2022年岩石力学考试试题及复习资料 .pdf

学习资料收集于网络，仅供参考学习资料岩石力学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。粘土矿物：蒙脱石含量高软，易变形，易水化。伊利石含量高硬脆，不易变形，不易水化。岩石的结构：颗粒大小强度：粗粒 片状 鳞状名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料排列形式强度：等粒 不等粒微结构面：降低岩石强度，导致岩石力学性质各向异性结晶连结胶结连结：基底型、接触型、间隙型、溶蚀型11 张性破裂面：是由张力形成的，在破坏过程中，破坏面两侧岩体仅沿破裂面法向发生分离位移。剪性破裂面：是由剪应力而形成的，破裂面两侧岩体沿破裂面切线方向发生有不同程度的滑错位移。12 岩石的物理性质？物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现的物理状态。（1）岩石的密度（2）岩石的孔隙性颗粒密度(s)：岩石固体部分的质量与其体积的比值。它不包含孔隙在内，因此其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量：s=ms/Vs 块体密度（或岩石密度）是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又有干密度（d）、饱和密度（sat）和天然密度（）之分，在未指明含水状态时一般指岩石的天然密度。孔隙度：岩石中孔隙体积与岩石总体积之比(多用百分数表示)。一般岩石的孔隙度在0.1-0.35之间。裂隙率：岩石中各种节理、裂隙的体积与岩石总体积之比称裂隙率。孔隙比：岩石中孔隙的体积与固体颗粒体积之比称岩石的孔隙比(多以小数表示)e 孔隙比;n 孔隙度13 岩石的水理性质？岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有：1.吸水性2.软化性3.抗冻性 4.透水性吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比。岩石的饱和吸水率(Wp)：岩石试件在高压(一般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干质量(ms)之比。饱水系数：岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱水系数。软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质。抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的能力。可溶性：是指岩石被水溶解的性能。膨胀性：岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能称膨胀性。崩解性：岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状崩开散落的性能。1nen1ene0limiiAiFA名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料14 应力：正应力、剪应力。一点应力状态有9 个分量。15 剪应力互等定理岩石处于静平衡状态受力平衡和力矩平衡16 应变：17 岩石变形的概念：指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变化。工程最常研究的是由于力的影响所产生的变形。18 分类：按照岩石的应力-应变-时间关系，可将其力学属性划分为弹性、塑性和粘性。19 弹性：一定应力范围内，物体受外力作用产生变形，而去除外力后能够立即恢复原有形状和尺寸大小的性质20 塑性：物体受力后产生变形，在外力去除后不能完全恢复原状的性质21 粘性：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22 空隙闭合应力：单轴压缩状态下使岩石中的空隙闭合的最下应力23 比例弹性极限或弹性极限：应力应变曲线保持直线关系的极限应力000 xyxzxyxyzyyzxzzXxyzYyxzZzxy应力平衡方程：22122211241124xyxyxyxyxyxy一点应力变换公式：1222222232xxyyzzxxyyyyzzzzxxxyyzzxxxyyzzxyyzzxxxyzyyzxzzxyIII应力不变量：12121211cos2221sin 22摩尔圆：22281223311()()()312222222302xxyyzzxxyyyyzzzzxxxyyzzxxxyyzzxyyzzxxxyzyyzxzzxyJsssJs ss ss ssssJs s ss s ss ss ss s应力偏量的不变量：212131233mxxyyzzoctII八面体：LLL100010001000120021121202122xxyyzzxyxyyzyzzxzxE对称本构方程：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料24 屈服应力：单轴压缩状态下岩石出现塑性变形的极限应力25 扩容：压缩应力下岩石体积出现膨胀的现象称为岩石扩容26 峰值强度：单轴压缩下岩石所能承受的最大应力成为峰值强度27 变形的 5 个阶段：空隙压密阶段(OA)弹性变形阶段(AB)微裂隙稳定发展阶段(BC)微裂隙非稳定发展阶段(CD)破坏后阶段(DE)28 变形模量：是指单轴压缩条件下，轴向压应力与轴向应变之比。应力-应变曲线为直线型，这时变形模量又称为弹性模量29 侧胀系数：是指单轴压缩条件下，径向应变与轴向应变之比。应力这时侧胀系数又称为泊松比30 围压对变形破坏的影响：岩石破坏前应变峰值强度随3 增大而增大随3 增大岩石变形模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显随3 增大，岩石的塑性不断增大，随 3 增大到一定值时，岩石由弹脆性转变为塑性。这时，3 的大小称为“转化压力”。随3 的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性剪切及塑性流动破坏方式过渡。31 岩石的流变性主要包括以下几个方面：蠕变：在恒定应力条件下，变形随时间逐渐增长的现象松弛：应变一定时，应力随时间逐渐减小的现象流动特征：指时间一定时，应变速率与应力的关系长期强度：指长期荷载（应变速率小于10-6s）作用下岩石的强度32 蠕变划分为三个阶段：初始蠕变阶段（减速蠕变阶段）、等速蠕变阶段（稳定蠕变阶段)、加速蠕变阶段33 Maxwell模型蠕变方程：松驰方程：性质：有弹性变形、粘性流动，有松驰34 kelvin模型蠕变方程：卸载蠕变方程（后效）：描述的性质：a.无瞬时弹性变形b.无粘性流动（无永久变形）c.有弹性后效d.无松弛35 岩石破坏的形式主要有：1 脆性破坏（*拉伸破坏*剪切破坏）2 延性破坏36 脆性破坏：岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏。37 延性破坏：岩石在破坏之前变形很大，且没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形，流动或挤出，这种破坏称为延性或韧性破坏。38 岩石强度：岩石的强度是指荷载作用下岩石的抵抗破坏的能力。1/ctE00tE01EteE11()Ettte名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料39 岩石试样的破坏形式：劈裂破坏、剪切破坏、延性破坏40 岩石抗压强度的影响因素：（1）岩石自身性质的因素岩石自身的性质（矿物组成、颗粒大小及形状、粒间连接、结构特征、微结构面、风化程度）对其抗压强度起决定作用（2）试验条件方面的因素 试样的的几何形状及加工精度；加载速率；端面条件-端面效应；层理结构-取心方式（3）环境的影响温度和湿度的影响41 岩石的强度准则：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，称为破坏判据或称强度准则、强度判据。42 声波时差测井、伽玛测井43 测井资料解释岩石力学参数-弹性参数岩石抗压强度：GR测井数据确定泥质含量：GCUR 希尔奇指数，老地层2，第三系地层3.7 抗拉强度：粘聚力：内摩擦角：44 由钻井液柱压力P引起的应力：45 直井井眼周围地层应力状态46 直井井眼周围应力分布的特点是什么？66110110PPSsVtVt2310sGV2234103bpsKVV)2(2/)2(2222spspdVVVV)2/()43(22222spspsdVVVVVE0.004510.008cdcldclEVEV1221GRGCUR IshGCURsandGRmudsandVGRGRIGRGR12/008.010045.0cldcldtVEVES2241(12)10.781ddpcdCAVV2222rRPrRPr36.5450.4952C(12cos 2)(12cos 2)(12)()1HhpPPP()rpPPP(1 2)2()cos2()1zvHhpPPmin(1 2)3()1hHpPPPmax(12)3()1HhpPPP名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料47 天然应力：人类工程活动之前，天然状态下，岩体内部存在的应力，称为岩体天然应力或岩体初始应力，有时也称为地应力。48 重布应力：人类进行工程建设将引起一定范围内岩体初始应力的改变，工程建设扰动后的岩体应力称为重布应力或二次应力。49 进行地应力研究的意义：是所有地质力学问题中重要的初始条件；是勘探、钻井及油藏等石油工程的重要参数；是钻井工程中井壁稳定分析的重要参数；是采油工程中出砂防砂分析的重要参数；是油气层增产改造措施制定的重要参数；50 水平主应力的求取：在沉积岩中，地应力的大小一般应用下述方法获得：构造地质力学方法、水力压裂法、室内岩心试验法、建立在测井资料上的方法地应力的方向一般用下述方法获得：井壁崩落椭圆法、压裂井井下电视法51 出砂：是指在油气开采过程中砂粒随流体从油层中运移出来的现象。52 出砂的危害：减产或停产作业、地面和井下设备磨蚀、套管损坏，油井报废、安全及环境问题53 出砂的三种类型：不稳定出砂、连续性出砂、突发性大量出砂54 出砂来源：充填砂、骨架砂55 出砂预测技术：出砂可能性的预测、出砂压差的预测、储层压力衰竭对出砂临界压差的影响、出砂量预测技术声波时差法B指数法Schlumberger 指数法56 出砂可能性的预测：孔隙度法、岩石剪切模量与体积压缩系数比法、组合模量法57 水力压裂读图计算58 坍塌及破裂压力推导计算1.什么叫岩石？什么叫岩体？它们之间的区别何在？答：岩石，是组成地壳的基本物质，它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。岩体，是指一定工程范围内的自然地质体，它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（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面。岩石和岩体的重要区别就是岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。2.岩石按照成因分成哪几类？其各自的成因及特征是什么?试举出几种岩石实例。答：按照成因，岩石可分成岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩23 123 1EEBvv43BKG3 122 1EESRK Gvv名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料石。组成岩浆岩的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之间的连接是牢固的，具有较高的力学强度和均匀性（橄榄岩、流纹岩）。沉积岩是由母岩在地表经风化剥蚀而产生的物质，通过搬运、沉积、和固结作用而形成的岩石。沉积岩的物理力学特性与矿物和岩屑的成分，胶结物的性质有很大关系，另外，沉积岩具有层理构造（砾岩、页岩、泥岩）。变质岩是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下发生编制而形成的岩石。它的物理性质与原岩的性质、变质作用的性质和变质程度有关（片麻岩、板岩、大理岩）。3.什么叫岩石力学？其研究内容是什么？研究方法有哪些？答：岩石力学是研究岩石及岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏的规律，并在工程地质定性分析的基础上定量地分析岩体稳定性的一门学科。岩石力学研究的内容：(1)基本原理，包括岩石的破坏、断裂、蠕变及岩石内应力、应变理论等的研究；（2）实验室试验和现场原位试验，包括各种静力和动力方法，以确定岩块和岩体在静力和动力作用下的性状及tanti内的初始应力；（3）在实际应用方面，包括地表岩石地基的稳定和变形问题、岩石边坡的稳定性等问题的研究。研究方法有科学实验和理论分析相结合的方法。4.岩石的物理性质指标主要有哪些？它们是如何定义的？答：质量密度（单位体积的质量）；重度（单位体积的重量）；相对密度（岩石的干重量除以岩石的实体积所得的量与1 个大气压下4 摄氏度的纯水的重度的比值）；孔隙率（孔隙体积与总体积百分比）；孔隙比（孔隙体积与固体的体积之比）；含水率（天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量的百分比）；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百分比）；饱水率（岩样在强制状态（真空、煮沸、高压）下，岩样的最大吸水重量与岩样烘干重量的百分比）；渗透性（在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力）；膨胀性（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黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能）；软化性（岩石与水相互作用时强度降低的特性）；抗冻性（岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性）。5.岩石的容重、密度取决于何种因素？与岩石的力学性质有何相关性？答：岩石的容重、密度取决于组成岩石的矿物成分、孔隙大小以及含水量。岩石的重度在一定程度上反映出岩石力学性质的优劣，通常岩石的重度愈大，其力学性质愈好。6.岩石的比重取决于何种因素？答：岩石的比重取决于组成岩石的矿物的相对密度，岩石中重矿物越多其比重越大，大部分岩石比重介于2.502.80之间。7.岩石含空隙指标与岩石力学性质有何关系？答：岩石含空隙指标值越大岩石力学性质就越差。8.岩石的吸水率取决于何种因素？与岩石力学性质有何关系？答：岩石吸水率大小取决于岩石中孔隙数量多少和细微裂隙的连通情况。吸水率愈大，岩石的力学性能就愈差。9.岩石的饱水指标与岩石的抗冻性有何相关性？答：岩石饱水指标反映岩石中张开型裂隙和孔隙的发育情况，对岩石的抗冻性有较大影响。饱水系数(吸水率与饱水率百分比)一般在 0.50.8之间。试验表明，饱水系数 板状 块状（B）块状 板状 柱状（C）块状 柱状 板状名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料（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）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（）（A）结构面的性质（B）结构体型式（C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、B 9、A 10、D 选择题1、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（）。（A）1530MPa（B）5MPa（C）515MPa（D）0.55（D）0.750.55 4、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标村确定的？（）。（A）RQD 和节理密度（B）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数（C）地下水和RQD（D）节理密度和地下水5、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。地应力大小；地下水；结构面方位；结构面粗糙度。（A），（B），（C）（D），6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa，完整性指数KV=0.8，野外鉴别为原层状结构，结构面结合良好，锤击清脆有轻微回弹，按工程岩体分级标准确定该岩石的基本质量等级为（）（A）I 级（B）II级（C）III级（D）IV 级问答题1、为什么要进行工程岩体分类？1、C 2、D 3、D 4、B 5、D 6、B 选择题1、初始地应力主要包括（）。（A）自重应力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力2、初始地应力是指（）。（A）未受开挖影响的原始地应力（B）未支护时的围岩应力名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料（C）开挖后岩体中的应力（D）支护完成后围岩中的应力3、构造应力的作用方向为（）。A、铅垂方向 B、近水平方向 C、断层的走向方向 D、倾斜方向4、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5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好？（）（A）0.5（B）1.0（C）1 6、测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（）（A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验1、C 2、A 3、B 4、B 5、B 6、B 选择题1、在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于（B）。（A）岩石强度（B）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度计算题7.1 解释岩体原始应力二次应力围岩压力。7.2某 直 墙 型 隧 道 处 于 类 围 岩，浄 宽5.5m，浄 高7.4m，围 岩 容重r=20，适用铁路隧道计算方法确定围岩压力。7.3一 直 墙 型 隧 道 建 于 软 弱 破 碎 岩 体 中，埋 深40m,围 岩 岩 石 容重r=23 内摩檫角q=36 ,岩石抗压强度R=8Mpa,隧道宽 6m,高 8m,使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力。7.4 类围岩中的一直墙型隧道，埋深26m,围岩容重 22，计算内摩擦角30 度，隧道宽6m,高8m。试按浅埋隧道确定围岩压力。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料1.1 岩石与岩体的关系是（B）。（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（D）。（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（B）。（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（D）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料（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（B）。（A）脆性材料（B）延性材料（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（D）。（A）岩石体积不断减少的现象（B）裂隙逐渐闭合的一种现象（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（D）。（A）岩石内部裂隙闭合引起的（B）压应力过大引起的（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2.6 岩石的抗压强度随着围岩的增大（A）。（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（B）。（A）抗压强度（B）抗拉强度（C）单轴抗拉强度（D）剪切强度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（D ）。（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）它没有考虑岩石的非均质特征（D）它没有考虑岩石中的大量身长裂隙及其相互作用10、岩石的吸水率是指（B ）。（A）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比（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11、已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.72，则该岩石（A ）。（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（B）。（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体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（A ）。（A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判断14、按照库仑莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（C ）。（A）45（B）45+/2 （C）45-/2 （D）6015、在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度控制在（D ）。（A）95105（B）100105（C）100110（D）10511016、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（A ）。（A）受拉破坏（B）受压破坏（C）弯曲破坏（D）剪切破坏17、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（B）（A）1/21/5 （B）1/101/50（C）25 倍（D）1050 倍名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料18、某岩石试件相对密度ds=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度d 为（D ）（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.48 19、下列研究岩石弹性、塑性和粘性等力学性制裁的理想力学模型中，哪一种被称为凯尔文模型？（C ）（A）弹簧模型（B）缓冲模型（C）弹簧与缓冲器并联（D）弹簧与缓冲器串联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（D ）（A）结构面的性质（B）结构体型式（C）岩石建造的组合（D）三者都应考虑3、构造应力的作用方向为（B ）。A、铅垂方向 B、近水平方向 C、断层的走向方向 D、倾斜方向4、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（B ）。（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5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料值比较好？（B ）（A）0.5（B）1.0（C）1 6、测定岩体的初始应力时，最普遍采用的方法是（B ）（A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验3.1 某 均 质 岩 体 的 纵 波 波 速 是，横 波 波 速 是，岩 石 容 重，求岩体的动弹性模量，动泊松比和动剪切模量。解：弹性理论证明，在无限介质中作三维传播时，其弹性参数间的关系式如下：动泊松比动弹性模量动剪切模量G，按公式3.2 求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩，泊松比，则一公里深度以下的应力是多少？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料解：因为地壳厚度比地球半径小的多。在局部地区可以把地表看作一个半平面，在水平方向为，深度也无限。现考虑地面下深度Z 处的一个微小单元体。它受到在它上边岩、土体重量的压力。在单位面积上，这个重量是，其中，是它上面物体的体积，是物理单位体积的重量，因此：如果单元体四周是空的，它将向四周膨胀，当由于单元体四周也都在自重作用下，相互作用的影响使单元体不能向四周扩张。即；解之，则得：对于花岗岩，一公里深度以下的应力为：由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加，而横向压力约为纵向压力的三分之一。6.1 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（）。（A）2600 和 867（B）26000 和 8667（C）2600 和 866（D）2600 和 866.7解答（1）垂直应力计算（2）水平应力计算名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料其中：侧压力系数的大小与岩体的性质有关，当岩体处于弹性状态时，采用弹性力学公式；当岩体比较破碎时，采用松散介质极限平衡理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采用海姆公式。因为本题岩体处于弹性状态，所以采用弹性力学公式，侧压力系数为所以：可见，本题的正确答案为（B）1.圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么，近处的应力分布将有显著的改变，但远处所受的影响可以不计。2.逆解法：先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数，并求出应力分量；然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状，看这些应力分量对应于边界上什么样的面力，从而得知所选取的应力函数可以解决的问题。6.结构面线连续性系数：沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线长度的比值。8.支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。9.构造应力：由地质构造运动而引起的地应力。10.地应力的间接测量法：借助某些传感元件或某些媒介，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、电磁、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，通过已知的公式计算出岩体中的应力值。2.将某一岩石试件进行单轴压缩实验，其压应力达到28MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为60，设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，（1）试求该岩石的内摩擦角和粘聚力C，写出摩尔-库仑方程式？（2）画出此受力状态时的摩尔-库仑破坏准则示意图。解：（1）根据摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时的破坏面与水平面的夹角为2450，并由题意知060，所以得岩石的内摩擦角30。再由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合sin1sin1cos231C，由题名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料意知岩石单轴压缩实验时MPa281，MPa03，继而求得MPaC314。即得摩尔-库仑方程式为23314tgCf。（2）120C1=28MPa3.在地下 400m深处，掘进一个圆形巷道，断面半径为5m，覆盖岩层的容重3/25mkN，侧压力系数为1，试求：（1）求离巷道壁面2m处围岩的径向应力和环向应力大小？（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r和r曲线图。解：（1）由题意知该巷道处的垂直应力MaHv1025400，并由侧压力系数为1，得水平应力Mavh10。由此得该圆形巷道处于静水压力下，此时围岩的径向应力和环向应力表达式为：202202(1)(1)rarar再由题意知，式中原始应力MPahv100，断面半径ma5，离巷道壁面2m处围岩即为距巷道中心距离mr7，代入上式得MPar9.4，MPa1.15。tgtgCf23314名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料1.岩石力学：岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论和应用科学，是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。2.半逆解法：针对所要求解的问题，根据弹性体的边界形状和受力情况，假设部分或全部应力分量的函数形式，并从而推出应力函数的形式，然后代入相容方程，求出应力函数的具体表达式，再由应力函数求得应力分量，并考察这些应力分量能否满足全部应力边界条件（对于多连体，还须满足位移单值条件）。如果所有条件都能满足，自然得出的就是正确解答。如果某方面的条件不能满足，就要另作假设，重新进行求解。6.变形模量：在应力应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线斜率，表示该点所代表的应力的变形模量。7.岩体结构：岩体中结构面与结构体形态和组合的特征。9.支承应力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。10.地应力的直接测量法：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。1.将某一岩石试件进行单轴压缩实验，其压应力达到40MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为60设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，试求：（1）该岩石的内摩擦角和粘聚力 C？（2）当对其进行三轴压缩实验，围压为10MPa时，轴向压应力达到多少时岩石破坏？解：（1）根据摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时的破坏面与水平面的夹角为2450，并由题意知060，所以得岩石的内摩擦角30。再由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合sin1sin1cos231C，由题名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料意知岩石单轴压缩实验时MPa401，MPa03，继而求得MPaC320。（2）当进行三轴实验时，MPa103，由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合sin1sin1cos231C，即求得MPa701，即轴向压应力达到70MPa时岩石破坏。2.在地下 600m处，掘进一圆形巷道，断面半径为3m，覆盖岩层的容重3/27mkN，侧压力系数为1，试求：（1）求离巷道壁面4m处围岩的径向应力和环向应力大小？（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r和r曲线图。解：（1）由题意知该巷道处的垂直应力MaHv2.1627600，并由侧压力系数为1，得水平应力Mavh2.16。由此得该圆形巷道处于静水压力下，此时围岩的径向应力和环向应力表达式为：202202(1)(1)rarar再由题意知，式中原始应力MPahv2.160，断面半径ma3，离巷道壁面4m处围岩即为距巷道中心距离mr7，代入上式得MPar2.13，MPa2.19。（2）简答题（5 4）1、什么是岩石的全应力应变曲线？岩石在单周压缩荷载作用下，应变随应力变化的关系曲线，包括（1）空隙裂隙压密阶段；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资料（2）弹性变形阶段；（3）微弹性裂隙稳定发展阶段；（4）非稳定破裂发展阶段；（5）破坏后阶段。2、岩石的蠕变？岩石的应力保持不变，应变随时间增加而增长的现象。3、岩体的结构面？是指地质过程中在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度、厚度相对较小的地质面或带，又称为不连续面或带。4、RQD 法？取值方法？钻探取芯的岩芯完整程度与岩体的原始裂隙、硬度、均质性等状态相关，钻探取芯的岩芯复原率（岩芯采取率）可表征掩体质量，该表征指标称之为岩体质量指标（RQD）;RQD=Lp/L100%(Lp:大于 10cm的岩芯累计长度；L：岩芯取芯进尺总长度。5、地应力？地应力是指存在于地层中未受扰动的天然应力，也称原岩应力、岩体初始应力或绝对应力。6、岩石的渗透性？岩石在一定的水力梯度（I）或压力差作用下，水渗透或穿透岩石的能力。7、岩爆？处于高地应力状态下的围岩，在地下洞室开挖过程中，由于洞室周围应力集中而引起岩体贮存大量的弹性应变能得到突然释放，致使围岩向着临空方向产生脆性爆裂以弹性迸发出声响的一种动力地质现象。8、岩石的松弛？是指应变保持不变时，应力随时间的增加而减小的现象。9、新奥法？在岩体或土体中设置的以使地下洞室的周围岩体形成一个中空筒状支撑环结构为目的地设计施工方程，利用围岩的自承作用支撑隧道。二、简答题（66）1、岩石与岩体的区别与联系。岩石是由矿物+岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成德自然物体，岩体是由岩石、地质部连续面和不连续面内填充物组合成的天然地质体，岩体由于结构面的存在强度远低于岩石的强度。2、岩石的强度有哪几种类型；由那几个实验确定其特征值?岩石的强度有：单轴抗压强度（单轴压缩实验）、抗拉强度(直接拉伸试验法，劈裂试验法，点载荷试验法，抗弯法试验)、抗剪强度（抗剪断试验）、三轴抗压强度（真三轴加载实验，常规三轴加载实验）。3、岩体的变形曲线可以分成哪几种类型；各有什么特点？（1）岩体压缩变形曲线，特点：岩体的破坏过程一般呈柔性特征，通常岩体完整性越差，岩体越破碎，盈利下降就越小，岩体脆性越差；（2）岩体剪切变形曲线，特点：屈服点以后，岩体内某个结构体或面可能先被剪坏，出现应力降，未达到峰值是甚至有多次应力降，当应力降达到一定值时未剪坏部分瞬间破坏，并伴有大的应力降，随后产生稳定滑移；（3）岩体法向变形曲线，特点：法向变形的曲线各异，按 P-W曲线和变形特征大致可分为：直线型、上凹形、上凸形、复合形。（4）岩体剪切变形曲线，特点：沿结构面剪切和剪断岩体的剪切曲线明显不同，同时，沿平直光滑结构面和粗超结构面的剪切曲线也各异。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 27 页 -学习资料收集于网络，仅供参考学习资