岩石力学习题讲解
岩石力学习题+思考题答案.docx
岩石力学习题+思考题答案.docx1第一章习题与思考题答案1．构成岩石的主要造岩矿物有那些？答：岩石的主要物质成分 : 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、赤铁矿等。
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？答：岩石中结构连结的类型主要有两种：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新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 : 岩浆岩分三大类，其特点：1）深成岩：常形成较大的入侵体。
岩石力学计算题
岩石力学计算题1. 题目- 已知某岩石试件在单轴压缩试验下，试件直径D = 50mm，高度H=100mm，破坏时的最大荷载P = 100kN。
求该岩石的单轴抗压强度σ_c。
2. 题目解析- 单轴抗压强度σ_c的计算公式为σ_c=(P)/(A)，其中P是破坏时的最大荷载，A是试件的横截面积。
- 对于圆形试件，其横截面积A = frac{π D^2}{4}，已知D = 50mm=0.05m，则A=frac{π×(0.05)^2}{4}- 计算A=(π×0.0025)/(4)≈ 0.001963m^2- 已知P = 100kN = 100000N- 根据σ_c=(P)/(A)，可得σ_c=(100000)/(0.001963)≈ 50.94MPa二、相关学习资料整理（以人教版知识体系为例）1. 基础知识部分- 岩石的基本物理性质- 岩石是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。
其物理性质包括密度、重度等。
密度ρ=(m)/(V)（m为质量，V为体积），重度γ=ρ g（g 为重力加速度）。
这些基本物理性质是理解岩石力学性质的基础，例如密度较大的岩石在相同条件下可能具有更高的强度。
- 岩石的应力 - 应变关系- 在岩石力学中，应力σ=(F)/(A)（F为作用力，A为受力面积），应变varepsilon=(Δ l)/(l)（Δ l为变形量，l为原长）。
岩石的应力 - 应变曲线通常可以分为几个阶段，如压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段。
在单轴压缩试验中，弹性阶段岩石的应力与应变近似满足胡克定律σ = Evarepsilon（E为弹性模量）。
2. 单轴压缩试验相关知识- 试验目的- 单轴压缩试验是测定岩石单轴抗压强度的重要方法。
通过该试验可以得到岩石在单轴受压状态下的强度、弹性模量、泊松比等重要力学参数。
- 试验设备- 主要设备包括压力试验机、试件制备模具等。
压力试验机能够对试件施加轴向压力，并测量压力大小；试件制备模具用于制作符合标准尺寸要求的岩石试件。
(完整版)岩石力学与工程典型题解
绪论典型题解1.1岩石和岩体的概念有何不同？ 答：所谓岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体；所谓岩体是在一定的地质条件下，含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。
岩石就是指岩块，在一般情况下，不含有地质结构面。
1.2在力学性质上，岩体具有什么特征？答：岩体具有不连续性、各向异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子这五条特征。
-------------------------------------------------------------------岩石和岩体的基本物理力学性质典型题解2.1某岩石试件，测得容重3/9.1cm kg =γ，比重△＝2.69，含水量%29=d ω，试求该岩样的孔隙比v ε，孔隙度n ，饱和度r S 和干容重d γ。
解：孔隙比：83.019.1)29.01(69.21)1(=-+=-+∆=γωεd v孔隙度：%3.45%10083.0183.0%1001=⨯+=⨯+=v v n εε 饱和度：%9483.0%2969.2=⨯==εωG S r干容重：)/(47.183.0169.213cm g d =+=+∆=εγ 上述指标，也可利用三相图进行计算，若从以知条件Vωγ=入手，则可先假设V=1，然后推算出三相重量及体积，按各物理指标的定义，即可将各指标求得：设31cm V =，则按容重定义：g V W 9.1=⨯=γ 按含水量定义：s s d W V W 29.0==γωω 按三相图： W W W s =+ω 即 ： 9.129.0=+s s W W故： g W s 47.129.19.1==g W W W s 43.047.19.1=-=-=ω按比重定义：3547.069.247.1cm W V s s ==∆=水的容重：3/1cm g =ωγ343.0cm W V ==ωωωγ因而，3023.0)43.0547.0(1)(cm V V V V s a =+-=+-=ω345.0023.043.0cm V V V a V =+=+=ω至此，所有的各物理量均以求得，即可由定义得：83.0547.0543.0===s V V V V ε %3.45%1001453.0%100=⨯=⨯=V V n V3/47.1147.1cm g V V S r ===ω2.2大理岩的抗剪强度试验，当126,10n n MPa MPa σσ==时，1219.3,22n n MPa MPa ττ==。
《岩石力学》习题库及详细答案
《岩⽯⼒学》习题库及详细答案练习题⼀、名词解释：1、各向异性：岩⽯的全部或部分物理、⼒学性质随⽅向不同⽽表现出差异的性质。
2、软化系数：饱⽔岩样抗压强度与⾃然风⼲岩样抗压强度的⽐值。
3、初始碎胀系数：破碎后样⾃然堆积体积与原体积之⽐。
4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。
5、本构⽅程：描述岩⽯应⼒与应变及其与应⼒速率、应变速率之间关系的⽅程（物理⽅程）。
6、平⾯应⼒问题：某⼀⽅向应⼒为0。
（受⼒体在⼏何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平⾯应变问题：受⼒体呈等截⾯柱体，受⼒后仅两个⽅向有应变，此类问题在弹性⼒学中称为平⾯应变问题。
2．给定载荷：巷道围岩相对孤⽴，⽀架仅承受孤⽴围岩的载荷。
3．长时强度：作⽤时间为⽆限⼤时的强度（最低值）。
4．扩容现象：岩⽯破坏前，因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移，导致体积扩⼤的现象5．⽀承压⼒：回采空间周围煤岩体应⼒增⾼区的切向应⼒。
1．平⾯应⼒问题：受⼒体呈等厚薄板状，所受应⼒为平⾯应⼒，在弹性⼒学中称为平⾯应⼒问题。
2．给定变形：围岩与母体岩层存在⼒学联系，⽀架承受围岩变形⽽产⽣的压⼒，这种⼯作⽅式称为给定变形。
3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩⽯强度称为准岩体强度。
4．剪胀现象：岩⽯受⼒破坏后，部断裂岩块之间相互错动增加部空间在宏观上表现体积增⼤现象。
5．滞环：岩⽯属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其⾯积⼤⼩表⽰因摩擦等原因消耗的能量。
1、岩⽯的视密度：单位体积岩⽯（包括空隙）的质量。
2、扩容现象：岩⽯破坏前，因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移，导致体积扩⼤的现象。
3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停⽌加、卸载，应变需经⼀段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性：岩⽯在发⽣的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。
6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度⼩于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩⽯。
1.砂⼟液化：饱⽔砂⼟在地震、动⼒荷载或其它物理作⽤下，受到强烈振动⽽丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作⽤或现象。
岩体力学习题讲解二
方法三：Roclab软件
基于Windows平台的计算程序“RocLab” 以实现本文中提出的公式的可视化计算。 RocLab是一款岩体强度分析工具，它基 于最新版本的Generalized Hoek-Brown failure标准，可以用来确定岩体强度参数。
Roclab软件界面
岩体
岩块
matlab绘制的应力圆
作业二
7. 某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度为： C=10Mpa、υ=45°，试计算该岩石的单轴 抗压强度和单轴抗拉强度？ 解：由
1 sin c 2C 2Ctg (45o / 2) 48.3MPa(4 34) 1 sin
t c tg (45 / 2) 8.3MPa(4 35)
τ
30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
岩块 节理面 岩体
σ
(2)应用如下经验公式
C m A C T C
B
B 1 AB 1 C
B 1 m arctg AB 1 C
grid on axis equal hold off; %角度[0,2*pi] %半径
3） 对于节理: υj=15°、 Cj=0 、
tg j C j
σ τ c τ m τ j
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11.3606738 13.09154 15 16.2875 17.8 19.23 20.63 21.9845 23.30659 24.5967 25.85789 0.08139057 1.137348 1.8 2.40519 2.93 3.416 3.873 4.30667 4.721652 5.120906 5.506687 0 0.267949 0.5 0.80385 1.07 1.34 1.608 1.87564 2.143594 2.411543 2.679492
岩体力学习题讲解正确版本
• 8. 拟在地表以下1500米处开挖一水平圆形洞室，
已知岩体的单轴抗压强度 σc=100Mpa， 岩体天
然密度ρ=2.75g/cm3，岩体中天然应力比值系数
λ=1，试评价该地下洞室开挖后的稳定性。
解：
v h gh 2.751015001000 41.25MPa
5.试述岩块的单轴抗拉强度(σt)比抗压强度 (σc)小得多的原因是什么？
答: (1)岩块中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块 抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗 拉强度。 (2) 抗拉强度对裂隙的敏感性要强于抗压强度; (3) 拉应力具有弱化强度效应.
• 第五章
BQ的计算方法
6. 有一节理面的起伏角i=20°，基本摩擦角 φb=35°，两壁岩石的内摩擦角φ=40°， C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。
图解法
n
x
y
2
x
y
2
2
xy
2
cos
1800 2 2
10.08Mpa
n
x
2
y
2
xy
2
sin
1800 2 2
7.46Mpa
2. 假 定 岩 石 中 一 点 的 应 力 为 ： σ1=61.2Mpa ， σ3= -11.4Mpa室内实验测得的岩石单轴抗拉强 度 σt= -8.7Mpa ， 剪 切 强 度 参 数 C=30Mpa, tgΦ=1.54, 试用格里菲斯判据和库仑—纳维尔判 据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。
(2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征；
《岩石力学》习题库及问题详解
练习题一、名词解释：1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。
2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。
4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。
5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。
6、平面应力问题：某一方向应力为0。
（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。
2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。
3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。
4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。
1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。
2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。
3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。
4．剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。
5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。
1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。
2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。
3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。
5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。
6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。
1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。
重大岩石力学第四版-许明土木工程岩石力学课程复复习重点课后习题以及解答
1.1解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。
答：岩石是具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶）的集合体。
岩体是只在地质历史过程中形成的，有岩石单元体（或称眼快）和结构面网络组成的，具有一定的结构并附存在一定的天然的应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
岩石与岩体的重要区别就是岩体包含若干不连续面，由于不连续面的存在岩体的强度远远低于岩石强度。
1.2岩体的力学特征是什么？变形特征：有弹性；流变特征：蠕变；强度特征：由岩块岩石强度和结构强度共同表现。
结构完整，结构面不发育，岩石强度可替代岩体强度；岩体沿某一结构面产生整体华东，岩体强度受结构面强度控制。
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？答:按地质成因分类,自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。
其中深成岩常形成巨大的侵入体,有巨型岩体,大的如岩盘、岩基,其形成环境都处在高温高压之下,形成过程中由于岩浆有充分的分异作用,常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等,其岩性较均一,变化较小,岩体结构呈典型的块状结构,结构多为六面体和八面体,岩体颗粒均匀,多为粗-中粒结构。
沉积岩是地面即成岩石在外力的作用下，经过风华，搬运，沉积固结等沉积而成。
其主要特征是1、层理构造显著。
2、沉积岩中常含古代生物遗迹，经过石化作用即形成化石，有的具有干裂、空隙、结核等。
变质岩岩性紧密，岩石重结晶明显；具有一定结构和构造，即为矿物颗粒定向排列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孔隙比：孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比空隙率：土体中空隙体积与土总体积之比，以百分率表示吸水率：是指岩石在大气压力和室温条件下吸水的质量与岩石固体颗粒质量之比的百分数之比-Wa渗透性：岩石在水压力作用下，岩石的空隙和裂隙通过水的能力。
《岩石力学》习题库及答案02解读
练习题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 ）。
（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 ）。
岩体力学习题讲解正确版本
F N x d y co s xy d y sin yx d y tan co s y d y tan sin FT y d y tan co s yx d y tan sin x d y sin xy d y co s
解: (1)查表4-5得 1）对于岩块: m=17，s=1，A=1.086, B=0.696，T=-0.059
τ=1.086×75×（σ/75+0.059）0.696
2）对于岩体: m=0.34，s=0.0001， A=0.295，B=0.691，T=-0.0003
τ=0.295×75×（σ/75+0.0003）0.691
I
C tan b i tan
1 6 .9 8 M P a
υ
b+ i
σ
7．某裂隙化安山岩，通过野外调查和室内实验，已知 岩体属质量中等一类，RMR 值为44，Q值为1，岩块单 轴抗压强度σc=75Mpa，薄膜充填节理强度为： υj=15°、Cj=0，假定岩体强度服从Hoek--Brown经验 准则，求： (1) 绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线（法向 应力范围为0—10Mpa）； (2) 绘出该岩体Cm和υm随法向应力变化的曲线(法 向应力范围为0—2.5Mpa）；
4.试述岩块的单轴抗拉强度(σ t)比抗压强度 (σ c)小得多的原因是什么？
答: (1)岩块中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块 抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗 拉强度。 (2) 抗拉强度对裂隙的敏感性要强于抗压强度; (3) 拉应力具有弱化强度效应.
5. 某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度为： C=10Mpa、υ=45°，试计算该岩石的单轴抗 压强度和单轴抗拉强度？ 解：由
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- 1/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 2/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 3/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 4/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 5/29页 -《 岩石力学习题讲解 》
- 6/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 7/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 8/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 9/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 10/29页 -《 岩石力学习题讲解 》
- 11/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 12/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 13/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 14/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 15/29页 -《 岩石力学习题讲解 》
- 16/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 17/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 18/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 19/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 20/29页 -《 岩石力学习题讲解 》
- 21/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 22/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 23/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 24/29页 -
《 岩石力学习题讲解 》
- 25/29页 -《 岩石力学习题讲解 》。