点是p-ω曲线的斜率较陡.呈陡直线。
岩体刚度大.不易变形。
2)缓直线型。
曲线斜率较缓。
岩体刚度低、易变性。
(2)上凹型1)每次加压曲线的斜率随加、卸压循环次数的增加而增大.即岩石刚度随循环次数的增加而增大。
2)加压曲线变化情况与(1)相同.但卸压曲线较陡.说明卸压后变形大部分不能恢复.为塑形变形。
(3)上凹型这类曲线的方程为p=f(w),dp/dw随p增加而递减.d2p/dw2<0,呈上凸型曲线。
(4)复合型P-w曲线呈阶梯或“s”形。
结构面发育不均或岩性不均匀的岩体。
2.剪切变形曲线(1)峰值前变形曲线的平均斜率小.破坏位移大.峰值后随位移增大强度损失很小或不变。
(2)峰之前变形曲线平均斜率较大.峰值强度较高。