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中国矿业⼤学《岩⽯⼒学》考试题及答案（A卷）《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 =，30?=°，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 10?=°。
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。
岩石力学复习资料岩石力学是研究岩石在地壳内的力学性能和岩石体受力行为的科学。
它是岩土工程学和地质科学等学科的基础，对于岩土工程设计和地质灾害研究具有重要意义。
本文将回顾岩石力学的基本概念、岩石的力学参数以及岩石的力学行为。
一、岩石力学基本概念1. 岩石力学的定义岩石力学是研究岩石在地壳内受力行为和力学性能的科学。
2. 岩石力学的分类岩石力学可以分为静力学和动力学两个方面，静力学研究岩石在静态力下的受力行为，动力学研究岩石在动态力下的受力行为。
3. 岩石力学的应用领域岩石力学广泛应用于岩土工程设计、地质工程、矿山工程、地震工程等领域。
二、岩石的力学参数1. 岩石的强度参数强度参数是描述岩石抵抗外力破坏的能力的物理参数，包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
2. 岩石的变形参数变形参数是描述岩石受力后变形行为的物理参数，包括弹性模量、切变模量、泊松比等。
3. 岩石的破裂参数破裂参数是描述岩石破坏过程的物理参数，包括岩石的裂纹扩展速率、割裂强度等。
三、岩石的力学行为1. 岩石的离散性与连续性岩石具有离散性与连续性两个特点，离散性体现为岩石的裂缝和节理，连续性体现为岩石的均质性和各向同性。
2. 岩石的强度与变形特性岩石的强度和变形特性是岩石力学的核心内容，强度特性决定了岩石的抗破坏能力，变形特性描述了岩石在受力下的变形行为。
3. 岩石的破坏机理岩石的破坏机理是研究岩石力学行为的重要内容，常见的岩石破坏机理包括拉裂破坏、压碎破坏、剪切破坏等。
四、岩石力学实验岩石力学实验是研究岩石力学行为的重要手段，常用的岩石力学实验包括压缩试验、拉伸试验、剪切试验等。
五、岩石力学在工程中的应用1. 岩土工程设计岩石力学为岩土工程设计提供了可靠的理论依据和实验方法，通过岩石力学参数的测定和工程实例的分析，可以有效评估岩土体的稳定性和承载能力。
2. 地震工程岩石力学对地震工程的设计和评估具有重要作用，通过岩石的动力学特性和破坏机理的研究，可以预测地震对岩石体的影响，提高地震工程的抗震能力。
第一章 绪论1、岩石力学定义:岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论与应用科学；它是力学的一个分支；它探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。
2、岩石力学研究的目的：科学、合理、安全地维护井巷的稳定性，降低维护成本，减少支护事故。
3、岩石力学的发展历史与概况： （1）初始阶段（19世纪末—20世纪初）1912年，海姆（A.Hmeim ）提出了静水压力理论：金尼克（A.H.ΠHHHHK ）的侧压理论： 朗金（W.J.M.Rankine ）的侧压理论： （2）经验理论阶段（ 20世纪初—20世纪30年代）普罗托吉雅克诺夫—普氏理论：顶板围岩冒落的自然平衡拱理论； 太沙基：塌落拱理论。
4、地下工程的特点：（1）岩石在组构和力学性质上与其他材料不同，如岩石具有节理和塑性段的扩容（剪胀）现象等； （2）地下工程是先受力（原岩应力），后挖洞（开巷）； （3）深埋巷道属于无限域问题，影响圈内自重可以忽略； （4）大部分较长巷道可作为平面应变问题处理；（5）围岩与支护相互作用，共同决定着围岩的变形及支护所受的荷载与位移； （6）地下工程结构容许超负荷时具有可缩性； （7）地下工程结构在一定条件下出现围岩抗力； （8）几何不稳定结构在地下可以是稳定的； 5、影响岩石力学性质和物理性质的三个重要因素矿物：地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物； 结构：组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况； 构造：组成成分的空间分布及其相互间排列关系；第二章 岩石力学的地质学基础 1、岩石硬度通常采用摩氏硬度，选十种矿物为标准，最软是一度，最硬十度。
这十种矿物由软到硬依次为：l-滑石； 2-石膏；3-方解石；Hγ1νλν=-H λγH λγ4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉； 9-刚玉；10-金刚石；2、解理：是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，裂开的光滑平面称为解理面。
1. 简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理论进行简要评述。
答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不 连续等特点，并且受水力学作用显著。
在地表部分，岩石的破坏为脆性破 坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。
岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破 坏。
当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度 等。
但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不 深入，故未予考虑。
(1) .剪切强度准则a. Coulomb-Navier 准则Coulomb-Navier 准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏， 它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。
岩石并不 沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组 合的某一面产生破裂。
即：|| C tan式中 为岩石材料的内摩擦角，为正应力，C 为岩石粘聚力。
b. Mohr 破坏准则根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性 关系。
但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。
为了体现这一特点， 莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即 : II f此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、 抛物线、摆线以及双斜直线等 各种曲线形式，具体视实验结果而定。
虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广 到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。
c. 双剪的强度准则Mohr 强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。
我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和 适用于岩土介质的广义双剪强度理论， 并得到了双剪统 ■强度理论： 1一 ，b 2 3 1 b 1 3 t 2 1忒 1 一 ,b 21 3 1 b 1 3t 2 1式中 和b 为两个材料常数，是岩石单轴抗拉强度。
《岩石力学》复习资料１.1简述岩石与岩体的区别与联系。
答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体,力学性质可在实验室测得；岩体是指由背诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面切割的岩块组成的集合体，力学性质一般在野外现场进行测定，因此更接近岩体的实际情况,反映岩体的实际强度。
1.2 岩体的力学特征是什么?答:(１)不连续性：岩体受结构面的隔断，多为不连续介质,但岩块本身可作为连续介质看待;(2)各向异性：结构面有优先排列位向的趋势,随着受力岩体的结构趋向不同力学性质也各异；(3）不均匀性：结构面的方向、分布、密度及岩块的大小、形状和镶嵌状况等在各部位都很不一致,造成岩体的不均匀性;（4)岩块单元的可移动性：岩体的变形破坏往往取决于组成岩体的岩石块单元体的移动，这与岩石块本身的变形破坏共同组成岩体的变形破坏；（５）力学性质受赋存条件的影响:在一定的地质环境中，岩体赋存有不同于自重应力场的地应力场、水、气、温度以及地质历史遗留的形迹等。
１．3岩石可分为哪三大类？它们各自的基本特点是什么？答：(1）岩浆岩：由岩浆冷凝形成的岩石,强度高、均匀性好；(2）沉积岩:由母岩在地表经风化剥蚀后产生，后经搬运、沉积和结硬成岩作用而形成的岩石，具有层理构造，强度不稳定,且具有各向异性；(3）变质岩：由岩浆岩、沉积岩或变质岩在地壳中受高温、高压及化学活动性流体的影响发生变质而形成的岩石。
力学性质与变质作用的程度、性质以及原岩性质有关。
1.4 简述岩体力学的研究任务与研究内容。
研究任务:①建模与参数辨别；②确定试验方法、仪器与信息处理;③现场测试；④实际应用;研究内容：①岩石与岩体的物理力学性质(岩石的物质组成和结构特征,岩石的物理、水理性质,岩块在不同应力状态作用下的变形和强度特征，结构面的变性特征和强度参数的确定等）；②岩石和岩体的本构关系（岩块的本构关系，岩体结构面分类和典型结构面本构关系,岩体的本构关系)；③工程岩体的应力、变形和强度理论（岩体初始应力测量及分布规律，岩体中应力、应变和位移计算,岩体破坏机理、强度理论和工程稳定性维护与评价)：④岩石(岩块）室内实验（室内实验是岩石力学研究的基本手段);⑤岩体测试和工程稳定监测(岩体原位力学实验原理和方法,岩体结构面分布规律的统计测试,岩体的应力、应变、位移检测方法及测试数据的分析利用,工程稳定准则和安全预测理论与方法）。
岩石力学复习重点资料岩石力学复习重点第一章、绪论1.岩石材料的特殊性：岩石材料不同于一般的人工制造的固体材料，岩石经历了漫长的地质构造作用，内部产生了很大的压应力，具有各种规模的不连续面和孔洞，而且还可能含有液相和气相，岩石远不是均匀的、各向同性的弹性连续体。
2.岩石与岩体的区别：（1）岩石：是组成地壳的基本物质，他是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
（2）岩体：是指一定工程范围内的自然地质体，他经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹如不整合褶皱断层层理节理劈理等不连续面。
重要区别就是岩体包含若干不连续面。
起决定作用的是岩体强度，而不是岩石强度。
3.岩体结构的两个基本要素：结构面和结构体。
结构面即岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面与不连续面。
被结构面分割而形成的岩块，四周均被结构面所包围，这种由不同产状的结构面组合切割而形成的单元体称为结构体。
第二章岩石的物理力学性质1.名词解释：孔隙比：孔隙的体积（Vv）与岩石固体的体积的比值。
孔隙率：是指岩石试样中孔隙体积与岩石总体积的百分比。
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与岩石干重量之比的百分率。
其大小取决于岩石中孔隙数量多少盒细微裂隙的连通情况。
膨胀性：是指岩石浸水后体积增大的性质。
崩解性：岩石与水相互作用时失去粘结力，完全丧失强度时的松散物质的性质。
扩容：岩石在压缩载荷作用下，当外力继续增加时，岩石试件的体积不是减小，而是大幅度增加的现象。
蠕变：应力恒定，变形随时间发展。
松弛：应变恒定，应力随时间减少。
弹性后效：在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。
长期强度：当岩石承受超过某一临界应力时，其蠕变向不稳定蠕变发展，当小于该临界值时，其蠕变向稳定蠕变发展，称该临界值为岩石的长期强度。
2.岩石反复冻融后强度下降的原因：①构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时由于矿物的涨缩不均而导致岩石结构的破坏；②当温度减低到0℃以下时岩石孔隙中的水将结冰，其体积增大约9%，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变，直至破坏。
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。
《矿物岩石学》综合复习资料答案第一章结晶学基础一、名词解释1、晶体：具有格子构造的固体。
2、科塞尔理论：在理想的情况下，晶体的生长将是长完了一个行列再长相邻的另一个行列，长满了一层面网再长另一层新的面网，晶体（最外层面网）是平行向外推移的,这就是科塞尔理论。
3、布拉维法则：在晶体生长过程中，面网密度的小的晶面将逐渐缩小以至消失，面网密度大的晶面则相对增大成为实际晶面，因此，实际晶体往往倍面网密度大的晶面所包围，称之为布拉维法则。
二、填空1、空间格子的要素包括结点、行列、面网、平行六面体。
2、格子构造决定了晶体和非晶体的本质区别，因而晶体具有一些共同性质：自限性、均一性和异向性、对称性、一定的熔点、最小内能和稳定性。
3、晶体的形成过程就是由一种相态转变成晶质固相的过程，其形成方式主要有由气相转变为晶体、由液相转变为晶体、由固相转变为晶体。
第二章晶体的几何特征及表征一、名词解释1、单形：由同形等大的晶面组成的晶体。
2、双晶：是指同种晶体的规则连生，相邻的两个单晶体间互成镜像关系，或其中一个单晶体旋转1800后与另一个重合或平行。
二、填空1、晶体的对称要素有L1 、 L2 、L3、L4、Li4、L6、Li6、P、C 。
某晶体存在以下对称要素：C、6L2、4L3、9P、3L4，该晶体的对称型为 3L44L36L29PC ，属于高级晶族, 等轴晶系。
2、双晶的形成方式主要有生长双晶、转变双晶、机械双晶。
三、问答题1、三个晶族、七个晶系的划分原则是什么？答：依据晶体的对称型可将晶体分为32个晶类，进而根据高次对称轴的有无和高次轴的数量，将32个晶类划分为高级、中级和低级三个晶族。
再根据晶族中各晶类的对称要素特点，把三个晶族划分为7个晶系。
低级晶族的对称特点是没有高次对称轴，这里包括三斜、单斜和斜方三个晶系。
中级晶族的对称特点是有一个高次对称轴，按高次轴的轴次划分为三方、四方和六方三个晶系。
高级晶族以具多个高次对称轴为其对称特点，晶系名称是等轴晶系。
矿山岩石力学知识要点1 Rock mechanics and mining engineering(1) 岩石力学定义/definition of rock mechanics : (P1)(2) 岩石力学固有复杂/in here nt complexities in rock mecha nics : (P2-4)rock structure/ 岩石内咅B普遍存在岩石结构面，size effect, tensile strength, effect of groundwater , weathering(3) 岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program : (P7-9)(Fig .1.3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/, mine model formulation , design analysis, rock performanee monitoring , retrospective analysis，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisati on, mine model formulati on 禾口desig nan alysis,改善实施效果。
2 Stress and infinitesimal strain(1) 应力/stress： (P10)the inten sity of internal forces set up in a body un der the in flue nee ofa set of applied surface forces .(2) 正应力/normal stress component: (P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。
(3) 剪应力/shear stress componen：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。
