岩体力学复习资料

岩体⼒学复习资料

《岩⽯⼒学》复习题

⼀、判断题：1.结构⾯组数越多，岩体强度越接近于结构⾯强度。（∨）

2.岩⽯三向抗压强度不是⼀个固定值，将随围压变化⽽改变。（∨）

3.流变模型元件并联组合时，各元件满⾜应⼒相等，应变相加关系。（×）

4.在未受开采影响的原岩体内存在着原岩应⼒，其⽅向与⽔平⽅向垂直。（×）

5.岩⽯抗压强度值的离散系数越⼤，说明岩⽯抗压强度平均值的可信度越⾼。（×）

6.斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏。×

7.岩⽯蠕变与岩⽯类别有关，与应⼒⼤⼩有关。（∨）

8.有粘聚⼒的固结岩体体，由地表开始侧压⼒与深度成线性增长。（×）

9.椭圆断⾯巷道，其长轴⽅向与最⼤主应⼒⽅向⼀致时，周边受⼒条件最差。（×）

10.在⼒学处理上，弱⾯不仅能承受压缩及剪切作⽤，还能承受拉伸作⽤。(×)

11．结构⾯组数越多，岩体越接近于各向异性。（×）

12．流变模型元件串联组合时，各元件满⾜应变相等，应⼒相加关系。（×）

13．软弱岩层受⼒后变形较⼤，表明构造应⼒在软弱岩层中表现显著。（×）

14．岩⽯限制性剪切强度不是固定值，与剪切⾯上作⽤的正压⼒有关。（∨）

15．软岩破坏为渐进过程，⾸先对破坏部位⽀护，可使软岩控制取得好的效果。（∨）16．随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增⼤。（∨）17．从巷道周边围岩受⼒情况看，拱型断⾯巷道要⽐梯形巷道断⾯差。（×）

18．塑性变形与静⽔应⼒⽆关，只与应⼒偏量有关，与剪应⼒有关。（∨）

19．对⽆粘聚⼒的松散体，由地表开始侧压⼒即与深度成线性增长。（∨）

20巷道返修是⼀种较好的巷道⽀护对策。（×）

21.⽔库蓄⽔前，河间地块存在地下分⽔岭，蓄⽔后将不会产⽣库⽔向邻⾕的渗漏。×

22.在岩⼟体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩⼟体强度等难以精确确定，通常

在设计上考虑上述因素及建筑物重要性⽽综合确定⼀经验值，此即稳定性系数。×

⼆、填空1.结构⾯的类型：原⽣结构⾯、构造结构⾯、次⽣结构⾯。岩体结构类型：整体块状结构、

层状结构、破裂结构、散体结构。2.岩⽯⼒学的研究内容：岩⽯在荷载作⽤下的应⼒、变形、破坏规律以及⼯程稳定性等问

题。岩⽯⼒学的研究⽅法：⼯程地质研究法、试验法、数学⼒学分析法、综合分析法。3.RMR（地质⼒学分类法）包括完整岩⽯的强度、RQD、节理的间距、节理的状态、地下

⽔情况。4.岩体的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱⾯剪切破坏。

5.影响岩⽯抗压强度的因素：矿物成分、结晶程度和颗粒⼤⼩、胶结情况、⽣成条件、风化作⽤、密度、⽔的作⽤、试件形状和尺⼨、加荷速率。6.直剪曲线的3个阶段：弹性阶段、裂隙发展增长阶段、强度降低阶段。

7.岩⽯完全应⼒—应变曲线分为压密阶段、弹性⼯作阶段、塑形性状阶段、材料的破坏阶

段。8.影响岩⽯应⼒应变曲线的因素：荷载速率、温度、侧向压⼒、各向异性。

9.岩⽯的蠕变分为初级蠕变（暂时蠕变）、⼆次蠕变（稳定蠕变）、加速蠕变（第三期蠕变）。

10.影响⼭岩压⼒的因素：洞室的形状和⼤⼩、地质构造、⽀护的形式和刚度、洞室深度、

时间、施⼯⽅法。11.压⼒拱理论稳定条件：沿着拱的切线⽅向仅作⽤着压⼒，适⽤条件：能够形成压⼒拱，

即洞室上⽅有⾜够的厚度且有相当稳定的岩体。12.⼤坝的失稳形式：表层滑动破坏、深层滑动破坏、混合滑动破坏。

13.岩⽯边坡的⼏种破坏类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡。

14.边坡加固措施：排⽔、削顶压底、⽤混凝⼟填塞岩⽯断裂部分、⽤锚栓或预应⼒缆索加

固、挡墙和锚索相连接加固、⽤混凝⼟挡墙或⽀墩加固、格勾。

三、名词解释1、地质体：由⼀定的岩⽯组成的和具有⼀定构造特征的，并占据地球上⼀定空间的实

体。2、岩⽯：地壳中由地质作⽤所形成的、由造岩元素构成的玻璃质或矿物的天然集合体，

具有⼀定结构构造和变化规律的固体物质。3、岩体：在地质历史过程中所形成的，已经遭受过变形和破坏，具有⼀定物质成分和

结构并赋存于⼀定地质环境中的地质体，在岩体⼒学中作为⼒学研究对象时，称为

岩体。4、⼯程岩体：在岩体内部或表⾯修建或构造的任何⼯程为岩体⼯程，岩体⼯程所涉及

的岩体为⼯程岩体。5、岩体结构：结构⾯和结构体在岩体内的排列组合形式，称为岩体结构。

6、结构⾯：岩体内的开裂的或易于开裂的界⾯（包括物质分异⾯和不连续⾯）统称结

构⾯。7、岩体的不连续性：包括岩性不连续性和结构不连续性。岩性不连续性：指岩体内岩

⽯性质沿⼀些界⾯发⽣突变；结构不连续性：指岩体中⼀系列宏观分离⾯，如断层、节理、劈理等。8、岩体的⾮均质性：岩体的物理－⼒学性质随所测点的空间位置不同⽽有差异的性

质。9、岩体的各向异性：岩体的物理⼒学性质随取向不同⽽具有明显⽅向性差异的性质。

10、岩体⼒学：研究岩⽯和岩体⼒学性态的理论和应⽤的科学,是⼒学的⼀个分⽀。

11、岩⽯的饱⽔率：即饱和吸⽔率，指岩⽯在⾼压（15MPa）或真空条件下吸⼊⽔

的质量与岩⽯颗粒质量m s之百分⽐。12、岩⽯的软化系数：岩⽯饱⽔状态的抗压强度与其⼲燥状态的抗压强度的⽐值。

13、强度损失率：饱⽔岩⽯在-25~25℃条件下，反复冻结融化25次（视当地⼯程

要求，有的要求冻融100~200次或更多），冻融试验前后抗压强度之差与试验前的抗压强度的⽐值，以百分数表⽰。14、残余碎胀系数：破碎后的岩⽯，经过⼀段时间压实后，其体积（V h）与破碎

前体积（V o）之⽐。15、结构⾯的产状:结构⾯在空间的分布状态。（对岩体稳定性和建筑物安危起重要

作⽤）16、岩⽯质量指标：即BQD，是⼀个钻孔中长度⼤于和等于10cm的单块岩⼼长

度总和与岩⼼进尺长度之⽐。17、起伏⾓：由起伏差（a）与波长（L）计算：i=arctan(2a/L).

18、张开度：结构⾯两壁间的垂直距离，除⽔和空⽓之外，壁间⽆充填物。

19、软弱夹层：岩体中的在岩性上较上下相邻层显著减弱，厚度超过接触⾯的起伏

差，但较相邻岩层明显较⼩的薄岩层或透镜体。20、地应⼒：在漫长的地质年代⾥，地球经过各种动⼒运动过程（如板块边界受压、地幔热对流、地质构造运动、地球旋转作⽤、重⼒作⽤、岩浆侵⼊作⽤等），地壳物质产⽣各种内应⼒效应，称为地应⼒。21、构造应⼒场：⼀定区域内具有成⽣联系的各种构造⾏迹在不同部位应⼒状态的总体。

22、岩爆：在地下硐室施⼯过程中，由于⾼地应⼒的存在，岩体中积蓄的⼤量弹性应变能突然释放，岩体出现瞬时的脆性破坏，破坏时发出响声并抛出岩块和岩⽚。（⼤规模者称岩爆、⼩规模称岩射、缓慢脆性破坏称剥落）23、⼒学性质：物体（材料）为抵抗外⼒⽽维持⾃⾝稳定和平衡所表现出来的性质。

24、峰值强度：岩⽯应⼒应变曲线上对应最⼤应⼒值。

25、残余强度：在峰值强度后，岩⽯并⾮完全丧失承载⼒，⽽仍然保持较⼩的承载⼒，此时所对应的强度称为岩⽯的残余强度。26、长期强度：岩⽯的强度是随外荷载作⽤的时间的延长⽽降低的，通常把作⽤时间t→∞的强度S∞称为岩⽯的长期强度。

27、脆性破坏:结构、构件或岩、⼟体在破坏前⽆明显变形或其他预兆的突发性破坏类型。

28、延性破坏:结构或构件在破坏前有明显变形或其他预兆的破坏类型。

29、流变性：物质在外部条件不变的条件下，应⼒或应变随时间⽽变化的性质。

30、松弛：物体变形保持⼀定，内部应⼒随时间增长⽽逐渐减⼩的现象。

31、蠕变：在⼤⼩和⽅向都保持不变的外⼒作⽤下，变形随时间不断增长的现象。

32、应⼒-应变全过程曲线:反映岩⽯在压缩条件下由变形到破坏的全过程关系曲线。分五阶段：压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙发⽣和稳定发展阶段、微裂隙加速扩展阶段、破坏后阶段。33、弹性变形：岩⽯在外⼒作⽤下产⽣变形，当外⼒取消后，岩⽯的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种可恢复的变形称为弹性变形。34、塑性变形：岩⽯在外⼒的作⽤下产⽣形变，当施加的外⼒撤除或消失后，岩⽯的变形不能恢复原状的⼀种物理现象。

35、结构⾯爬坡：岩体受剪产⽣沿结构⾯的滑动，滑动⾯为波状或锯齿状的不平整平⾯，在法向应⼒较⼩时，会产⽣上部结构体剪切隆起的现象，叫做爬坡，若法向应⼒较⼤，则结构⾯上的波状或锯齿状被剪断，叫做啃断（剪断）。36、结构⾯剪断：岩体受剪产⽣沿结构⾯的滑动，滑动⾯为波状或锯齿状的不平整平⾯，若法向应⼒较⼤，则结构⾯上的波状或锯齿状被剪断，叫做啃断（剪断）。37、剪胀：结构⾯滑移过程中，不仅产⽣切向位移，也有法向位移，从⽽使结构⾯总体张开，岩体体积膨胀，这种现象即为剪胀。38、峰值剪胀⾓：剪胀⾓为剪切时的剪切位移之轨迹与⽔平轴之夹⾓。当剪应⼒达到峰值抗剪强度时的剪胀⾓为峰值剪胀⾓。39、岩体质量：岩体的⼯程质量，即从⼯程⾓度来看岩体的优劣程度和对⼯程的适宜程度。

40、BQ:以岩⽯坚硬程度和岩体完整程度来衡量岩体的基本质量的岩⽯质量分级体系。BQ=90+3R C+250K V.

41、RMR:指岩体地质⼒学分类，RMR=A+B+C+D+E(+M)A代表岩⽯强度；B 代表RQD；C代表结构⾯间距；D代表结构⾯形态；E代表地下⽔状态；M代表其它因素。42、围岩：在岩体中开挖洞室，引起洞室围岩体中应⼒的重分布，应⼒重分

布范围内的岩体叫做围岩。43、重分布应⼒：地下开挖破坏了岩体天然应⼒的相对平衡状态，洞室周边岩

体将向开挖空间松胀变形，使围岩中的应⼒产⽣重分布作⽤，形成新的应⼒，这种应⼒称为重分布应⼒。.44、围岩应⼒：围岩中的重分布应⼒。

45、围岩压⼒：是指围岩作⽤在⽀护上的⼒。

46、塑性圈(松动圈)：如重分布应⼒超过围岩强度极限或屈服极限，造成洞室

周边的⾮弹性位移，这种现象从周边向岩体深处扩展到某⼀范围，在此范围内的岩体称为塑性圈(松动圈)。47、塑性条件：岩⽯屈服满⾜摩尔屈服准则，当岩⽯进⼊屈服时就是塑性条

件。48、侧压⼒系数：ξ=σH/σV，即⽔平应⼒与垂直应⼒的⽐值。

49、静⽔压⼒状态：σ1=σ2=σ3或σH=σV

四、简答题1、地质体和岩体在概念上有哪些区别？

答：（1）岩体和地质体是同⼀物体在不同场合的两个名词。（2）就具体问题研究⽽⾔，岩体即为地质体的⼀部分。（3）岩体是⼯程地质学和岩体⼒学的专有名词。有时将⼟地作为⼀种特殊岩体对待。2、岩体和岩⽯的各⾃特征是什么？两者有何区别和联系？

答：特征：岩体：不连续性、⾮均匀性、各向异性、有条件转化性；岩⽯：是⼀种地质材料，是组成岩体的固相基质，是连续、均匀、各向同性或正交各向同性的⼒学介质；

区别联系：：（1）岩体赋存于⼀定地质环境之中，地应⼒、地温、地下⽔等因素对其物理⼒学性质有很⼤影响，⽽岩⽯试件只是为实验⽽加⼯的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。（2）岩体在⾃然状态下经历了漫长的地质作⽤过程，其中存在着各种地质构造⾯，如不整合、褶皱、断层、节理，裂隙等⽽岩⽯相对完整。（3）⼀定数量的岩⽯组成岩体，且岩体⽆特定的⾃然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。（4）岩体是地质体的⼀部分，并且是由处于⼀定地质环境中的各种岩性和结构特征岩⽯所组成的集合体，也可以看成是由结构⾯所包围的结构体和结构⾯共同组的。3、岩体⼒学的⼀般⼯作程序（步骤）和主要研究⽅法？

答：⼯作程序：岩体⼯程地质信息采集—岩体⼯程地质⼒学模型—岩体稳定性评价—岩体⼯程设计—岩体⼯程施⼯—岩体性态监测；主要研究⽅法:⼯程地质法、测试试验法、理论研究法、综合研究法4、岩体的组成要素是什么？

答：物质成分（岩⽯）、结构（结构体、结构⾯）、赋存环境（应⼒场、温度场、渗流场、其他物理场）5、从⼯程地质研究的⾓度，简述岩⽯的主要造岩矿物及其基本性质？

答：1、可溶性矿物，如岩盐、⽯膏、芒硝等，在适宜条件下可溶解于⽔，减少岩⽯的固相成分增加空隙⽐，使岩⽯结构变松、⼒学性能降低、渗透性提⾼。2、易风化矿物，其稳定性取决于矿物的化学成分迁移活动性、矿物结晶特征、矿物⽣成条件。3、粘⼟矿物，如蒙脱⽯、伊利⽯、⾼岭⽯、绿泥⽯、绿帘⽯等，粘⼟岩在漫长的成岩作⽤后已失去胶体的活动性，但在⽔的长时间作⽤下活动性可以复苏。4、其它不稳定矿物，主要指黄铁矿硫化物，它们极易氧化在氧化过程中⽣成硫酸。6、岩⽯颗粒间的联结有哪⼏种？联结强度如何？