岩石：是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。
岩体：是相对于岩块而言的，是指地面或地下工程中范围较大的、由岩块（结构体）和结构面组成的地质体。
岩石结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石构造：是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。
岩石的密度：是指单位体积岩石的质量，单位为kg/ 3
m。
块体密度：是指单位体积岩石（包括岩石孔隙体积）的质量。
颗粒密度：是岩石固相物质的质量与其体积的比值。
孔隙性：把岩石所具有的孔隙和裂隙特性，统称为岩石的孔隙性。
孔隙率：岩石试件中孔隙体积与岩石试件体积之比
渗透系数：岩石渗透系数是表征岩石透水性的重要指标，渗透系数K 在数值上等于水力梯度为 1 时的渗流速度，单位为cm/s 或m/d。
软化系数：软化系数K R 为岩石试件的饱和抗压强度σ cw (MPa)与干抗压强度σ c (MPa)的比值。
岩石的膨胀性：是指岩石浸水后发生体积膨胀的性质。
岩石的吸水性：岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性，其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭的程度等。
扩容：是指岩石在外力作用下，形变过程中发生的非弹性的体积增长。
弹性模量：是指在单向压缩条件下，弹性变形范围内，轴向应力与试件轴向应变之比，即E =σ ε 。
变形模量：是指岩石在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向总应变（为弹性应变ε e 和塑性应变ε p 之和）之比。
泊松比：在单向载荷作用下，横向应变( ε x = ε y )与轴向应变( ε z )之比。
脆性度：通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，n =
c
t
δ
δ
尺寸效应：岩石试件的尺
寸越大，则强度越低，反之越高，这一现象称为尺寸效应。
常规三轴试验：常规三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 = σ 3 > 0 ，即岩石试件受轴压和围压作用，试验主要研究围压（σ 2 = σ 3 ）对岩石变形、强度或破坏的影响。
真三轴试验：真三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 > σ 3 > 0 ，即岩石试件在三个彼此正交方向上受到不相等的压力，试验的主要目的是研究中间主应力（σ 2 ）的影响。
岩石三轴压缩强度：是指岩石在三轴压缩荷载作用下，试件破坏时所承受的最大轴向压应力。流变性：是指介质在外力不变条件下，应力或应变随时间而变化的性质。
蠕变：是指介质随在大小和方向均不改变的外力作用下，介质的变形随时间的变化而增大的现象。
松弛：是指介质的变形(应变)保持不变时，内部应力随时间变化而降低的现象。
弹性后效：是指对介质加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。其是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复，外力卸除后最终不留下永久变形。
岩石长期强度：岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，通常把作用时间t → ∞ 的强度（最低值）S ∞ 称为岩石长期强度。
强度准则：它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，一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ 1 = f (σ 2 , σ 3 ) 或τ = f (σ ) 来表示。通过强度准则判断岩石在什么样应力、应变条件下破坏。
岩石结构与岩石构造有何区别？并举例加以说明。岩石结构是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。岩石构造是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。如层理、片理、流面等。
岩石颗粒间连接方式有哪几种？岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。
岩石物理性质的主要指标及其表达式是什么？岩石的密度m
v ρ= 孔隙率01000r v n v =
? 吸水性（含水率、吸水率、饱和吸水率与饱水系数）渗透系数12v
v L
dL k v i h h dh =
==- 软化系数：cw r c k σσ= 岩石的自由膨胀率：00100h h v h =? 00100D D v D =?
何谓岩石的水理性？水对岩石力学性质有何影响？岩石在水溶液作用下所表现出的力学的、物理的、化学的作用性质，称为岩石的水理性质。主要影响：岩石的吸水率愈高，岩石质量愈差。吸水性较大的岩石（如软岩）当吸水后往往产生膨胀，它会给井巷支护造成很大的压力。岩石渗透系数 溶蚀作用使岩石致密程度降低，孔隙率增大，导致岩石强度降低。岩石浸水饱和后强度降低的性质，具有软化性。通常含粘土质矿物岩石遇水易于产生膨胀，影响岩石工程稳定。
岩石受载时会产生哪些类型的变形?岩石的塑性和流变性有什么不同?从岩石的破坏特征看，岩石材料可分为哪些类型？按照应力－应变－时间的关系，岩石的变形可分为弹性变形、塑性变形和粘性（流动）变形三种。弹性(elasticity) 在一定的应力范围内，物体受外力作用产生全部变形，而去除外力(卸荷)后能够立即恢复其原有的形状和尺寸大小的性质，称为弹性。塑性(plasticity) 物体受力后产生变形，在外力去除(卸荷)后不能完全恢复原状的性质，称为塑性。不能恢复的那部分变形称为塑性变形，或称永久变形、残余变形。粘性(viscosity) 物体受力后变形不能在瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质，称为粘性。应变速率随应力变化的变形称为流动变形。根据岩石材料的应力应变曲线所表现出的破坏特征，可将岩石划分为脆性材料和延性材料。脆性(brittle) 物体受力后，变形很小时就发生破裂的性质，称为脆性。延性(ductile) 物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的性质，称为延性。 简述岩石单向压缩条件下的变形特征？试件受载后直到破坏历经以下五个阶段：1）微裂隙压密阶段(O-A) 岩石试件受载初期，内部已存在裂隙及孔隙受压闭合，岩石被逐渐压密，形成早期的非线性变形。（2）弹性变形阶段(A-B) 在此阶段应力应变曲线保持线性关系，服从虎克定律σ = E ε 。试件中原有裂隙继续被压密，体积变形表现继续被压缩。（3）裂隙发生和扩展阶段(B-C) 在此阶段轴向( ε l )曲线仍保持近于直线；过 B 点后，随载荷增加，曲线 ε v 偏离直线。新的裂隙产生，呈稳定状态发展。岩石变形表现为塑性变形。（4）裂隙不稳定发展直到破裂阶段(C-D) 从 ε v 曲线看出，C 点切线斜率为无穷大( d σ / d ε v = ∞ )，是 ε v 曲线拐点。过 C 点后，试件体积增大。裂隙进入不稳定发展阶段，裂隙扩展接交形成滑动面，导致岩石试件完全破坏。（5）破裂后阶段（D-E ）岩石试件通过峰值应力后，其内部结构遭到破坏，但试件基本保持整体状。裂隙快速发展，交叉且相互联合形成宏观断裂面。试件具有残余强度。
简述循环荷载条件下岩石的变形特征。在逐级循环加载条件下。如果卸载点 P 超过屈服点，形成塑性回滞环。随循环次数增加，卸载应力下的岩石材料的弹性有所增强。加、卸荷过程并未改变岩石变形的基本习性，这种现象也称为岩石记忆。在反复循环加载（在同一荷载水平上反复加卸载）条件下。当循环应力峰值在弹性极限以上，回滞环的面积变小，岩石越来越接近弹性变形。岩石在反复加、卸荷曲线与应力-应变全过程曲线交点处，形成疲劳破坏。当循环应力峰值低于某一极限应力水平时，岩石不会破坏
简述岩石在三轴压缩条件下的变形特征与强度特征。以常规三轴为例①破坏前岩石的应变随围压 σ 3 增大而增加；②随围压 σ 3 增大，岩石的塑性也不断增大，且由脆性逐渐转化为延性。通常把岩石由脆性转化为延性的临界围压 σ 3 称为转化围压。③岩石的峰值强度随 σ 3 增大而增大④随 σ 3 增大岩石弹性模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显 岩石的弹性模量与变形模量有何区别？
什么是岩石全应力—应变曲线？为什么普通材料试验机得不出全应力—应变曲线？研究它有何意义？岩石全应力—应变曲线：应用刚性试验机或伺服试验机得到的试件在破坏前与破坏后的应力应变全过程关系
岩石各种强度指标及其表达式是什么？
岩石抗拉强度有哪几种测定方法？在劈裂法试验中，试件承受对径压缩，为什么在破坏面上
出现拉应力破坏？岩块的抗拉强度是通过室内试验测定的，其方法包括直接拉伸法和间接拉伸法两种。其中以间接拉伸法中的劈裂法和点荷载法最常用。根据弹性理论可知，受径向压缩作用的圆盘中，在纵向直径平面上作用着几乎等值的拉应力。圆盘试件便在拉应力作用下，沿加载方向断裂。在试件中心附近拉应力分布均匀，应力数值近于相等。如果作用在圆盘上载荷不是理想的线集中载荷时，在距圆盘中心上下方向0.8R(半径)处，应力值为零。大于0.8R 处应力转为压应力。在两端受力点处压应力为最大，其值为拉应力值10 倍以上。但因岩石抗拉强度很低，抗压强度较高，所以岩石试件是在拉应力作用下断裂。
岩石抗剪强度有哪几种测定方法？如何获得岩石的抗剪强度曲线？当前在实验室测定岩石
抗剪强度的方法有直剪试验、倾斜压模剪切法和三轴试验等。按照莫尔强度理论确定岩石强度曲线一般有下述三种方法：三向压缩试验求强度曲线，按单向抗拉、抗压强度绘制强度曲线，倾斜压模剪切法。
岩石的受力状态不同对其强度大小有什么影响？哪一种状态下的强度较大？岩石在不同应力状态下的强度值不同，一般符合如下规律：三轴抗压强度＞双轴抗压强度＞单轴抗压强度＞抗剪强度＞抗弯强度＞抗拉强度。
简述影响岩石单轴抗压强度的因素。这些因素主要包括两方面：一方面是岩石本身方面的因素，如岩石的矿物组成、结构构造、密度、风化程度及含水量等；另一方面是实验条件方面的因素，如试件的几何形状、尺寸、试件加工精度、端面条件、加载速率及温度等因素。岩石流变模型的基本元件有哪几种？流变模型主要由三个基本元件——弹性元件、粘性元件、塑性元件组成。
不同受力条件下岩石流变具有哪些特征? 并不是任何岩石材料在任何应力水平上都存在蠕
变的的三个阶段，一种岩石既可以发生稳定蠕变也可以发生不稳定蠕变，这取决于岩石应力的大小。小于次临界应力时，蠕变按稳定蠕变发展，不会导致岩石破坏；超过某一临界应力时，蠕变向不稳定蠕变发展，并随着时间的增长，将导致岩石破坏。通常称此临界应力为岩石的长期强度。同一种岩石的蠕变曲线，根据其应力水平，可划分为三个类型：1）类型Ⅰ：在低应力水平下，包含衰减蠕变和稳定蠕变段。这种蠕变不导致破坏。也称为稳定蠕变。2）类型Ⅱ：在中等应力水平下，包含典型蠕变三个阶段。3）类型Ⅲ：在较高应力水平下，应变率很高，几乎没有稳态蠕变阶段。
简述本书介绍的岩石流变模型的特点。马克斯伟尔模型具有瞬时变形、等速蠕变和松弛特性，不具有弹性后效，可模拟具有这些性质的岩石。开尔文模型具有稳定蠕变和弹性后效性质，而不具备应力松弛和瞬时变形性能。
何为岩石长期强度，其与岩石瞬时强度的关系如何？其研究实际意义是什么？一般情况下，当荷载达到岩石瞬时强度S 0 时，岩石发生破坏。在岩石承受荷载低于其瞬时强度的情况下，如持续作用较长时间，由于流变作用，岩石也可能发生破坏。因此，岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，通常把作用时间t → ∞ 的强度（最低值）S ∞ 称为岩石长期强度. 岩石长期强度是一种极有意义的时间效应指标。当衡量永久性及使用期长的岩石工程的稳定性时，不应以瞬时强度而应以长期强度作为岩石强度的计算指标。
何为强度准则？研究强度准则的意义是什么？常用的岩石强度准则有哪些？强度准则又称
破坏判据，它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，一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ 1 = f (σ 2 , σ 3 ) 或τ = f (σ ) 来表示。通过强度准则判断岩石在什么样应力、应变条件下破坏。岩石强度准则的建立，可以反映岩石的破坏机理（各种应力状态下岩石破坏的原因）比较适合于岩石的强度理论有格里菲斯理论、莫尔强度理论等。
岩石的破坏有几种形式？破坏的机理是什么？1）脆性拉伸破坏，破坏机制：微裂缝或裂隙周围的局部拉应力2）剪切破坏，破坏机制：剪切断裂，即剪应力超过其抗剪强度。3）沿结构面滑移(重剪切破坏)，破坏机制：破坏面剪应力超过其抗剪强度4）塑性破坏，破坏机制：微观上是岩石中的结晶颗粒内部晶格间或颗粒之间的滑移破坏。宏观上是在剪应力作用下产生。
莫尔强度理论的主要观点是什么？如何根据莫尔强度理论判断岩石中一点破坏与否？莫尔强度理论认为材料在压应力作用下发生破坏或屈服，主要因某一截面上的剪应力达到一定的限度（即抗剪强度），但也和作用在该面上的正应力所产生的摩擦阻力和材料特性有关。′′如反映某点应力状态的应力圆处于强度曲线之下(图中，由σ 1 、σ 3 确定的小圆)，说明
该点不会发生破坏是处于弹性变形状态。应力圆如刚好与强度曲线相切(图中大圆)，岩石处于极限平衡状态，说明岩石将在一个与最小主应力σ 3 方向呈α 角的截面上破坏。若应力圆与强度曲线相割，则岩石将发生破坏。
简述格里菲斯强度理论的基本观点,并写出格里菲斯条件。格里菲斯认为，在任何材料内部存在着各种缺陷(称为格里菲斯裂隙)；当含有这些缺陷的材料处于复杂应力状态之下，在这些裂隙端部会产生大的拉应力集中。当这些裂隙端部某一个拉应力值超过该材料的抗拉强度值时，裂隙便开始扩展，其方向最后将与最大主应力方向平行，导致材料发生脆性拉伸破坏。格里菲斯条件：①当σ 1 + 3σ 3 > 0 时，(σ 1 ?σ 3 ) + 8σ t (σ 1 + σ 3 ) = 0 ②当σ 1 + 3σ 3 < 0 时，σ 3 = σ t
库仑—纳维尔理论的主要观点是什么？其能否解释受拉区的强度？库仑—纳维尔理论认为：岩石发生剪切破坏时，破坏面上的剪应力应等于岩石本身的内聚力和作用于该面上由法向应力引起的摩擦阻力之和，由此得到库仑—纳维尔强度准则为τ = C + fσ 。试验结果表明，该准则不适用于σ 3 < 0 ，即有拉应力的情况。
岩体中的结构面与几何上的面有何不同？什么叫不连续面？不连续面的起伏形态有哪几
种？不连续面的粗糙度和形貌有何不同？结构面是具有一定方向、延伸较大而厚度较小的二维面状地质界面。不同于几何上的光滑平面。不连续面：即岩层、岩体遭受破裂，或由于组分上不连续等所形成的不连续介面，如断、劈理、不整合面等，是结构面的一部分。不连续面的起伏形态分为：平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状的。不连续面的粗糙度通常与起伏形态一起描述不连续面的形貌。粗糙度可用粗糙度系数JRC 来描述。
胶结不连续面的胶结物有哪几种类型？它们对不连续面的力学性能有什么影响？非胶结不
连续面的充填物有哪几种？它们对不连续面的力学性能有什么影响？结构面经胶结后力学
性质一般有所改善，铁硅质胶结充填结构面的强度较高，往往均岩石强度差别不大，甚至超过岩石强度，而泥质与易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差。末胶结具一定张开度的结构面往往被外来物质所充填，其力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性及壁岩的性质等。软弱结构面主要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层及其他夹泥层等，它们是岩体中具有一定厚度的软弱带(层)，与上下盘岩体相比具有高压缩和低强度等特征，软弱结构面在工程岩体中往往控制着岩体的变形破坏机理及稳定性。
不连续面剪切试验可以得到哪几方面的成果，各种无充填物不连续面的剪切变形特征如何？它们的抗剪强度与哪些因素有关P73-74
充填不连续面的剪切变形特征如何？其抗剪强度与充填物成分和厚度有什么关系？P75
岩体中的结构体有哪几种类型？它们与岩石类型和构造变动有何关系？岩体被各种结构面
切割成不同形状的结构体，虽然它们的形态极为复杂、多样，但由于各种断裂、层面均呈一定规律的展布，所以岩块的几何形状也有一定的规律性。常见的有:柱状结构体、板状结构体、锥形结构体。结构体的形状与岩石类型有关。如晚期形成的玄武岩、流纹岩，常由单一的柱状或块状结构组成;花岗岩、闪长岩由原生节理切割成短柱状或块状结构体;厚层砂岩及灰岩常由块状结构体组成;薄层及中厚层砂页岩互层岩体在层间错动下常形成板状结构体。结构体的形状还与区域构造运动强度有关。在轻微构造运动区大多发育棋盘格式节理，它切割成的结构体多数为短柱状六面体;在强烈构造运动区，节理组数多，大多3-4 组，常呈"米"字型组合，在它的切割下形成的结构体常里多边形、角柱状、楔锥体;在劈理发育地区，则发育有板状结构体。
简述岩石与岩体的区别与联系。岩石与岩体区别岩石物理力学性质及水理性质取决于构成岩石的矿物成分岩体的物理力学性质则决定于两者——结构面力学性质与结构体的力学性质。岩体的特点：(1)岩体是一种预应力体。地应力、次生应力(2)岩体是一种多介质的裂隙体。为松散体—弱面体—连续体的一个系列。(3)岩体是地质体的一部分，它的边界条件就是周围的地质体。与地应力一起构成岩体赋存环境。地质物理环境：如水、空气与地温等。(4)岩体的成因
根据岩体中结构面和结构体的成因、特征及其排列组合关系，岩体结构划分为哪几种类型？整体结构、块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。
试述岩体强度的特点。岩体的强度取决于结构面的强度和岩石的强度。1）岩体的抗剪强度包络线介于结构面强度包络线和岩石强度包络线之间。2）岩体强度的各向异性：岩体强度受加载方向与结构面夹角θ的控制，因此，表现出岩体强度的各向异性。3）水对岩体的作用使得岩体软化、泥化、润滑、膨胀、崩解、溶蚀、水化和水解，使岩体的力学性质改变，强度弱化。
如何理解岩体的破坏？岩体拉伸破坏和剪切破坏机理如何？工程中岩体的破坏分为两个阶段，依次是岩体破坏和岩体工程结构的破坏。岩体破坏是指岩体在一定应力条件下，结构联结的丧失，包括结构面开裂、错动、滑动，结构体的拉伸破坏和剪切破坏。岩体工程结构破坏是指岩体结构联结丧失之后，结构体的运动，例如，边坡的滑移、倾倒、滚石，采场冒顶、片帮和底鼓等。第一阶段的岩体破坏导致岩体失去应有的承载力和稳定性，是本质意义上的破坏;而第二阶段的岩体工程结构的破坏影响岩体工程的使用，甚至使岩体工程报废。从破坏机理来讲，大致可归为两类，即拉伸破坏和剪切破坏。拉伸破坏有：垂直结构面方向的拉伸破坏，沿结构面方向的拉伸破坏，完整岩体的拉伸破坏。岩体既可发生沿结构面的剪切破坏，也可发生穿切结构面的剪切破坏。沿结构面的剪切破坏主要取决于结构面的强度，而穿切结构面的剪切破坏则取决于岩石的强度。
不连续面的抗剪强度曲线与完整岩石的抗剪强度曲线在形式上相同，在应用上有什么区别？总结一下简单说：不连续面的抗剪强度曲线主要用于判断沿结构面的剪切破坏。而完整岩石的抗剪强度曲线则主要用于不含结构面的完整岩石或穿切结构面的剪切破坏。
简述不连续面剪切时，不连续面的起伏和充填对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。起伏角度越大，粗糙度越大，结构面的摩擦角越大，增大了不连续面的抗剪强度。结构面经胶结后力学性质一般有所改善，铁硅质胶结充填结构面的强度较高，往往均岩石强度差别不大，甚至超过岩石强度，而泥质与易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差。末胶结具一定张开度的结构面往往被外来物质所充填，其力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性及壁岩的性质等。当正应力较小时——剪胀效应(或称爬坡效应) τ = σ tg (υ + i) 当正应力较大的情况——啃断效应τ = σ tan υ + C
岩体与地下水之间的相互作用有哪些？①水对岩体的软化、泥化和崩解作用。几乎所有岩石在水的作用下都发生软化，其中泥岩、页岩等软岩的软化程度可能为严重。地下水渗入不连续面，对不连续面两侧岩石或不连续面内充填物质具有软化、泥化和崩解作用，从而改少不连续面的抗剪特性。水对岩体结构面的润滑使其摩擦阻力降低。水的溶蚀作用使可溶岩类岩体产生溶蚀裂隙、空隙和溶洞等岩溶现象，破坏岩体的完整性，进而降低岩体的强度。(2)静水压力作用。水的作用对岩体产生渗流应力减少了作用在岩体固相L 的有效应力，从而降低了岩体的抗剪强度。00()tan n w t p c σ?=-+ (3)岩体和地下水之间的相互作用。水、岩
相互隅合作用产生的力学作用效应，改变岩体的渗透性能，降低或增大岩体的渗透系数，由于岩体的渗透性能发生改变，反过来影响岩体中的应力分布，从而影响岩体的强度和变形性质。
在三维应力作用下含有一组不连续面的岩体可能发生哪些破坏方式？产生某种破坏方式取决于什么参数？(1).当σ1与结构面垂直，岩体强度与结构面无关，为岩石强度；(2).当θ＝45°－υj/2，岩体将沿结构面破坏，其强度为结构面强度；(3).当σ1与结构面平行，结构面的抗拉强度小，岩体将因结构面的横向扩展而破坏。
什么叫做岩体结构？岩体结构类型的划分有什么实际意义？岩体的结构是指岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。根据岩体结构类型可初步确定岩体的稳定性，同时可确定岩体所属的力学介质类型，便于采用不同的力学方法进行研究。
岩体工程分类与岩体结构分类有什么不同？岩体工程分类考虑的主要因素有哪些，目前国内外常用的岩体工程分类方法有哪些？岩体工程分类是对影响岩体稳定性和影响工程设计、施工和维护的各种因素建立一些评价指标，对工程辖区岩体进行评价，划分出不同的的级别或类别。岩体结构分类是根据结构面的等级及组合形式进行分类。岩体工程分类考虑的主要因素：1）岩石的质量，2）岩体的完整性，3）结构面条件，4）岩体及结构面的风化程度，5）地下水的影响，6）地应力。国内外常用的岩体工程分类方法1）普氏分类法2）按岩芯质量指标（RQD ）分类3）宾尼奥夫斯基节理岩体地质力学分类（ RMR 分级系统）4）巴顿等人的 Q 值岩体质量分类5）我国的工程岩体分级标准
地壳是静止不动的还是变动的？怎样理解岩体的自然平衡状态？
初始应力、二次应力和应力场的概念。工程开挖时，受工程开挖影响而形成的应力称为二次应力或诱导应力；而未受影响的应力称为初始应力(Initial stress)。实质上，初始应力就是原地应力或残余应力。地应力是关于时间和空间的函数，可以用“场”的概念来描述，称之为地应力场。
何谓海姆假说和金尼克假说？海姆首次提出了地应力的概念，并假定地应力是一种静水应力状态，即地壳中任意一点的应力在各个方向上均相等，且等于单位面积上覆岩层的重量，即σh = σv = γ H 金尼克认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量，而侧向应力（水平应力）是泊松效应的结果，其值应为rH 乘以一个修正系数K。他根据弹性力学理论，认
为这个系数等于
1v
v
-
即,
1
v r h r
v
H H
v
σσ
==
-
地应力是如何形成的？实测和理论分析表明，地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。其中，构造应力场和重力应力场为现今地应力场的主要组成部分。
什么是岩体的构造应力？构造应力是怎样产生的？土中有无构造应力？为什么？岩体中由于地质构造运动引起的应力称为构造应力。当前的构造应力状态主要由最近一次的构造运动所控制，但也与历史上的构造运动有关。由于亿万年来，地球经历了无数次大大小小的构造运动，各次构造运动的应力场也经过多次的叠加、牵引和改造。关于构造应力的形成有两种观点：地质力学观点认为是地球自转速度变比的结果；大地构造学说则认为是出于地球冷却收缩、扩张、脉动、对流等引起的，如板块边界作用力。土中没有构造应力，由于土本身是各向同性介质，不存在地质构造。
试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。由地心引力引起的应力场称为重力应力场，重力应力场是各种应力场中惟一能够计算的应力场。地壳中任一点的自重应力等于单位面积的
上覆岩层的重量，即
G r H
σ=式中γ 为上覆岩层的容重，H 为深度。重力应力为垂直方向应力，它是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分，但是垂直应力一般并不完全等于自重应力，因为板块移动，岩浆对流和侵入，岩体非均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。构造应力是由地质构造运动形成的。当前的构造应力状态主要由最近一次的构造运动所控制，但也与历史上的构造运动有关。构造应力主要表现为以水平应力为主，“在构造应力的作用仅影响地壳上层一定厚度的情况下，水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量。”
岩体原始应力状态与哪些因素有关？地形地貌：谷底应力集中，应力沿坡岸分布。岩体结构：断层和结构面附近，地应力分布状态将会受到明显扰动。断层端部、拐角及交汇处出现应力集中；断层带成为应力降低带等。岩石力学性质：岩体应力的上限受岩体强度控制；弹性模量大利于应力积累等。水的影响：孔隙水压力降低岩体的有效应力。
简述地应力场的分布规律1）地应力场的特性（1）地应力场是一个以水平应力为主的三向不等压应力场（2）地应力场是一个具有相对稳定性的非稳定应力场2）垂直应力的分布规律在深度为25~~2700m 的范围内，v 呈线性增长，大致相当于按平均容量γ 等于27 kN ?计算出来的重力γ H 。3）水平应力的分布规律水平应力的分布比较复杂，它具有三个特点：（1）绝大多数情况下，水平主应力之一为最大主应力（2）水平应力具有明显的各向异性（3）水平应力随深度呈线性增长关系4）水平应力与垂直应力的关系（1）水平应力普遍大于垂直应力（2）平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小
有哪些高地应力现象？（1）岩芯饼化现象（2）岩爆（3）探洞和地下隧洞的洞壁产生剥离，岩体锤击为嘶哑声并有较大变形（4）岩质基坑底部隆起、剥离以及回弹错动现象（5）野外原位测试测得的岩体物理力学指标比实验室岩块试验结果高
简述地应力测量的重要性。（1）科学合理的开挖设计和施工的需要（2）地应力是影响岩石开挖工程稳定性的重要因素（3）地应力是岩石工程定量设计计算以及数值模拟分析的需要
（4）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等也都具有重要意义。
地应力测量方法分哪两类？两类的主要区别在哪里？每类包括那些主要测量技术？直接测
量法是由测量仪器直接测量和记录各种应力量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。在计算过程中并不涉及不同物理量的换算，不需要知道岩石的物理力学性质和应力应变关系。直接测量法主要包括扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法。间接测量法不是直接测量应力量，而是借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、渗透性、吸水性、电阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的理论公式或经验公式来计算岩体中的应力值。因此，在间接测量法中，为了计算应力值，首先必须确定岩体的某些物理力学性质以及所测物理量与应力的相互关系。间接测量法又可以分为全应力解除法、局部应力解除法和地球物理方法等三类方法。
简述套孔应力解除法的基本测量原理和主要测试步骤。1)基本原理当需要测定岩体中某点的应力状态时，先钻一大孔至该点，然后钻一同心小孔（测量孔）；再通过套钻方式将该处的岩体单元与周围岩体分离，此时岩体单元上所受的应力将被解除并导致该单元体的几何尺寸产生弹性恢复；应用一定的仪器，测定这种弹性恢复引起的测量孔的孔径变形值；如果假定岩体是连续、均质和各向同性的弹性体，则根据孔径变形值就可以借助弹性理论的解答来计算岩体单元所受的应力状态。2)试验步骤1）钻一个大孔至需要测量岩体应力的部位；2）在大孔底部钻一个同心小孔（测量孔）；3）将探头（测试元件）安装到测量孔中；4）用与大孔直径相同的薄壁钻头（岩芯钻）继续延深大孔，从而使测量孔周围的岩芯实现应力解除；5）用包括测试探头在内的量测系统测定和记录岩芯由于应力解除引起的测量孔变形或应变；6）计算测量点的应力数值和方向。
根据测试元件的不同，套孔应力解除法可分为哪几种方法？孔径变形法孔底应变法孔壁应变法空心包体应变法实心包体变形法
简述水压致裂法的基本测量原理。对测试段钻孔用特制封隔器密封起来，然后对密封段加高压水直至孔壁岩石产生张裂隙。根据裂隙的方向及泵压的大小分析确定原岩的应力状态。
P121-122
对水压致裂法的主要优缺点作出评价。压致裂法具有如下优点：（1）设备简单。只需用普通钻探方法打钻孔，用双止水装置密封，用液压泵通过压裂装置压裂岩体，不需要复杂的电磁测量设备。（2）操作方便。只通过液压泵向钻孔内注液以压裂岩体，观测压裂过程中泵压、液量即可。（3）测值直观。它可根据压裂时泵压(初始开裂泵压、稳定开裂泵压、关闭压力、开启压力)计算出地应力值，不需要复杂的换算及辅助测试，同时还可求得岩体抗拉强度。（4）测值代表性大。所测得的地应力值及岩体抗拉强度是代表较大范围内的平均值，有较好的代表性。（5）适应性强。这一方法不需要电磁测量元件，不怕潮湿，可在干孔及孔中有水条件下作试验，不怕电磁干扰，不怕震动。不足：但它存在一个较大的缺陷，就是主应力方向定得不准。另外，这种方法认为初始开裂在直于最小主应力的方向发生，可是如果岩石本来就有层理、节理等弱面存在，那么初始裂隙就由可能沿着弱面发生。因此这种方法只能用于比较完整的岩石中。
简述局部应力解除法的基本原理。以扁千斤顶为例：采取在岩壁上开切凹槽的方式，使岩体应力得到解除；岩体应力解除导致凹槽两侧岩体发生变形；然后通过扁千斤顶（也称液压枕）对凹槽两面岩体加压，使岩体变形恢复到未开切凹槽时的初始状态，此时扁千斤顶的压力就近似等于原岩应力。
简述声发射法的主要测试原理。1950 年，德国人凯泽(J．Kaiser)发现多晶金属的应力从其历史最高水平释放后，再重新加载，当应力未达到先前最大应力值时，很少有声发射产生，而当应力达到和超过历史最高水平后，则大量产生声发射，这一现象叫做凯泽效应。从很少产生声发射到大量产生声发射的转折点称为凯泽点，该点对应的应力即为材料先前受到的最大应力。岩石材料也具有凯泽效应。凯泽效应为测量岩石应力提供了一条新途径，即如果从原岩中取回定向的岩石试件，通过对加工的不同方向的岩石试件进行加载声发射试验，测定凯泽点，即可找出每个试件以前所受的最大应力，并进而求出取样点的原始(历史)三维应力状态。
何谓凯泽效应。材料的应力从其历史最高水平释放后，再重新加载，当应力未达到先前最大应力值时，很少有声发射产生，而当应力达到和超过历史最高水平后，则大量产生声发射，这一现象叫做凯泽效应。
什么是地压？什么是地压现象？广义地压与狭义地压的区别何在？研究地压对矿山工程有什么意义？围岩发生变形、出现裂隙、断裂冒落和支架破坏的现象，通常称地压现象；因围岩位移和冒落破坏而作用在支架上的压力，称为地压，也称狭义地压。广义地压由围岩(天然形成的地下结构物)与支架(人工构筑的地下结构物)两者共同来承担。它等于同一点上的初始应力。巷道无支护条件下，广义地压——原岩的压力完全由围岩所承担。研究地压的意义
（1）围岩应力重分布问题——计算重分布应力地下开挖破坏了岩体原岩应力的相对平衡状态，巷道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，形成新的应力状态，称为重分布应力状态。（2）围岩变形与破坏问题——计算位移、确定破坏范围在重分布应力作用下，巷道围岩将向巷道内变形位移。如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力，围岩将产生破坏。（3）围岩压力问题——计算围岩压力围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危害，因而，需对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围岩将对支衬结构施加一定的荷载，称为围岩压力(或称山岩压力、地压等)。
什么是原岩？什么是围岩？采矿工程中根据什么来定义原岩和围岩？未经工程开挖（采动）扰动的岩体，称为原岩。开巷（采动）后，初始应力发生显著化（通常界定为应力的变化超过 5％）的区域，称为采动影响范围；在此范围内的岩体，通常称围岩。此范围以外则为原岩。
说明围岩与支架的共同作用原理，围岩位移与支架刚度间的关系，以及支架设计的原则。1）开挖后立即假设支架，而且支架为理想绝对刚性的。于是巷道周边的位移等于开巷后的瞬时弹性位移ue 。支架的工作点为图中的A 点；支架所需提供的支护反力最大，这就是支架所能承担的最大载荷pimax 。围岩承担产生瞬时弹性变形的力p-pi max 。2）开挖后不假设支架。此时支架所提供的支护抗力pb=0，围岩位移ua=umax 。此时支架的工作点在图中的B 点，即，围岩承担了全部地压，支架所承担的载荷为零。实际工作点：围岩位移曲线与支架特性曲线的交点C 。支架担负C 点以下的压力pi ，围岩则担负C 点以上的压力(p - pi)。广义地压是由围岩和支架共同承担的。支架最理想的工作点是B 点，即，让围岩作为天然的承载体，去承担全部地压，并听任巷道周边的位移发展到极限值，umax 。D 点称为松脱点。围岩在周边位移量达到某一数值ud 时，就发生围岩松脱、冒落。此时支架上的压力，就取决于从围岩中脱落下来的岩石的重量，其数值大小由DEF 线来决定。对应于D 点的支架支护抗力，就是最小支护抗力pi min 。支架的的最佳工作点，应该是 D 点以上，且距 D 点不远的小范围内。这样，就可以让围岩最大限度地承担地压，使支架所担负的压力为最小；同时，又可保证围岩不产生岩石的局部松脱现象。因此，在支架设计中，支架所承担的支护抗力，应该满足：pimax ＞pi ＞pi min 围岩位移也应满足：ue ＜ua ＜ud
圆形巷道围岩中的次生应力分布有哪些特点？侧压力系数对围岩应力分布以及应力集中系数有什么样的影响？椭圆形、矩形、直墙拱顶形以及马蹄形巷道围岩中应力分布有哪些特点？圆形巷道围岩的弹性应力分布：轴对称，即，λ=1 的情形（1）围岩中的应力大小与岩石的弹性常数无关，与巷道尺寸无关，仅与原岩应力的大小和距巷道周边的距离有关。（2）在巷道周边，径向应力 σ r ＝0；随着距离r 的增加，σr 迅速增大，并在无限远处等于原岩应力。σθ则在巷道周边处等于 2p ，并随距离r 的增加而迅速减小，在无限远处等于原岩应力。
（3）巷道周边的主应力差 σ θ ? σ r 最大，达 2p ；随距离 r 的增加， σ θ ? σ r 的数值迅
速减小。σ θ 和 σ r 之间有差值存在时，会产生的剪应力 τ =2
r θσσ-在巷道周边，差值最大，剪应力也最大。这就是说，如果围岩发生破坏，破坏将总是从巷道周边开始。（4）从理论上说，巷道开挖所产生的影响范围为无穷远。即，仅当在距离巷道周边为无限远处，σr 和σθ才等于p 。但从工程的角度来考虑，r ＝3～5a 时，通常就可以忽略其影响。λ对巷道周边的应力分布的影响对于一个开挖于岩体中的圆形巷道，对巷道稳定性最有利的，是λ＝1 的情形，因为此时围岩处于均匀受压状态，没有拉应力出现，而且，巷道周边各点的应力大小
都相等，应力集中系数等于 2。对巷道稳定性最不利的则是λ＝0（原岩应力水平分量为零）的情形，此时巷道周边两帮中点的应力集中系数等于 3；顶底板中点则存在着绝对值等于原岩应力 p 的拉。λ＝∞（原岩应力垂直分量为零）的情形，与λ＝0 情形相似。应力（应力集中系数Κ＝?1）当λ的数值在 0 和 1 之间时，应力集中系数在 2 和 3 之间。但当λ＜1/3 或 λ > 3 时，巷道周边仍然存在拉应力；仅当λ的数值满足 1/3＜λ＜3 时，巷道周边不再有拉应力存在。椭圆形、矩形、直墙拱顶形以及马蹄形巷道围岩中应力分布椭圆形（1）最佳轴比：1
m λ=（2）巷道轴比的倒数与侧压力系数相等，椭圆形巷道的周边任意点的应力均
为数值相等的压应力，这对巷道稳定性最有利。椭圆形巷道的零应力（无拉力）轴比：21m λ?
-（当λ > 1 时）12m λ
λ-?（当λ < 1 时）
出现塑性区后，巷道围岩应力分布发生了什么变化？塑性区应力分布的主要特点是什么？塑性区范围（半径）由哪些因素决定？在围岩产生塑性变形（屈服）后，巷道周边附近出现了一个塑性区；深处的围岩则仍然处于弹性状态。根据应力的分布，可以把巷道围岩划分成塑性区、弹性区和原岩应力区。与未发生塑性变形的情形相比，在巷道周边，塑性区内岩体切向应力σθ 的数值较弹性区降低，并随；切向应力σθ 的最大值，从巷道周边转移到了弹性区与塑性区的交界处。在塑性区内，应力σθ 的数值从弹塑性区交界起逐渐降低，在巷道周边达到最小值。塑性区半径的计算公式：1sin 2sin (1sin p p Cctg R p Cctg ?
????--??+=-??+??
由上式可知，塑性区半径Rp 与原岩应力p 、岩体的强度(C 、? 值)、支架的支反力pi ，以及巷道半径a 有关。原岩应力越大，Rp 越大；岩体强度越高，Rp 越小；支反力越大，Rp 越小；巷道半径越大，Rp 越大。
什么是普氏坚固性系数？普氏地压公式、秦氏公式和太沙基公式的出发点和适用条件各是什么？普氏坚固性系数10
c s f =，c s 为岩石试块的单向抗压强度。普氏理论适用于顶板岩石稳定性较差，但侧帮稳定性较好，侧帮不发生破坏的情况。秦氏公式用于顶板岩石稳定性和侧帮岩体的稳定性均较差的情况。太沙基（K. Terzaghi ）理论也将岩体视为具有一定内聚力的松散体。但对支架上受力的原因，则认为是上覆岩层重量向下传递引起的。
围岩与支架的相互作用关系。(1) 围岩压力pi 与支护抗力pa 大小相等，方向相反。即：a i p p =
(2) 围岩与支架的变形协调。支架位移量等于开挖后巷道周边的位移减去支护前巷道围岩的位移。即：0b a u u u =-?式中，ub 为支架的位移；ua 为围岩的位移；Δu 0为支架假设前围岩
已发生的位移。(3) 围岩压力-位移方程：01()a i u u f p +=式中，u0为巷道开挖前，围岩在
原岩应力的作用下产生的位移。(4) 支架特性曲线：u 2()b a u f p =支架的变形量ub 与围岩
作用在支架上的压力pa 成正比关系。
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
1．构成岩石的主要造岩矿物有正长石、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。 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？ 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。岩浆岩特点： 1）深成岩：常形成较大的入侵体。颗粒均匀，多为粗-中粒状结构，致密坚硬，孔隙很小，力学强度高，透水性较弱，抗水性较强。2）浅成岩：成分与深成岩相似，但产状和结构都不相同，多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差，与其他岩种相比，它的性能较好。3）喷出岩：结构较复杂，岩性不均一，连续性较差，透水性较强，软弱结构面比较发育。沉积岩特点：1）火山碎屑岩：具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系，各类火山岩的 性质差别很大。2）胶结碎屑岩：是沉积物经过胶结、成岩固结硬化的岩石。 其性质取决于胶结物的成分、胶结形式和碎屑物成分和特点。3）粘土岩：包括页岩和泥岩。其性质较差。4）化学岩和生物岩：碳酸盐类岩石，以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。变质岩特点：是在已有岩石的基础之上，经过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和压力的不同而具有不同的性质，形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。变质岩特点1）接触变质岩：侵入体周围形成岩体。岩 体透水性强，抗风化能力降低。 2）动力变质岩：构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好，裂隙、孔隙发育，强度低，透水性强。3）区域变质岩：这种变质岩的分布范围广，岩石厚度大，变质程度均一。一般块状岩石性质较好，层状片状岩石性质较差。 6．表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 答：指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7、岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。 答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，在试件中可产生三种破坏形式: (1)X状共轭斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏，破坏面
《岩石力学》测试题一 西南科技大学考试试题单 考试科目：岩石力学 （不必抄题，但必须写明题号，试题共计三大题） 一、解释下列术语（每小题4分，共28分） 1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限 2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。不同的结构面，其 力学性质不同、规模大小不一。 3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态 4.流变在外力作用下，岩石的变形和流动 5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数ξ来表示。 6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象 7.矿山压力地下矿体被开采后，其周围岩体发生了变形和位移，同时围岩内的应力也 增大和减小，甚至改变了原有的性质。这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。 二、简答题（每小题7分，共42分） 1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？ 都是岩石形状改变的一种类型，膨胀和扩容时岩石的体积会增大，扩容和蠕变时需要受力2.岩体按结构类型分成哪几类？各有何特征？ 整体块状 层状 碎裂
散体 3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？ 4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么？ 5.在不同应力状态下，岩石可以有几种破坏形式？ 压缩破坏拉伸破坏剪切破坏 6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？ 喷射混凝土的厚度是否越大越好？为什么？ 三、计算题（30分） 1.将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算：（1）内磨擦角φ；（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？（本题20分） 2.岩体处于100m深，上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3，泊松比μ=0.2，自重应力为多少？当侧压力系数为1.0时，自重应力为多少？（本题10分 《岩石力学》测试题二 双击自动滚屏
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
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
一章: 1、叙述岩体力学的定义、 岩体力学主要就是研究岩体与岩体力学性能的一门学科,就是探讨岩石与岩体在其周围物理环境(力场、温度场、地下水等)发生变化后,做出响应的一门力学分支。 2、何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？ (1)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。(2)岩体:一定工程范围内的自然地质体。(3)不同之处:岩体就是由岩石块与各种各样的结构面的综合体。 3、何谓岩体结构？岩体结构的两大要素就是什么？ (1)岩体结构就是指结构面的发育程度及其组合关系;或者就是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。(2)结构体与结构面。 4、岩体结构的六大类型？ 块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。 5.岩体有哪些特征？ 6.(1)不连续;受结构面控制,岩块可瞧作连续。(2)各向异性;结构面有一定的排列趋势,不同方向力学性质不同。(3)不均匀性;岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状与镶嵌情况等在各部位不同,各部位的力学性质不同。(4)赋存地质因子特性(水、气、热、初应力)都会对岩体有一定作用。 二章: 1、岩石物理力学性质有哪些？ 岩石的质量指标,水理性质指标,描述岩石风化能力指标,完整岩石的单轴抗压强度,抗拉强度,剪切强度,三向压缩强度与各种受力状态相对应的变形特性。 2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些？ 对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状(形状、尺寸、高径比),加载速率、环境(含水率、温度)。对三相压缩强度的影响因素:侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。 3.什么就是岩石的应力应变全过程曲线？ 所谓应力应变全过程曲线就是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。 4、简述岩石刚性实验机的工作原理？:压力机加压(贮存弹性应能)岩石试件达峰点强度(释放应变能)导致试件崩溃。AA′O2O1面积—峰点后,岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积——峰点后,刚体机释放的能量(贮存的能量)。ABO2O1——峰点后,普通机释放的能量(贮存的能量)。当实验机的刚度大于岩石的刚度,才有可能记录下岩石峰值应力后的应力应变曲线。 5、莫尔强度理论,格尔菲斯强度理论与E、hoek与E、T、brown提出的经验理论的优缺点？ 莫尔强度理论优点就是使用方便,物理意义明确;缺点就是1不能从岩石破坏机理上解释其破坏特征2忽略了中间主应力对岩石强度的影响;格尔菲斯强度理论优点就是明确阐明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂扩展方向;缺点就是仅考虑岩石开裂并非宏观上破坏的缘故。E、hoek与E、T、brown提出的经验理论与莫尔强度理论很相似其优点就是能够用曲线来表示岩石的强度,但就是缺点就是表达式稍显复杂。
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（）。
比较长，大家可以通过查找的方式来找题，如果找不到就是我没作，大家自己蒙吧 一、单选题 莫尔强度理论不适用的岩石类型是（）。A A、劈裂破坏 B、塑性流动破坏 C、X形剪切破坏 D、单斜面剪切破坏 依据库仑准则岩石的剪切破坏角（）。B A、小于45° B、等于45° C、大于45°
D、随正应力变化 某岩层的岩石抗拉强度22MPa，单轴抗压强度为280MPa，则该岩层的普氏系数为（）。C A、2.2 B、22 C、28 D、280 就岩石力学而言，岩体与岩块的最重要区别是（）B A、岩体大于岩块 B、岩体中存在不连续面 C、岩体仍存在于地壳内 具有崩解性岩石的软化系数为（）。D
A、1.0 B、＜1 C、＞0 D、0 （）符合单轴压缩国家标准，并被广泛采用的岩石试件形状。C A、正方形 B、正棱柱体 C、圆柱体 D、长方体 不属于巷道围岩范围内的是（）C A、减压区
B、弹性承载区 C、稳压区 D、塑性承载区 直径为（）mm的圆柱体试件径向点载荷试验的点载荷指标值为标准试验值。B A、100 B、50 C、25~50 D、25 已知某岩石的强度曲线为，则该岩石内摩擦角和内聚力为（）B A、60°，根号3MPa B、30°，根号3MPa
C、30°，3分之根号3MPa D、60°，3分之根号3MPa 岩体各向异性最明显时的节理组数为（）。B A、0 B、1 C、2 D、2 采用双千斤顶法测定岩体抗剪强度时，剪切千斤顶加载方向与剪切面夹角为（）°。B A、0 B、15 C、30
D、45 符合岩石的三轴抗压强度的性质的是（）。A A、随σ3增大三轴抗压强度明显增大 B、σ2对三轴抗压强度无影响 C、σ3对三轴抗压强度无影响 D、对三轴抗压强度的影响σ2比σ3大 表示岩石抗剪强度的参数是指（）。D A、抗切强度 B、内聚力 C、内摩擦角 D、内聚力和内摩擦角
岩石：是由各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而形成的多种矿物颗粒的集合体，是组成地壳的基本物质。 岩体：是相对于岩块而言的，是指地面或地下工程中范围较大的、由岩块（结构体）和结构面组成的地质体。 岩石结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石构造：是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。 岩石的密度：是指单位体积岩石的质量，单位为kg/ 3 m。 块体密度：是指单位体积岩石（包括岩石孔隙体积）的质量。 颗粒密度：是岩石固相物质的质量与其体积的比值。 孔隙性：把岩石所具有的孔隙和裂隙特性，统称为岩石的孔隙性。 孔隙率：岩石试件中孔隙体积与岩石试件体积之比 渗透系数：岩石渗透系数是表征岩石透水性的重要指标，渗透系数K 在数值上等于水力梯度为 1 时的渗流速度，单位为cm/s 或m/d。 软化系数：软化系数K R 为岩石试件的饱和抗压强度σ cw (MPa)与干抗压强度σ c (MPa)的比值。 岩石的膨胀性：是指岩石浸水后发生体积膨胀的性质。 岩石的吸水性：岩石在一定的实验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性，其吸水量的大小取决于岩石孔隙体积的大小及其敞开或封闭的程度等。 扩容：是指岩石在外力作用下，形变过程中发生的非弹性的体积增长。 弹性模量：是指在单向压缩条件下，弹性变形范围内，轴向应力与试件轴向应变之比，即E =σ ε 。 变形模量：是指岩石在单轴压缩条件下，轴向应力与轴向总应变（为弹性应变ε e 和塑性应变ε p 之和）之比。 泊松比：在单向载荷作用下，横向应变( ε x = ε y )与轴向应变( ε z )之比。 脆性度：通常把抗压强度与抗拉强度的比值称为脆性度，n = c t δ δ 尺寸效应：岩石试件的尺 寸越大，则强度越低，反之越高，这一现象称为尺寸效应。 常规三轴试验：常规三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 = σ 3 > 0 ，即岩石试件受轴压和围压作用，试验主要研究围压（σ 2 = σ 3 ）对岩石变形、强度或破坏的影响。 真三轴试验：真三轴试验的应力状态为σ 1 > σ 2 > σ 3 > 0 ，即岩石试件在三个彼此正交方向上受到不相等的压力，试验的主要目的是研究中间主应力（σ 2 ）的影响。 岩石三轴压缩强度：是指岩石在三轴压缩荷载作用下，试件破坏时所承受的最大轴向压应力。流变性：是指介质在外力不变条件下，应力或应变随时间而变化的性质。 蠕变：是指介质随在大小和方向均不改变的外力作用下，介质的变形随时间的变化而增大的现象。 松弛：是指介质的变形(应变)保持不变时，内部应力随时间变化而降低的现象。 弹性后效：是指对介质加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。其是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复，外力卸除后最终不留下永久变形。 岩石长期强度：岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，通常把作用时间t → ∞ 的强度（最低值）S ∞ 称为岩石长期强度。 强度准则：它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，一般可以用破坏条件下(极限应力状态)的应力间关系σ 1 = f (σ 2 , σ 3 ) 或τ = f (σ ) 来表示。通过强度准则判断岩石在什么样应力、应变条件下破坏。 岩石结构与岩石构造有何区别？并举例加以说明。岩石结构是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。岩石构造是指岩石中不同矿物集合体之间及其与其他组成部分之间在空间排列方式及充填形式。如层理、片理、流面等。 岩石颗粒间连接方式有哪几种？岩石颗粒间连接方式分为结晶连接和胶结连接两类。
2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特性？ 答：（1）恒应力长期作用下岩石的流变体现为蠕变，蠕变指岩石材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。蠕变可分为三个阶段：第一阶段：蠕变速率（Δε/Δt ）随时间而呈下降趋势。第二阶段：蠕变速率不变，即（Δε/Δt ）为常数，这一段是直线。第三阶段：蠕变速率随时间而上升，随后试样断裂。 （2）在应变一定的情况下，岩石的流变体现为松弛，松弛分为立即松弛——变形保持恒定后，应力立即消失到零；完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，直到应力为零；不完全松弛——变形保持恒定后，应力逐渐消失，但最终不能完全消失，而趋于某一值。 （3）岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的特性称作岩石的长期强度，岩石长期强度也是岩石流变特性的体现。 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 答：（1）马克斯威尔（Maxwell）模型。这种模型是由弹性单元和黏性单元串联而成，当骤然施加应力并保持为常量时，变形以常速率不断发展。 （2）开尔文（Kelvin）模型。它是由弹性单元和黏性单元并联而成，当骤然施加应力时，应变速率随着时间逐渐递减，在t增长到一定值时剪应变就趋于零。 （3）广义马克斯威尔模型。该模型由开尔文模型与黏性单元串联而成，剪应力开始以指数速率增长，逐渐趋近于常速率。 （4）广义开尔文模型。该模型由开尔文模型与弹性单元串联而成，开始产生瞬时应变，随后剪应变以指数递减速率增长，最终应变速率趋于零，应变不再增长。 （5）柏格斯（Burgers）模型。这种模型由开尔文模型与马克斯威尔模型串联而成，蠕变曲线开始有瞬时变形，随后剪应变以指数递减速率增长，最后趋于以不变的速率增长。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 答：岩石的长期强度指岩石强度随外荷载作用时间的延长而降低的性能，即作
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
第一章习题 1-1 试举例证明，什么是均匀的各向异性体，什么是非均匀的各向同性体，什么是非均匀的各向异性体。 1．均匀的各向异性体： 如木材或竹材组成的构件。整个物体由一种材料组成，故为均匀的。材料力学性质沿纤维方向和垂直纤维方向不同，故为各向异性的。 2．非均匀的各向同性体： 实际研究中，以非均匀各向同性体作为力学研究对象是很少见的，或者说非均匀各向同性体没有多少可讨论的价值，因为讨论各向同性体的前提通常都是均匀性。设想物体非均匀（即点点材性不同），即使各点单独考察都是各向同性的，也因各点的各向同性的材料常数不同而很难加以讨论。 实际工程中的确有这种情况。如泌水的水泥块体，密度由上到下逐渐加大，非均匀。但任取一点考察都是各向同性的。 再考察素混凝土构件，由石子、砂、水泥均组成。如果忽略颗粒尺寸的影响，则为均匀的，同时也必然是各向同性的。反之，如果构件尺寸较小，粗骨料颗粒尺寸不允许忽略，则为非均匀的，同时在考察某点的各方向材性时也不能忽略粗骨料颗粒尺寸，因此也必然是各向异性体。因此，将混凝土构件作为非均匀各向同性体是很勉强的。 3．非均匀的各向异性体： 如钢筋混凝土构件、层状复合材料构件。物体由不同材料组成，故为非均匀。材料力学性质沿纤维方向和垂直纤维方向不同，故为各向异性的。 1-2一般的混凝土构件和钢筋混凝土构件能否作为理想弹性体一般的岩质地基和土质地基能否作为理想弹性体 理想弹性体指：连续的、均匀的、各向同性的、完全（线）弹性的物体。 一般的混凝土构件（只要颗粒尺寸相对构件尺寸足够小）可在开裂前可作为理想弹性体，但开裂后有明显塑性形式，不能视为理想弹性体。 一般的钢筋混凝土构件，属于非均匀的各向异性体，不是理想弹性体。 一般的岩质地基，通常有塑性和蠕变性质，有的还有节理、裂隙和断层，一般不能视为理想弹性体。在岩石力学中有专门研究。 一般的土质地基，虽然是连续的、均匀的、各向同性的，但通常具有蠕变性质，变形与荷载历史有关，应力-应变关系不符合虎克定律，不能作为理想弹性体。在土力学中有专门研究。 1-3 五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途 连续性假定使变量为坐标的连续函数。完全（线）弹性假定使应力应变关系明确为虎克定律。均匀性假定使材料常数各点一样，可取任一点分析。各向同性使材料常数各方向一样，坐标轴方位的任意选取不影响方程的唯一性。小变形假定使几何方程为线性，
岩体力学习题 1、何谓岩体力学? 谈谈你对岩体力学的认识和看法。 1)岩体力学是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下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。 2)认识和看法：对于岩体力学的认识看法，主要还是体现在其形成发展的过程以及研究对象内容所囊括的重要意义。 岩体力学的形成和发展，是与岩体工程建设的发展和岩体工程事故分不开的。岩块物理力学性质的试验，地下洞室受天然水平应力作用的研究，可以追溯到19世纪的下半叶。20世纪初出现了岩块三轴试验，1920年，瑞士联合铁路公司采用水压洞室法，在阿尔卑斯山区的阿姆斯特格隧道中，进行原位岩体力学试验，首次证明岩体具有弹性变形性质。1950～1960年，岩体力学扩大了应用范围，从地下洞室围岩稳定性研究扩展到岩质边坡和地基岩体稳定性研究等。1957年，法国的J.塔洛布尔著《岩石力学》，从岩体概念出发，较全面系统地介绍了岩体力学的理论和试验研究方法及其在水电工程上的应用。至50年代末期，岩体力学形成了一门独立的学科。60年代以来，岩体力学的发展进入了一个新的历史时期，研究内容和应用范围不断扩大，对不连续面力学效应和岩体性能进行了研究，取得了成果和发展；有限元法、边界元法、离散元法先后被引入，岩体中天然应力量测的加强与其分布规律不断被揭示。 岩体力学的理论基础直接来源于弹塑性力学，同时也包含了理论力学、材料力学等方面的知识，只是研究对象细化到了岩土体这一材料上，故而其研究的重要意义在于：大量岩体工程的开展必须要保证其既安全稳定又经济合理，所以要通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。其中，准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良的工程场址，防止重大事故，为合理的工程设计提供岩体力学依据，是工程岩体力学研究的根本目的和任务。岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。起初，由于岩体工程数量少，规模也小，人们多凭经验来解决工程中遇到的岩体力学问题。因此，岩体力学的形成和发展要比土力学晚得多。随着生产力水平及工程建筑事业的迅速发展，提出了大量的岩体力学问题。诸如高坝坝基岩体及拱坝拱座岩体的变形和稳定性；大型露天采坑边坡、库岸边坡及船闸、溢洪道等边坡的稳定性；地下洞室围岩变形及地表塌陷；高层建筑、重型厂房和核电站等地基岩体的变形和稳定性；以及岩体性质的改善与加固技术等等。对这些问题能否做出正确的分析和评价，将会对工程建设和生产的安全性与经济性产生显著的影响，甚至带来严重的后果。 2、何谓岩块、岩体? 试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点? 1）岩块：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。 2）岩体：指在地质历史过程中形成的，由岩块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，是岩体力学研究的对象。 3）岩块与岩体：岩块是构成岩体的最小岩石单元体，岩体包含岩块； 岩体与土：土不具有刚性的联结，物理状态多变，力学强度低等，因而也不具有岩体的结构面。 3、何谓岩体分类? RMR 分类和Q 分类各自用哪些指标表示? 怎样求得? 1）岩体分类：在工程地质分组的基础上，通过对岩体的的一些简单和容易实测的指标，将工程地质条件与岩体参数联系起来，并借鉴已建的工程设计、施工和处理等方面成功与失败的经验教训，对岩体进行归类的一种方法。
岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？ 1.3 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？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？ 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？ 2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。 2.7 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？ 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？
2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？ 2.11 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。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？ 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？ 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？ 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？ 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？ 2.20 请根据坐标下的库仑准则，推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式，式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到100MPa时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算： 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。
《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 ）
绪论 1、试述岩土工程、工程地质的含义与联系。 （1）岩土工程：是以工程地质学、土力学、岩石力学及地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在建筑过程中出现的所有与岩土体有关的工程技术问题，是一门地质与工程建筑全方位结合的专业学科，属土木工程范畴。 （2）工程地质：是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。（3）区别：工程地质是地质学的一个分支，其本质是一门应用科学；岩土工程是土木工程的一个分支，其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师)，侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究；从事岩土工程的是工程师，关心的是如何根据工程目标和地质条件，建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分，解决工程建设中的岩土技术问题。因此，无论学科领域、工作内容、关心的问题，工程地质与岩土工程的区别都是明显的。 （4）联系：工程地质是岩土工程的基础，岩土工程是工程地质的延伸。 2、简述岩土工程勘察的任务与目的。 基本任务：按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数，对有关的岩土工程问题作出论证、评价。 具体任务： （1）阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。 （2）查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。 （3）分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价结论。 （4）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出论证和建议。 （5）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。 岩土工程勘察的目的是：运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响；研究地基、基础和上部结构共同工作时，保证地基强度、稳定性以及不致产生过大沉降变形的措施，分析并提出地基的承载能力；提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。 工程地质勘察的目的：为工程建筑对象选择适宜的地质环境，从而为该工程在技术上的可能性和经济上的合理性提供保证。并不致对地质环境产生不应有的破坏，以致影响工程本身和人类的生活环境。 工程地质勘察的目的就是查明工程地质条件，分析存在的工程地质问题。 3、岩土工程的研究内容有哪些？ 岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。 4、我国岩土工程勘察的现状如何？ 从目前国内大量的实践可看出，岩土工程勘察侧重于解决土体工程的场地评价和地基稳定性问题，而对地质条件较复杂的岩体工程，尤其是重大工程（如水电站、核电站、铁路干线等）的区域地壳稳定性，边坡和地下洞室围岩稳定性的分析、评价，仅由岩土工程师是无法胜任的，必须有工程地质人员的参与才能解决。这就要求岩土工程与工程地质在发挥各自学科专
一、习题1 、B 2 、D 1.1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 1.2大部分岩体属于（）。 （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（）。 （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（）。 （A）B、（C）（D） 2.3由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（）。 （A）脆性材料 （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（）。 （A）岩石体积不断减少的现象 （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（）。 （A）岩石内部裂隙闭合引起的（B （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 ）。 （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（）。 （A）抗压强度（B）抗拉强度（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度 ）。 （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 2.9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（）。 （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 （D）它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用 2.10岩石的吸水率是指（）。 （A （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 0.72，则该岩石（）。（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 2.12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（）。 （A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体 2.13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（）。