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矿山岩石力学(前5章)答案

第一章习题答案

1 （1）B 岩体是岩石和结构面组成的，对这2组成部分无主次之分；

（2）D

2 （1）基本研究内容：以地压为核心，从地压显现入手，研究岩体强度、变形，判定稳定性，制定地压控制措施

（2）岩石、岩体的关系：分别叙述岩石、岩体的概念，再说明岩体是由岩石和结构面组成的，复存在一定地质环境（地应力、地温、地下水）中

（3）联系：岩体是由岩石、结构面组成的。区别：岩体中有各种结构面，还赋存在一定地质环境中；岩石是从地质环境中取出的岩块，无贯通结构面，无原岩应力——地应力等（4）有原岩应力，结构面的不连续、不均匀、各向异性和不可确定性，是残余强度（5）P7-9 (6) p6 (7)P10 1.2.3 （8）P10 1.2.2

（9）p14 1.3.4第二自然段（10）p13 1.3.3(1)~(4)

第二章习题答案

1 （1）C （2）C (3)A (4)D （5）B (6)D （7）B （8）C （9）C （10）D （11）B

2 （1）P24 2.2下的第三段几组大括号

（2）p70 4段标题

（3）P40-45 （4）随围压增大，岩石的强度增大，岩石逐渐从脆性变成延性

线弹性体

完全弹性体特例：滞弹性体

非线弹性体

（5）弹性体

非完全弹性体

（6）74-77 作图方法：单轴抗拉、抗压圆作公切线；一组三轴试验值作莫尔圆画包络线；变角剪切试验作莫尔圆的包络线

（7）P18-20 容重与密度、孔隙率、吸水性

（8）广义地说，泊松比取值可以大于等于0.5。0.5时是净水压力状态；大于0.5、小于1是构造应力场的环境，水平应力大于垂直应力；大于1时是温度应力的场所，如受压的冰块冻融，垂直受压，水平受拉的。在矿山岩石力学的狭义环境——重力应力场环境，不存在泊松比大于等于0.5的情况。

（9）巴西圆盘试验是纵向压缩而导致横向受拉，力学原理及公式、图见P33

（10）不一定，可能像巴西圆盘试验+横向拉伸，效果都是显现单向的横向拉伸破坏（11）P49

（12）按图2.74，熟练应用圆与切线等的平面几何去证明

（13）本构关系：表示岩体应力应变关系的数学表达式，有经验模型、微分方程

（14）图2.74，左边圆与横轴的交点——单向抗拉；莫尔库伦曲线与纵轴的交点——纯剪切；右边通过圆点的圆与横轴的交点——单向抗压；右边不通过圆点的圆与横轴的交点——三轴压缩；圆点右边横轴上的任意一点——三向等压；圆点左边横、莫尔库伦曲线与横轴交点的右边横轴上的任意一点——三向等拉；莫尔库伦曲线与横轴交点——三向等拉破坏，其左侧的点都表示三向等拉破坏。所以三向等压不会破坏，因为总在莫尔库伦曲线之下

(15)p50-51

(16)流变方程主要有马克斯威尔体和开尔文体，其他都是他们再和基本原件的串联或并

联

（17）基本原件三种：虎克体、库仑体和牛顿体

（18）岩石强度准则又称破坏判据，表征岩石在极限应力状态（破坏条件）下的应力状态和强度参数之间的关系

（19）库伦准则是正应力-剪应力坐标系中的一条直线；莫尔强度准则是该坐标系下岩石破坏的莫尔圆的包络线，可能是直线，也可能是曲线；即库伦准则是莫尔强度准则的特例。格里菲斯强度准则只适用于玻璃等脆性材料的破坏与否的判定；破坏判据见2.99式。

（20）极端各向异性——各个方向岩石力学弹性性质都不相同

正交各向异性——仅对称面内岩石力学弹性性质都相同

横贯各向同性——某一平面内岩石力学弹性性质都相同，这个面称各向同性面

各向同性——岩石力学弹性性质在各个方向都相同

3（6）直接用莫尔库伦强度准则求强度、破坏面方向的公式

（9）——11年印刷的（11）：莫尔库伦准则求单轴抗压、抗拉的强度公式；格里菲斯强度准则的单向抗压强度值是上述抗拉强度值的8倍。

第三章习题答案

1 （1）A （2）C (3)C (4)A （5）D (6)A （7）C （8）D （9）A （10）D （11）C (12)D (13)D (14)B (15)D (16)B

2 (1)地应力、地下水、地温

（2）岩体结构包括结构面和结构体，结构面是岩体结构划分的分割程度的依据，结构体是决定形态的依据

（3）原生结构面、构造结构面、次生结构面

（4）尺寸效应：随节理尺寸增大，峰值强度时的位移量增大，节理剪切破坏从脆性向延性转化，峰值剪胀角减小；随着节理粗糙度减小，节理的尺寸效应也减小。

（5）平直结构面剪断的节理强度与正应力成正比，即τj＝σtgυj；未剪断的平直节理的强度取决与节理内聚力及内摩擦角的综合力学效应，即τj＝c j+σtgυj。非平直节理，在正应力较小时，节理内摩擦角不起作用，但要产生剪胀角，即τj＝σtg(υj+β)；在正应力较大时，要克服内摩察角，不会产生剪胀角，即τj＝c j+σtgυj。

（6）沿节理面破坏的充分必要条件为：1)υj＜β＜π/2，2)β1≤β≤β2。

（7）有区别。岩石由于不含贯通结构面，在带伺服系统的刚性试验机下加载破坏，一般不会发生自动卸载过程；而岩体内部由于赋存有大量结构面，在试验过程中随结构面的破坏，会不断地产生卸载回滞环，即使在达到峰值强度后岩体在残余强度阶段也会不断产生卸载回滞环，直到岩体最终破坏。

（8）有区别，不相同，垂直层理的弹模大于平行层理时的弹模，垂直层理时的强度取决于岩石的强度，平行层理时的强度取决于裂隙张拉的拉伸强度。

（9）对角剪切、共轭剪切，莫尔库伦强度曲线与莫尔圆也是对称相切的。

（10）节理面的倾角满足1)υj＜β＜π/2，2)β1≤β≤β2时，岩体的强度取决于节理面破坏的强度；当β=υj /2+π/4时，节理面的强度最低，岩体总容易沿节理面破坏；2)β＜β1，且β接近υj或0，即当最大主应力垂直节理面时，岩体的强度取决于岩石的强度；3)β＞β2，且β接近π/2时，即当最大主应力平行节理面时，岩体的强度取决于裂隙张拉的拉伸强度。总之，岩体的强度界于结构面的强度和岩石的强度之间。

(11)多节理就产生了几乎均匀的破坏，所以近乎各向同性，但岩体强度急剧降低。

（12）弹性模量比变形莫量大，前者计算时分母不考虑塑性变形。

(13) 岩体分类便于工程设计时根据岩体的稳定性而合理取值设计参数，经济地考虑施

工、勘察、支护等定额。

（15）岩体渗流是个不全贯通的裂隙流；土体渗流是全贯通的渗流，完全满足达西定律。

（16）物理作用有动水压力冲刷、胀裂岩体，静水压力产生浮托力，并有润滑和软化岩体的作用；化学作用有水合、化学腐蚀。

（17）莫尔-库伦强度准则的变化模式，类似解析几何证明

3 提示

（1）莫尔库伦强度准则

（2）p101公式3.18 按图3.18写和记忆公式。

（3）莫尔库伦强度准则及节理面强度准则3.20公式的应用

（4）且β接近υj或0，即当最大主应力垂直节理面时，岩体的强度取决于岩石的强度。

（5）p128 3.7.3国家工程岩体分级标准的具体应用

（6）莫尔-库伦强度准则求强度，再按节理面强度准则3.20公式求强度，判定若后者小，则沿该节理面破坏。后者σ1=32.91MPa<σ1m-c=83.2MPa，因此沿节理面破坏，节理面倾角为β=π/2-θ=90-33=57（0）。

（7）RQD值的概念，公式3.54

第四章习题答案

1 （1）C （2）A (3)B (4)B （5）C (6)B （7）B

2 （1）地应力测量的重要性： (a)应力测量为各种岩体工程进行科学合理的开挖设计和施工提供依据； (b)地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究也有重要的意义。

（2）地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初应力、绝对应力或原岩应力。

地应力主要与地球的各种动力运动过程有关，包括板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆入侵和地壳非均匀扩容等。a）、大陆板块边界受压引起的应力场。b）、地幔热对流引起的应力场。c）、由地心引力引起的应力场。d）、岩浆入侵引起的应力场。e）、地温梯度引起的应力场。f）、地表剥蚀产生的应力场。

控制某一工程区域地应力状态的主要因素是构造应力场和重力应力场。

（3）地应力分布的一些基本规律： (a)地应力是一个相对稳定的应力场，它是时间和空间的函数； (b)实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量 (c)水平应力普遍大于垂直应力； (d)平均水平应力与垂直应力的比值随深度的增加而减小； (e)最大水平应力与最小水平应力也随深度呈线形增长关系； (f)最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征、岩体力学性质、温度、地下水等因素的影响。

（4）重力应力场：由地心引力引起的应力场。分布特点为： 1)水平应力σx、σy小于垂直应力σz； 2)σx、σy、σz均为压应力； 3)σz只与岩体密度和深度有关，而σx、σy还同时与岩体弹性常数E、μ有关； 4)结构面影响岩体自重应力分布。

构造应力：由地质构造作用产生的应力。或地壳内长期存在着的一种促使构造运动发生和发展的内在力。岩体构造应力是构造运动中积累或剩余的一种分布力，它可以为拉也可以为压应力，当以水平应力场为主时水平应力大于垂直应力，分布很不均匀，通常以地壳浅部为主，与褶皱、断层等各种构造行迹共生。

（6）轴对称：形状对称，受力也对称。重力应力场可以理解为以垂直应力为轴线的轴对称问题，因此， rθ=0，所以σx=σy=λσz =λγH。

(7) 广义地说，泊松比取值可以大于等于0.5。0.5时是净水压力状态；大于0.5、小

于1是构造应力场的环境，水平应力大于垂直应力；大于1时是温度应力的场所，如受压的冰块冻融，垂直受压，水平受拉的。在矿山岩石力学的狭义环境——重力应力场环境，不存在泊松比大于等于0.5的情况。

（8）第三主应力垂直于正断层的断层面；第一主应力垂直于逆断层的断层面；第一、三主应力都以45度角斜交平移断层的断面。

（9）直接法和简介法；直接法是通过压力仪表等测试的压力直接计算测点地应力，间接法是借助测点的应变测量、借用弹性力学公式推算测点的应力；典型的直接法包括应力补偿法、水压致裂法、声发射应力测量法，典型的间接法包括钻孔应力解除法、孔壁应力解除法。

(13)最大主应力、中间主应力、最小主应力分别为主应力、次主应力和第三主应力，因此岩石只有一个主应力和次主应力，不能用次主应力求主应力，只能借助莫尔-库伦准则用第三主应力求主应力。

第五章习题答案

（1）三次、四次、五次……没有这个称呼，都是二次应力、次生应力的范畴

（2）岩石力学中围岩是指开挖空间周围应力发生了重分布的岩石；采矿中指品位低于工业品位的岩石

（3）应用芬纳（芬涅尔）公式计算比较各特殊点莫尔圆与横轴交点的坐标，并作图

岩石力学考试试题(含答案)

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 ）。（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？（ D ）（A）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？（ A ）（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（ C ）（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（ B ）（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 ）（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

中国矿业大学矿山岩石力学知识点

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/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部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 performance 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 characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。 2 Stress and infinitesimal strain (1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a 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 component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。 (6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。 (7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。 (8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。 (9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15) 22 2ll lm 2() ()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++ (9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16) 321231222222230 ()2() P P P xx yy zz xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++?? σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力． (12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++= (13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3 m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=- (14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；

岩石力学试题及答案

岩石力学试卷（闭卷）、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（、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。）。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（变阶段或称（）。但蠕变并一定都出现这三个阶段。）；第二蠕变阶段或称（）；第三蠕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（）。

岩石力学考试答案

14. 确定岩石抗剪强度的方法：①直接剪切试验②楔形剪切试验③三轴压缩试验开尔文模型广义马克斯威尔模型广义开尔文模型柏格斯模型 1. 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。 No.1岩石力学考题（地质工程、岩土工程）A 卷答案 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))()((2 23222221=---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)()()(22 21322 3122 2 321=-+--+--+-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?? ? ??-+-+-=-----2 32232221223122322221)()()(0)()()-(σσσσσσσσσσσσR R R 莫尔库仑理论：?στtg c f += Mpa 10<σ 岩石中大部分材料 ?? σσσσsin 2313 1=++-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)

)(42 y xy Rt Rt στ+= 0331>+σσ )(8)(312 31σσσσ+=-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。五、计算题：（45分） 1、将直径为3cm 的岩心切成厚度为0.7cm 的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到1kN 时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。（4分）解： Dl P R t πmax 2= 2、已知某岩体的容重γ=26KN/m 3 、抗剪强度c=0.017MPa ，φ=30。。如果基于这种岩体设计以其坡高系数H ’=1.6，试求该边坡的极限高度H 。（4分） )245(290?γ+=o tg c H （2分） 90/ H H H = (2分) 2、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多大？（8分） 3、解答（1）垂直应力计算（2）水平应力计算

高等岩石力学试题答案1

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： ?στtan +=C 式中?为岩石材料的内摩擦角，σ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： ()στf = 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，并得到了双剪统一强度理论： () 3211t b b σσσασ=+--α ασσσ++≤1312 ()t b b σασσσ=-++31211 αασσσ++≥1312 式中α和b 为两个材料常数，是岩石单轴抗拉强度。在主应力空间里，上式代表一个以静水应力轴为中心轴具有不等边十二边形截面的锥体表面。 (2). 屈服强度准则 a. Tresca 屈服准则

岩石力学考试的题目复习重点

岩石力学考试重点题型分析第一题：对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系第二题：填空题 1.根据结构面的成因，通常将其分为三种类型：原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度，中间的是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧（巷）道轴线方向一般应与最大主应力平行（一致）。弹性应力状态下，轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关，应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性，而且也具有流变性质，岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的，应力第一不变量I1=＿＿。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。

9.岩坡的失稳情况，按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑。第三题：简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面？ 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6．岩石的强度指标主要有哪些？各指标是如何定义的？ 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面？ 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。第四题：论述题 1.结合下图，说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中：①不按块体极限状态计算的等K 法；②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路（块体中各种作用力可以用符号代表）（图见书上424页图8-14a ）（第四题） 2. 推导平面问题的平衡微分方程（图见书上181页图4-2） 3. 根据莫尔—库仑强度理论，推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式： φ φσσsin 1sin 1+-=　c t 第五题：计算题： 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/m 3，比重80.2=s G ，天然含水量%80=ω，试计算该岩样的孔隙率n ，0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ

岩石力学考试题复习重点

岩石力学考试重点题型分析第一题:对下列的名词进行解释１.岩体质量指标RQD ２.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7．等应力轴比 8．极限承载力 9．塑性变形 10.岩石本构关系第二题:填空题 1．根据结构面的成因,通常将其分为三种类型:原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度,中间的是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力Ｃ和内摩擦角Φ来表示４．隧（巷）道轴线方向一般应与最大主应力平行(一致）。弹性应力状态下，轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关,应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性,而且也具有流变性质,岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。６.Ｄ-P准则是在Ｃ－M准则和塑性力学中的Miseｓ准则基础上发展和推广而来的，应力第一不变量Ｉ１＝__。

7．边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。 9.岩坡的失稳情况，按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力。１1．路基一般分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑。第三题：简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。２.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面？ 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。５.边坡稳定性的影响因素。 6．岩石的强度指标主要有哪些?各指标是如何定义的? 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面？ 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。第四题：论述题 1．结合下图，说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中:①不按块体极限状态计算的等K 法；②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路（块体中各种作用力可以用符号代表）(图见书上424页图8－１4ａ）（第四题） 2. 推导平面问题的平衡微分方程 0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ

岩石力学试卷二试题及答案B

20 ～20 学年第学期级地质工程、岩土工程专业岩石力学试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分一、简答题：（30分） 1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分） 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些？（5分） 3、简述水对岩石强度的影响。（5分） 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是如何影响的？（5分） 5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页

学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式：、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有：、和、、、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉第 2 页共6 页

应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G: λ：、 K: 。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下，围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力；切向应力θ σ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。四、选择题：（2/题）（共10分） 1、岩石与岩体的关系是（）。（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（） 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+= （） b. ) (42 y xy Rc Rt στ+= （） c. )(42 x xy Rt Rt στ+= （） d. )(42x xy Rc Rt στ += （） 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏，一般发生在（）。（A ）不均匀岩体（B ）薄层脆性岩体（C ）厚层泥质岩体（D ）多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中，承载力系数主要取决于下列哪一个指标？（）（A ）（B ）C （C ）（D ）E 5、下列关于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；第 3 页共 6 页

《岩石力学》期末试卷及答案

《岩石力学》期末试卷及答案姓名学号成绩一、选择题(每题1分，共20分) 1. 已知岩样的容重为γ，天然含水量为0w ，比重为s G ，40C 时水的容重为w γ，则该岩样的饱和容重m γ为（ A ） A. ()()w s s G w G γγ++-011 B. ()()w s s G w G γγ+++011 C. ()()γγ++-s s w G w G 011 D. ()()w s s G w G γγ+--011 2. 岩石中细微裂隙的发生和发展结果引起岩石的（ A ） A ．脆性破坏 B. 塑性破坏 C. 弱面剪切破坏 D. 拉伸破坏 3. 同一种岩石其单轴抗压强度为c R ，单轴抗拉强度t R ，抗剪强度f τ之间一般关系为（ C ） A.f c t R R τ<< B. f t c R R τ<< C. c f t R R <<τ D. t f c R R <<τ 4. 岩石的蠕变是指（ D ） A. 应力不变时，应变也不变； B. 应力变化时，应变不变化； C. 应力变化时，应变呈线性随之变化； D. 应力不变时应变随时间而增长 5. 模量比是指（A ） A ．岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比 B. 岩石的弹性模量和它的单轴抗压强度之比 C ．岩体的单轴抗压强度和它的弹性模量之比 D ．岩体的弹性模量和它的单轴抗压强度之比 6. 对于均质岩体而言，下面岩体的那种应力状态是稳定状态（ A ） A.??σσσσsin 23131<++-cctg B.?? σσσσsin 23131>++-cctg C. ??σσσσsin 23131=++-cctg D.??σσσσsin 23131≤++-cctg 7. 用RMR 法对岩体进行分类时，需要首先确定RMR 的初始值，依据是（ D ） A ．完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 B. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间 C. 完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 D. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况 8. 下面关于岩石变形特性描述正确的是（ B ） A. 弹性就是加载与卸载曲线完全重合，且近似为直线 B. 在单轴实验中表现为脆性的岩石试样在三轴实验中塑性增强 C. 加载速率对应力－应变曲线没有影响 D. 岩基的不均匀沉降是由于组成岩基的不同岩石材料含水量不同导致的 9. 下面关于岩石水理性质描述正确的是（ B ）

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第一章绪论岩石力学是一门研究岩石在外界因素（如荷载、水流、温度变化等）作用下的应力、应变、破坏、稳定性及加固的学科。又称岩体力学，是力学的一个分支。研究目的在于解决水利、土木工程等建设中的岩石工程问题。它是一门新兴的，与有关学科相互交叉的工程学科，需要应用数学、固体力学、流体力学、地质学、土力学、土木工程学等知识，并与这些学科相互渗透。应用：水利水电道路建设采矿工程等煤与瓦斯突出预测及处理理论和技术铁路隧道设计和施工技术水库诱发地震的预报问题地震预报中的岩石力学问题岩体力学的研究对象：岩石由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体岩体力学的发展历程： 20世纪以前萌芽阶段宋应星《天工开物》古德恩维地表移动范围 20世纪初到20世纪50年代第二阶段松散介质学派卡曼型三轴试验机三下开采 20世纪50年代到现在现代阶段弹塑性理论流变理论百花齐放世界各国成立岩石力学学会论文的发表数值模拟方法矿山岩体力学的特点及其研究范围采深大计算精度低位置受限不断移动由于大面积开采还会引起采空区上方大量岩层移动和破坏，研究这些岩层的运动、破坏和平衡规律及其控制方法，是矿山岩石力学的重要课题，这也是区别于其他应用性岩石力学学科的重要内容。矿山岩体力学的研究目的和方法在安全、经济、高强度、高指标的原则下最大限度地开采地下资源。矿山岩石力学的研究方法是科学实践和理论分析相结合，二者互相联系，互相促进。岩石的物理性质密度、视密度、孔隙性、碎胀性和压实性、吸水性、透水性、软化性、膨胀性和崩解性密度是指单位体积的岩石（包括空隙）的质量容重是指单位体积的岩石（包括空隙）的重量通常，岩石的容重愈大则它的性质就愈好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，故也称为孔隙率通常根据岩石的密度和干视密度经计算而求得碎胀性是岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大的性质吸水性是指遇水不崩解的岩石在一定的试验条件下(规定的试样尺寸和试验压力) 吸入水分的能力，通常以岩石的自然吸水率和强制吸水率表示。岩石的自然吸水率是试件在大气压力作用下吸入水分的质量与试件的干质量之比透水性是岩石能被水透过的性能。达西定律可知Q=KAI 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 33 2.710kg/m ?

矿大岩石力学历年试卷

中国矿业大学2010～2011学年第 2 学期《矿山岩体力学》试卷（A）卷答案考试时间：120 分钟考试方式：闭卷一、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

岩石力学试卷二及答案

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分一、简答题：（30分） 1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分） 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些？（5分） 3、简述水对岩石强度的影响。（5分） 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是如何影响的？（5分） 5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式：、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有：、和、、、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉第2页共6 页20～20学年第学期级专业试题

应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G:λ：、 K:。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下，围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力；切向应力θσ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。四、选择题：（2/题）（共10分） 1、岩石与岩体的关系是（）。（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（） 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+=（） b.)(42 y xy Rc Rt στ+=（） c.)(42 x xy Rt Rt στ+= （） d.)(42 x xy Rc Rt στ+= （） 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏，一般发生在（）。（A ）不均匀岩体（B ）薄层脆性岩体（C ）厚层泥质岩体（D ）多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中，承载力系数主要取决于下列哪一个指标？（）（A ）（B ）C （C ）（D ）E 5、下列关于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；第 3页共 6 页 20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 五、计算题：（35分）

矿山岩石力学基础试题及答案

一、填空题：请在下列空格处填写正确答案（共计20分，每空1分） 1、作用于物体的外力可以分为体力和面力两种类型。 2、为了计算方便和更为精确，岩体力学中对应力和应力分析的规定为以下四条：压缩的正应力取为正、_压缩的正应变取为正_、沿坐标轴正方向作用的力和位移分量为正、若截面内法线相对于坐标原点向内指，则截面上的剪应力相对于坐标原点向内为正，反之亦然。 3、岩石扩容是指岩石破碎以后体积将比整体状态下增大的性质；孔隙性指岩石中孔洞和裂隙的发育程度，常用孔隙率表示。 4、大量实验和观察证明，岩体的破坏现象表现为以下几种形式： X 状共轭鞋面剪切破坏、单斜面剪切破坏、拉伸破坏。 5、根据目前实验研究，把岩石受力后产生变形和破坏的过程分为四个阶段，分别是：孔隙裂隙压密阶段、弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段、非稳定破坏发展阶段、破裂后阶段。 6、岩石质量指标分类法将长度在10cm(包括10cm)以上的岩芯累计长度占总岩芯长度的百分比对岩体进行分类。 7、地壳中的原岩应力场主要分为自重应力和构造应力两种类型。 8、岩石蠕变曲线的三个阶段为初始蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段。二、概念题：请解释下列名词的含义（共计20分，每题4分） 1、岩石力学:是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的学科。 2、内力:系统内的相互作用力。

3、岩石残余强度：岩石在破坏后所残留的还能抵抗外载荷的能力。 4、岩石的空隙性：岩石中孔隙和裂隙的总称。 5、原岩应力场：天然存在于原岩内部与人为因素无关的应力场。三、简答题：请简述下列问题（共计30分，每题10分） 1、简述岩体质量评价与分类的发展趋势。（10分）答：由于组成岩体的岩石性质、组织结构不同，以及岩体中结构面发育情况差异，只是岩体力学性质相当复杂，为了在工程设计施工中能区分出岩体质量的好坏和表现在在稳定性上的差别，需要对岩体作出合理的分类，作为选择工程结构参数、科学管理生产以及评价经济效益的依据之一，这也是岩石力学的基础性工作。 2、岩石常见的破坏形式有哪些？（10分）答案：1. X状共轭斜面剪切破坏；2. 单斜面剪切破坏。这两种破坏都是由于破坏面上的剪应力超过极限引起的，因而被视为剪切破坏。 3. 拉伸破坏，在轴向压应力作用下，在横向将产生拉应力。这是柏松效应的结果。这种类型的破坏就是横向拉应力超过岩石抗拉极限所引起的 3、浅部地壳应力分布的一些基本规律有哪些？（10分）答案： 1 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数； 2 实测铅垂应力基本等于上覆岩层的重量； 3 地应力中的水平应力普遍大于铅垂应力； 4 平均水平应力与铅垂应力的比值随深度增长而减小；