中国地质大学复试资料岩体力学题库研究生考试专业课_研究生考试-专业课.pdf

名词解释 1.岩体 2、弹性 3、脆性 4、三轴抗压强度 5、抗压强度 6、抗拉强度 7、抗剪强度 8、莫尔强度理论 9、强度判据 10、稳定性系数 11、蠕变 12、残余强度 13、天然应力 14、剪切 刚度15 强度理论 16、剪切刚度 17、八面体强度理论 18、极限强度 19、嚅变 20 孔隙比 21、法向刚度 22、圉岩应力 23、软化系数 24、变形模量 25、几何边界条件 26、长 期强度27、圉岩 28、主应力 29、主平面 30、结构面 31、滑坡 32、塑性 33、圉岩抗力系数 34、变形模量 35、弹性模量 36、动弹性模量 37、天然应力 38、强度曲线 39、内摩擦角 40、切线模量 41、岩体力学 42、单轴抗压强度 43、重分 布应力 44、圉岩压力 45、围岩抗力 46、强度 47、弹性极限 48、强度极限 49、脆 性破坏 50、渗透系数 51、软化系数 52、割线模量 53、爬坡角 54、岩石吸水率 55、三轴强 度 56、尺寸效应 57、应力集中系数 58、初始模量 59、抗冻系数 60、岩爆 61、泊松比 62、强度包络线 63、普氏系数 64、自然平衡拱 65、RQD66、格里菲斯强度理论 67、单 轴抗压强度 68、横波 69、纵波70、围岩压力 71、饱和吸水率 72、法向刚度 二，填空 1.农征岩石抗剪性能的基本指数是（）和（）。2.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（）。3.岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的增加，变形总量逐次（），变形增虽逐次（）。4.所谓洞室围岩般是指洞室周围（）倍半径范围内的岩体。5.边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（）、（）和（）三种类型。6.垂宜于岩石层而加压时，其抗压强度（），弹性模虽（）；顾层而加压时的抗压强度（）,弹性模量）7.莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（）应力和（）应力有关，而与（）应力无关。8.岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面的法线与最人主应力之间的夹角总是等于（）的：而破坏面又总是与中间主应力（）.9.不论何种天然应力条件下，边坡形成后，在边坡衣而岩体中的最人主应力的作用方向与边坡 面（），最小主应力作用方向与边坡面（）。10.主要的岩体工程分类有（）、（）、（）、（）等。11.水对边坡岩体的影响农现在（）、（）和（）。12.天然应力场的主要成分有（）、（）和（）。13.地质结构面对岩体力学性质的影响农现在（）和（）。14.结构面在法向应力作用下，产生（）变形，其变形性质用指标（）衣征。15.岩石抗拉强度的试验室方法有（）和（）。16.地质结构面按力学条件可分为（）和（）o 17.岩体结构类型可分为（）、（）、（）、（）和（）。18.岩体的强度处在（）强度与（）强度之间。19.结构面的线连续性系数是在（）至（）变化的。20.水对岩石力学性质的影响农现在（）、（）和（）。21.格里菲斯强度理论认为材料破坏的原 I大 1 是（）22.八面体强度理论认为材料破坏的原因是（）。23.有对共觇剪性结构面，其中组走向为 N30E,而另-组为30 乳则岩体中最大）。）。如果服从库仑一纳维尔判据，则岩体的内摩擦角为（主应力方向为（.24.软弱夹层的基本特点有（）、（）、）、（）和（）。25.岩体中逆断层形成时，最人主应力方向为（），最小主应力方向为（）。26.原生结构而据其成因中划分为（）、（）、（）。27.农征岩块变形特性的指标有（）和（）。28.根据库仑强度理论，最大主应力与破裂而的夹角为（）。29.据岩体力学的观点看，岩体的破坏类型有（）和（）。30.岩体中的结构面据其地质成因分为（）、（）和（）。31.岩体中-点的水平天然应力与铅直天然应力之比称为（）=32.岩体中正断层形成时的应力状态是：最在主应力方向为（），最小主应力方向为（）。33.均质各向同性的连续岩体中的圆形洞室洞壁上一点的剪应力为（）34.洞室围岩压力的基本类型有（）、（）、（）和（）。35.边坡形成后，边坡衣面岩体中的最人主应力作用方向与边坡面（），最小主应力作用方向 与边坡面（）36.岩体是由（）和（）两个最基本的要素组成的。37.根据边坡岩体面形态、数目、组合特征把岩体边坡的破坏类型划分为（）、（）、（）和（）三，判断 1.石英砂岩的强度随石英颗粒的含量增加而增人。（）2.相邻两条结构而的垂直距离就是结构而的密度。（）3.-般情况下，岩体的强度可以用岩块的强度来代替。（）4.从岩体本身性质来分析，可以用连续介质理论来解决岩体力学问题。（）5.岩石的泊松比是指单向压缩条件下，侧向应变与侧向应力之比。（）6.结构面的密度不随方向而变化。（）7.边坡岩体坡而点的最人主应力是垂直于坡而，而最小主应力则平等于坡而，且都不为零。（）8.单位体积内岩石的质量定义为岩石的颗粒密度。（）9.天然铅直应力是随深度增加而增大的。（）10.-般情况下，岩块的三轴压缩强度比抗压强度大。（）11.岩块在单轴受压条件下，能承受的最大主应力叫岩块的强度。（）12.在普通试验机上测出的应力一应变关系，就是岩石的应力一应变全过程曲线。（）13.岩块的弹性模量可以用作用于它上面的应力与位移之比来农示。（）14.坡度影响边坡应力轨迹形式。（）15.岩体作为力学介质研究时，其与钢、混凝土等人匸力学介质的根本区别在于岩体中有天然 应力、多裂隙交切及是三相介质。（）16.岩体中地下水的水压力效应，使岩体中结构而抗剪强度增大。（）17.可能滑动而上可供利用力与抗滑力之比值定义为稳定性系数。（）18.研究的岩体实际上是已经受过破裂和变形的地质体。（）19.夭然中铅直应力一般随深度增加而增大。（）20.在普通试验机上测岀的应力与应变的关系，就是岩石应力一应变全过程曲线。（）21.饱水岩样的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。（）22.岩体的强度就是岩块的强度。（）23.从岩体本身性质分析，可用连续介质力学理论解决岩体力学问题。（）在荷载作用下，结构而抵抗破坏的最大能力叫做剪切强度。（.24.25.般情况下岩块的抗压强度随加荷速度的增人而增大。（）26.三向受压条件下，岩石破坏前的应变比单向受压要大。（）27.饱水岩体的单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石的软化系数。（）天然应力剪切刚度强度理论剪切刚度八面体强度理论极限强度嚅变孔隙比法向刚度圉岩应力软化系数变形模量几何边界条件长期强度圉岩主应力主平面结构面滑坡塑性圉岩抗力系数变形模量弹性模量动弹性模量天然应力强度曲线内化系数割线模量爬坡角岩石吸水率三轴强度尺寸效应应力集中系数初始模量抗冻系数岩爆泊松比强度包络线普氏系数轴抗压强度横波纵波二填空自然平衡拱格里菲斯强度理论单围岩压力饱和吸水率法向刚度农征岩石抗剪性能的本指形总量逐次变形增虽逐次所谓洞室围岩般是指洞室周围倍半径范围内的岩体边坡岩体中滑移体的边界条件包括和三种类型垂宜于岩石层而加压时其抗压强度弹性模虽顾层而加压时的抗压强度弹性模量莫尔强度理论认为岩石的破坏仅28.在荷载作用下，结构面抵抗破坏的最在能力叫剪切强度。（29.般来说，岩块的单轴抗压强度随加荷速度的增在而减小。（）30.地下洞室洞壁支护的目的是不让洞壁围岩向洞内产生位移。（）四，问答 1、对岩石进行单轴抗压试验，如果发生剪切破坏，破坏面是否-定是试样中的最人剪应力面？为什么？如果发生拉断破坏，此时的抗压强度是否即为抗拉强度？为什么？2、什么叫岩石？什么叫岩体？两者主要区别在哪里？又有何关系？3、什么是岩体的弹性模量？什么是岩体的变形模量？试用图加以说明。4、岩体的静力弹性模虽与动力弹性模量哪个大？为什么？6、岩石的动力强度与静力强度那个大？为什么？7、岩体中应力波波形通常以哪些参数来标记？试用图说明。8、应力波对物体的效应，与刚体动力学与弹性理论有什么区别？为什么声波法或地震法可以用 来测定岩体的某些动力学参数？确定哪些参数？9、巷道道护形式的选择与地压活动类型有无关系？试举例说明之。10、岩石在单轴压缩下的应力一应变曲线有哪几种类型？并用图加以说明。11、岩石与岩体的主要区别在哪里？以及其强度之间的关系是怎样的？12、试分别从地质和工程两个方而，简要叙述影响围岩压力的-些主要因素是什么？13、试用莫尔应力圆画出：（1）单向拉伸：（2单向压缩：（3纯剪切；（4）双向压缩；（5）双 向拉伸。14、常用的岩石强度指标有哪几种？15、试述岩石力学的研究对象，研丸范围和研丸动态。16、采用应力解除法如何测定岩体中的应力？并用示意图衣示。17、用图来衣示岩体变形与时间的关系曲线，并指出几个不同的阶段。18、格里菲斯强度理论的基本要点是什么？并写出该强度理论的破坏准则。19、在岩体中传播的弹性波有哪两人类型？其特征是什么？并写出半无限均质体波速与其弹性常 数（弹性模量、泊松比）的关系式。20、加载速率对岩石动力强度的影响怎样？并举例说明之。21、岩石在单轴压缩下典型的应力一一应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。22、什么是变形模量？页岩和石灰岩的变形模量大致多少？23、什么叫滑坡？组成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它与滑坡有什么区别？24、影响边坡稳定有哪些主要因素？试举例说明。25、用应力解除法来测量岩体的原岩应力，其工丿了:有哪些？用图示加以说明。26、什么叫真三轴试验机？什么叫假三轴试验机？27、什么叫岩块的变性模量？以“S”型应力一应变曲线为例衣示出岩块的几种变性模量图加 简要文字说明）。28、塑性状态下圆形巷道围岩应力分布如何？29、试简单叙述岩体力学的发展历史？你对岩体力学的发展远景如何看法？30、均质连续、各向同性的弹性岩体中开挖水平圆形洞室时，围岩中的重分布应力有何特点。31、边坡岩体最容易从哪些部位首先破坏？为什么？、试述边坡稳定性研究的基本原则和方法。32.33、什么叫蠕变？用图农示蠕变的应力（。）与时间（t）关系曲线。34、岩块的抗压强度与抗拉强度哪个大？为什么？35、如何获得岩体结构而的强度指标？请用解析法或图解法说明。天然应力剪切刚度强度理论剪切刚度八面体强度理论极限强度嚅变孔隙比法向刚度圉岩应力软化系数变形模量几何边界条件长期强度圉岩主应力主平面结构面滑坡塑性圉岩抗力系数变形模量弹性模量动弹性模量天然应力强度曲线内化系数割线模量爬坡角岩石吸水率三轴强度尺寸效应应力集中系数初始模量抗冻系数岩爆泊松比强度包络线普氏系数轴抗压强度横波纵波二填空自然平衡拱格里菲斯强度理论单围岩压力饱和吸水率法向刚度农征岩石抗剪性能的本指形总量逐次变形增虽逐次所谓洞室围岩般是指洞室周围倍半径范围内的岩体边坡岩体中滑移体的边界条件包括和三种类型垂宜于岩石层而加压时其抗压强度弹性模虽顾层而加压时的抗压强度弹性模量莫尔强度理论认为岩石的破坏仅五，计算 o=50MPa,=10fPa,T=0,0=1、已知 30。注y ro及剪应力 EF斜面上的法向 应力(1)求与 X 轴夹角 40 的“o n(2)作出相应的莫尔应力圆，并写出莫尔 应力圆的方程。2、将个岩石试件置于压力机上施加压力，直到 IMPa Hj-发生破坏。已知破坏而与最人主应力 所在的平面成 60 ,并假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试求：(1)在正应力为零的那个面上的抗眄强度等于多少？(2)破坏面上的正应力和眄应力。3、拟在地农以下 1500m 处开挖水平圆形洞室，已知岩体的单轴抗压强度 o=100MPa,a 试 评价该地下洞室开挖后的稳=1,岩体中天然应力比值系数入 P岩体天然密度=2.75g/cm 定性昇 的藏而上的正应力=一 NW454、设已知某地块处于简单的压缩情况，及在走向 r,求最人压应 力的大小及其方向。=120MPa,剪应力 40MPa=,试求最人主 NE65 NE10 和 5、在某矿发 现石灰岩中两组铅直的剪切而，其走向分别为应力的方向。时，剪切强度分和 10MPa6MPa6.某岩石的室内剪切试验成果如下，当正应力分别为 22MPa,假设该岩石强度服从莫尔斜直线理 论，试求：别为 19.2NfPa 和(1)该岩石的剪切强度参数；=10MPa 时该岩石的三轴压缩强度。(2)当侧限压力 0 3 的水平圆形遂洞，假定岩体的 R=2ni200m深度处的岩体中开挖洞径 27、在地农 以下 03,试求：天然应力为静水压力状态，岩体的天然密度Q=2.7g/cm 倍洞半径、2 倍洞半径 处的重分布应力：(1)洞壁、2(2)根据以上计算结果说明圉岩中重分布应力的分布特征：=30 ,试评价该洞室的稳定性：=0.4若圉岩的抗剪强度 c,i)mR)(4)洞室若不稳定，试求其塑性 变形区的最人半径(】深处，已知岩体为均质连续各向同性的弹性、某圆形水平洞室开挖于地衣 以卜 1500m83 试。入=1体。单轴抗压强度o=100NIPa.岩体的密度为 2.5gcm,岩体的天然应 力比值系数评价该洞室开挖后的稳定性。为岩石的内摩擦角，导出以 C 为粘聚力，9、若。为最大主应力，。为最小主应力，31 极限主应力衣达的岩石强度方程。深度处的天然应力为、在均质、连续、各向同性的岩体中，测得地而以下 100ml0 0 R=3m.试求：，拟定在该深度处开 挖水平圆形隧道，半径，=26MPa 0=17.3NlPaoH-变化的曲线：、o=90 和 0沿=0 0 方向 上重分布应力(or)随 U 设岩体的 c=0.04MPa,4)=303,用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度。=60 ,用 库仑一莫尔准则计算当阖压为 0 和 5MPall、已知岩块 c=10MPa，时试件破坏时的轴压。少=30=20MPa,。岩柱的 12、有个花岗岩岩柱，该花岗岩抗剪强度指标：凝聚力 C2,柱顶 7敦受荷载 p=30MN,自重忽略不计。横截而积 A=5000cm(1)试问：是否会发生剪切破坏？(2)若岩柱中有软弱结构面，其法线与轴线成 75 角，试问：是否会沿此面发生破坏？13、某矿石灰岩试验成果如下：其单向抗压强度 o=10MPa：当侧压力 a=a=30MPa,2k 其破 坏时 a=210MPa；当侧压力 o=o=60MPa 时，其破坏时 o=320MPa 试问，当侧压 1213 力 o=a=50MPa 时，其破坏时的最人主应力。应等于多少？也 14、某岩石室内抗剪试验成果为 当正应力分别为 6IPa 和 lOMPa时，剪切强度为 19.2MPa 和 22IPa。设岩石强度服从直线型莫 尔强度判据：求该岩石的抗剪强度参数(C、1)值)：当侧限压力 0 为 5MPa 时，求该岩石的三轴压缩强度(0 i 迪 15、闪长岩的单向抗拉强度 0=24MPa：单向抗压强度 o=142 Pa。当抗剪强度T=42MPa“时,试求破坏 ifii 的方向及正应力,最大主应力和最小主应力各等于多少？16、某矿石英砂的试验成果，其单向抗拉强度 0=16MPa,单向抗压强度 o=120MPa,试求“S 值。、该岩石的抗剪强度的当该岩石进行三轴试验时，当侧压力、安山岩的单轴抗压强度。=100MPal732c。=260MPa。计算内摩擦角 4)和凝聚力 c=20MPa,岩石的三向抗压强度：118、在石灰岩层中开圆形洞室，半径 a=1.5m,埋置深度 H=800m,石灰岩的单轴抗压 5、为了 便于比较，分别用芬纳。，岩石容重2.8&cm=40MPa,内摩擦角=32 强度 Ou 公式，修正芬纳 公式和卡斯特纳公式计算塑性区的半径 R，以及塑性圈的厚度。19、某部门拟在地农下1500m处深度开挖断面为圆形的洞室，已知岩体的极限抗压强Q久3=l=100MPa,天然应力剪切刚度强度理论剪切刚度八面体强度理论极限强度嚅变孔隙比法向刚度圉岩应力软化系数变形模量几何边界条件长期强度圉岩主应力主平面结构面滑坡塑性圉岩抗力系数变形模量弹性模量动弹性模量天然应力强度曲线内化系数割线模量爬坡角岩石吸水率三轴强度尺寸效应应力集中系数初始模量抗冻系数岩爆泊松比强度包络线普氏系数轴抗压强度横波纵波二填空自然平衡拱格里菲斯强度理论单围岩压力饱和吸水率法向刚度农征岩石抗剪性能的本指形总量逐次变形增虽逐次所谓洞室围岩般是指洞室周围倍半径范围内的岩体边坡岩体中滑移体的边界条件包括和三种类型垂宜于岩石层而加压时其抗压强度弹性模虽顾层而加压时的抗压强度弹性模量莫尔强度理论认为岩石的破坏仅岩体的天然容重，岩体的天然应力比值系数=2.75g，cm,试评价开度后地下洞室 的稳定性。20、在某结晶岩体中开挖直径为 6in 的水平圆形洞室，洞的埋深为 2000m,岩体的平 Q3,假 设岩体中的天然应力比值系数 21=2.7 以 cm,试求：均密度=0。方向洞壁-点 A 和距洞壁 3m 处（1）B 点的重分布应力值；/=30 ,试判断 A、B（2）若已知圉岩的剪切包络线为斜宜线，且 C=5MPa,两点是否会破坏？。试用格里菲斯强度曲线来判断裂隙在侧压力。已知岩石的单轴抗拉强度 0=15MPa21.ai3 坏？/=38,其内摩擦角。，试用库仑准则和格里菲、已知岩石试件的凝聚力 C=9.5MPa22 斯理论 求其单向抗压强度。23、已知某采场围岩的力学指标：0=100MPa.。二 20MPa,凝聚力 C=45MPa,内摩擦 Z o o=10MPa。试求：48 ,若该采场顶板某点主应力=200MPa,角=31（1）由莫尔库仑强度理 论判断，该点是否会破坏？（2）由格里菲斯强度理论判断，该点是否破坏？（3）若会破坏，它们破坏面与最大主应力的夹角是多少？=,泊松比，岩石容重=，埋藏深度 a24、圆形隧道的半径=1.5mH100m=2.7g/cm.0.2,（1）试绘出 0=0、兀/2处隧道圉岩的径向和切向应力分布图，与隧道周边的距离等于多少时才 是原岩应力。（2）试绘应力集中系数图，分析最人应力集中在什么位置。（3）分析应力分布特点是什么？（4）假若侧压系数入=0 时应力分布图又如何？25、已知大理岩单向抗压强度 0=80MPa,内摩擦角=25 ,试计算侧压为 40MPa 时，u 其三轴抗压强度为多少？26、已知口云质灰岩通过弹性波测虽，其纵波速度 v=5500ms,横波速度 v=3300nis=sp y“3=0.23。试求岩体的动弹性参数。=2.71g/cm 岩体的容重，泊桑比“3=0.2,泊松比=120m,岩石容重 Y=2.1g，cm,a27、圆形洞室半径=2.5m,埋藏深度“MPa。试求嗣顶和嗣壁的应力以及位移。10,岩体的弹性模虽 E=2 侧压系数 X=0.528,在坚硬的岩体中开挖个近似椭圆形洞室，爾跨 2a=8m,碉高 2b=12m,嗣体埋藏 Q“3=0.35,岩石单轴抗压强度 o=96MPaH=200m.岩体容重，求=2.5g/cm,泊松比深度 u 洞室是否稳定。r如，内摩擦角=l.S0g/cm=0,粘聚力 15011129.某矿衣土深度为，衣土的平均容重 c/尸 0.25。试求离地农深度 150m20o,岩体的平均容重=2.60cin 处农，岩体的泊松比=土内的自重应力以 及 300m 深度处的原岩自重应力，并作出应力圆。天然应力剪切刚度强度理论剪切刚度八面体强度理论极限强度嚅变孔隙比法向刚度圉岩应力软化系数变形模量几何边界条件长期强度圉岩主应力主平面结构面滑坡塑性圉岩抗力系数变形模量弹性模量动弹性模量天然应力强度曲线内化系数割线模量爬坡角岩石吸水率三轴强度尺寸效应应力集中系数初始模量抗冻系数岩爆泊松比强度包络线普氏系数轴抗压强度横波纵波二填空自然平衡拱格里菲斯强度理论单围岩压力饱和吸水率法向刚度农征岩石抗剪性能的本指形总量逐次变形增虽逐次所谓洞室围岩般是指洞室周围倍半径范围内的岩体边坡岩体中滑移体的边界条件包括和三种类型垂宜于岩石层而加压时其抗压强度弹性模虽顾层而加压时的抗压强度弹性模量莫尔强度理论认为岩石的破坏仅