岩体力学第1~2章复习思考题

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。

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。

岩体力学复习思考题一、名词解释1、电液伺服控制试验机：当试件反馈的位移速率信号和预订的程序信号不一致时，伺服控制器产生相应的比较信号，推动伺服阀动作，快速加大或减少加载装置的液体供给量，使试件位移速度始终控制在适当范围内，从而保证试件不爆裂。

2、弹性模量：岩石在压缩状态下，轴向应力与轴向应变之比。

3、泊松比：岩石在压缩状态下，横向应变与轴向应变之比。

4、岩石磨蚀性：在机械作用力下，岩石对机械的磨损能力与自身破碎的难易程度。

5、蠕变：应力不变σ=const，应变ε随时间t增加的现象。

2、松弛：应变不变ε=const，应力σ随时间t减小的现象。

3、弹性后效：卸载后经过一段时间，应变才减少/增加到一定数值的现象。

4、粘性流动：蠕变一段时间后卸载，部分应变永久不恢复的现象。

5、长期强度：每种材料都有一个最小应力值，应力低于该值时不论经历多长时间也不破裂，或者说蠕变时间无限长，这个应力值称为该材料的长期强度。

6、本构方程：受力过程应力应变的关系。

2、横观各向同性：岩体中最大的结构面，即通常的层面或层理所造成的力学性质不同，其它结构面影响微弱可忽略不计。

3、正交各向异性：岩体中三组正交结构面所造力学性质不同。

4、强度准则：表征岩石破坏时的应力状态和岩石强度参数之间的关系。

5、应变硬化：经过屈服滑移之后，材料要继续发生应变必须增加应力，这一阶段材料抵抗变形的能力得到提高；应变软化：材料试件经1次或多次加载和卸载后，进一步变形所需的应力比原来的要小，即应变后材料变软的现象。

6、屈服面：在三向应力状态下，每一组进入塑性的应力状态(σ1, σ2, σ3) 对应于三维主应力空间内的一个屈服点，这些屈服点组成的曲面，称为屈服面屈服条件：是物体中一点在由弹性状态转变到塑性状态时各应力分量的组合所应满足的条件。

7、等斜线：应力空间中过原点并与坐标轴成等角的直线L；π平面：应力空间中过原点并与等斜线L垂直的平面。

8、内状态变量：表征材料塑性变形历史，材料内部微观结构的不可逆变化。

绪论1、何谓岩体力学？它的研究对象是什么？是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下的变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。

研究对象是各类岩体。

2、岩体力学的研究内容和研究方法是什么？内容：①岩块、岩体地质特征。

O 2岩石的物理、水理与热学性质。

O 3岩块的基本力学性质。

3结构面力学性质。

O 5岩体力学性质。

O6岩体中天然应力分布规律及其测量的理论与方法。

C7边坡岩体、地基岩体及地下洞室围岩等工程岩体的稳定性。

O 8岩体性质的改善与加固技术。

O 9各种新技术、新方法与新理论在岩体力学中的应用。

O 10工程岩体的模型、模拟试验及原位监测技术。

方法：O工程地质研究法。

O2试验法。

O3数学力学分析法。

O 4综合分析法。

一、岩体地质与结构特征1、何谓岩块、岩体？试比较岩块与岩体，岩体与土有何异同点？岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。

岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体和结构面网络组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

岩块岩体都是由岩石组成，但岩体包含若干不连续结构面，岩块不含显著结构面。

岩块是岩体的组成物质，岩体是岩块和结构面的统一体。

岩石露在地表部分被风化和淋滤后形成的不溶于水的物质，残留在原地的形成土。

矿物, 岩石，岩体都可以形成土。

组成岩体的岩石的矿物颗粒间具有牢固的连接而土没有。

2、岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的？岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成。

力学性质主要取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。

矿物硬度大则强度大，反之则小。

3、何谓岩块的结构？它是怎样影响岩块的力学性质的？岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形式和排列方式及微结构面发育情况与粒间连接方式等反应在岩块构成上的特征。

力学性质主要取决于矿物颗粒连接及微结构面的发育特征。

4、为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？可能与其二氧化硅的含量有关。

岩体力学复习思考题第一章复习思考题1、岩块具有哪些力学特征？答：1.岩块的力学性质与组成岩块的矿物成分及其相对含量有关 2.岩块的力学性质与组成岩块的岩石结构构造有关3.岩块的力学性质与岩块的微结构面发育程度有关4.岩块的风化程度对岩块力学性质也有影响。

2、软弱结构面具有哪些地质特性？答：1.多为泥质结构或泥质定向结构2.细粘粒含量很高3.含水量较大密度较小4.常具有一定的胀缩性5.抗冲能力差，容易产生渗透变形6.力学性质较差，强度低，压缩大。

3、结构面特征对岩体性质的影响是什么？答：1.产状：常用结构面的走向，倾向和倾角表示，结构面与最大主平面之间夹角贝塔角控制着掩体的破坏机理与强度；当贝塔角小于九十度时，岩体将沿结构面滑移破坏；当贝塔角大于九十度时岩体的将平行结构面产生劈裂拉张破坏；贝塔角等于零度时岩体将横切结构面产生剪断岩体破坏2.连续性：常用线连续性系数k，迹长和面连续性愈好，k等于一时，结构面完全贯通，3.密度：一般的，结构面发育越密集，岩体的完整性越差，渗透性越差，渗透性增强岩体强度降低4.张开度：一般都，张开度越大，则岩体力学性质越差5.形态：一般的，用结构面的侧壁起伏形态和粗糙度表示。

6.充填胶结情况：4、《岩土工程勘察规范》（国标GB50021-2001）用哪两个指标来评价岩块的风化程度？答：波速比kv和风化系数kf5、岩体的定义是什么？答：在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面组成的赋存于一定的天然应力状态和地下水等地面环境中的地质体。

6、按结构类型划分岩体有哪五种？答：整体状结构，块状结构，层状结构，碎裂结构，块状结构，层状结构，散状结构等五种类型。

7、为什么要进行岩体工程分类？岩块和岩体的工程分类方法有哪些？第二章复习思考题1、岩石密度对岩石力学性质有何影响？答：1.密度越大，岩石强度越高2.密度大小也决定于地下工程的几何尺寸及其布置2、岩石空隙性对岩石力学性质有何影响？答：1.空隙率愈大，岩石强度越低，塑性变形越大2.空隙率越大岩石抗风性降低3.空隙率愈大岩石透水增强，岩溶更加发育，从而降低岩石力学强度4.空隙中充填物的存在，形成软弱结构面3、岩石的吸水率、饱水率和饱水系数有何区别？答：1.吸水率：指的是岩石试件在常温下自由吸入水的质量与岩样干质量之比2.饱水率：指的是岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比3.饱水系数：岩石的吸水率与饱和吸水率之比4、岩石软化性对岩石力学性质有何影响？答：岩石软化性：指岩石浸水饱和后强度低的性质；常用软化系数kr表示。

《岩体力学》考试重点和练习与思考题第一章1、岩体力学包括哪三种分类，各有何侧重？2、岩体力学的研究对象是什么？你能举岀儿个岩体变形破坏的事例？3、岩体力学的研究方法有哪些，有什么区别？4、你对岩体力学的形成与发展冇哪些了解？第二章1、在勘探巷道岩璧上进行结构面测线详测如图所示，量得两组结构面沿测线的间距分别为0. 45m和0.8m,且A组结构面的倾角为55。

，B组倾角为20°1)讣算毎组结构面的真间距及两组结构而沿测线的混合间距及线密度。

2)估算岩体沿详测线方向的RQD值。

2、何谓岩石的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？3、自然界屮的岩石按地质成因分类，可以分为儿大类，各有什么特点？4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征？5、构成岩右的主要造岩矿物有哪些，各冇何特点？6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。

第三章1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？2、为什么岩右的空隙性与吸水性Z间有密切的关系，关系如何？3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识？4、区别吸水率、含水率概念的区别。

第四章1、与材料力学屮所学材料相比，岩块的变形与强度冇什么特别的地方？2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：12Mpa z 20MPa, t xy =Mpa01)绘出代表应力状态的摩尔应力圆，并根据图形确定其主应力的大小与方向(J与X轴的夹角)；2)用解析法和图解法求图中斜面上的正应力J和剪应力并进行对比。

3、假定岩石中一点的应力为：A=61.2Mpa, =-11.4MPa,室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强度参数ASOMPa, A0=1.54,试用格里菲斯判据和库仑 -纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。

4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。

5、劈裂实验中，岩样承受的是压力，为什么会在破坏面上出现拉应力？6、什么是全应力-应变曲线，为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。

第一、二章 作业一、 填空题1.岩体力学主要是研究 （岩石和岩体力学性能） 的一门学科。

2.按岩石的成因可将其分为（岩浆岩）、（变质岩）及（ 沉积岩）三大类。

3.岩体力学的研究任务主要有（基本原理方面）（实验方面）（实际应用方面）及（监测方面）等4个方面。

4、岩体力学在力学性能上, 具有以下特征：（不连续性）、（各向异性）、（不均匀性）及（赋存地质因子的特性）。

5.大量的试验和观察证明, 就破坏类型而言, 岩石的破坏主要有 拉 破坏 剪切 破坏和 流变 破坏。

6.岩石的软化系数主要取决于岩石的( 矿物成分 )和( 风化程度) 。

7、岩石的基本力学介质模型有: ( 弹性介质模型)、(塑性介质模型)和( 粘性介质模型)。

8、岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为弹性变形和塑性变形两类。

9、岩石的单轴抗压强度通常随加载速率的提高而 （ 增大）10、在真三轴的试验条件下, 当σ3为常数时, 随着σ2的（增大）, 岩石的屈服应力有所提高。

11、在假三轴的试验条件下, 随着围压的增加, 岩石的屈服应力将随之 （提高）。

12.岩石的流变性包含 （蠕变）（松弛）及（弹性失效）。

13.表示岩石的抗剪强度的的莫尔--库伦公式的表达式为（ ）。

14.岩石的抗剪强度的试验方法有 （抗剪断试验）（抗切试验）和（弱面剪切试验）。

15.岩石在三向压缩时, 随着侧向应力σ3和主应力差值σ1－σ3的增加, 塑性 也随之增大；岩石发生破坏后, 仍保留一定的 承载能力 。

16.岩石的软化系数主要取决于岩石的（矿物成分）和（分化程度） 。

17、根据试验方法的不同, 岩石吸水率可分成（ 自由吸水率）和（饱和吸水率）两种。

18、岩石的膨胀特性通常以岩石的（自由膨胀率）、（岩石的侧向约束膨胀率）和（膨胀压力）等来表示。

19、马克斯韦尔模型是用弹簧和粘壶（串联）而成的, 弹塑性介质模型是用弹簧与摩擦器（串联）在一起的一个模型。

20、岩石在单轴压力作用下, 随加荷、卸荷次数的增加, 变形总量逐次（增大）, 变形增量逐次（增大）。

岩体力学+简答题简答1、岩体中水平天然应力的基本特点?1.岩体中水平天然应力以压应力为主，出现拉应力者甚少，且多具局部性质。

2.大部分岩体中的水平应力大于垂直应力。

3.岩体中两个水平应力σhmax和σhmin通常都不相等。

4.在单薄的山体、谷坡附近以及未受构造变动的岩体中，天然水平应力均小于垂直应力。

在很单薄的山体中，甚至可出现水平应力为0的情况。

2、按结构面成因，结构面通常分为几种类型？按成因分类有三种类型：①原生结构面——成岩阶段形成的结构面；②构造结构面——在构造运动作用下形成的结构面；③次生结构面——由于风化、人为因素影响形成的结构面。

3、为什么动弹性模量大于静弹性模量？（1）力法采用的最大应力大部分在1—10Mpa少数更大变形量常以mm计而动力法才用的应力约为十的负四次方Mpa，引起的变形量微小。

因此静力法必然会测得较大的不可逆的变形而动力法测不到这种变形（2）静力法持续的时间较长（3）静力法扰动了岩土的天然结构和应力状态4、泥化夹层的特性？1.由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构或泥质定向结构；2.粘粒含量很高；3.含水量接近或超过塑限，密度比原岩小；4.具有一定的胀缩性；5.力学性质比原岩差，强度低，压缩性高；6.由于其结构疏松，抗冲刷能力差，因而在渗透水流的作用下，易产生渗透变形。

5、表示岩石的物理性质的主要指标及其表达方式？1.岩石的密度和空隙性；2.岩石密度表示的方法：颗粒密度，块体密度;3空隙性的表示方法：总孔隙率，总开空隙率，大、小开孔空隙率，闭空隙率。

6、为什么岩石的空隙性和吸水性之间有密切的关系，关系如何？岩石的吸水性是指相应各种条件下，水进入岩石中空隙的性质，因此空隙性与吸水性有密切关系。

关系nb=ρdWano=ρdWp第一章复习思考题1、岩块具有哪些力学特征？答：1.岩块的力学性质与组成岩块的矿物成分及其相对含量有关 2.岩块的力学性质与组成岩块的岩石结构构造有关3.岩块的力学性质与岩块的微结构面发育程度有关4.岩块的风化程度对岩块力学性质也有影响。

思考题一、基本概念1)岩体2)弹性3)脆性4)三轴抗压强度5)抗压强度6)抗拉强度7)抗剪强度8)莫尔强度理论9)强度判据10)蠕变11)天然应力12)剪切刚度13)强度理论14)法向刚度15)围岩应力16)软化系数17)长期强度18)结构面19)变形模量20)切线模量21)割线模量22)重分布应力、23)爬坡角24)岩爆25)普氏系数26)自然平衡拱27)RQD值28)稳定性系数二、基本理论1)什么叫岩石？什么叫岩体？两者主要区别在哪里？又有何关系？2)什么是岩体的弹性模量？什么是岩体的变形模量？试用图加以说明。

3)岩石在单轴压缩下的应力－应变曲线有哪几种类型？并用图加以说明。

4)岩石与岩体的主要区别在哪里？以及其强度之间的关系是怎样的？5)试述岩石力学的研究对象，研究范围和研究动态。

6)用图来表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出几个不同的阶段。

7)格里菲斯强度理论的基本要点是什么？并写出该强度理论的破坏准则。

8)什么叫滑坡？组成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它与滑坡有什么区别？9)影响边坡稳定有哪些主要因素？试举例说明。

10)什么叫真三轴试验机？什么叫假三轴试验机？11)均质连续、各向同性的弹性岩体中开挖水平圆形洞室时，围岩中的重分布应力有何特点。

12)什么叫蠕变？用图表示蠕变的应力（σ）与时间（t）关系曲线。

13)岩块的抗压强度与抗拉强度哪个大？为什么？14)何谓岩体结构？各类岩体结构的主要区别是什么？15)何谓蠕变模型？研究它有何实际意义？常见的几种模型的本构关系如何？16)何谓强度判据？常见的几种判据的表达式与应用条件如何？如何判别岩石中一点是否破坏？17)RMR值和Q值根据哪些指标确定？如何求取？18)岩体中的天然应力有哪些基本特征？影响因素有哪些？19)何谓地下洞室？地下洞室的岩体力学问题有哪些？20)以水平圆形无压洞室为例，说明弹性围岩应力的分布规律。

21)何谓围岩？其范围一般为多大？22)何谓塑性松动圈？具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化？23)利用平衡拱理论与太沙基理论计算围岩压力的原理。