岩石力学题第三章例题
(完整版)岩石力学考试试题含答案
(完整版)岩石力学考试试题含答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 岩石力学是研究岩石的（）A. 物理性质B. 化学性质C. 力学性质D. 热学性质答案：C2. 以下哪种岩石属于沉积岩？（）A. 花岗岩B. 片麻岩C. 砂岩D. 大理石答案：C3. 岩石的三轴抗压试验中，以下哪个方向的抗压试验结果最高？（）A. 沿着岩石层理方向B. 垂直于岩石层理方向C. 沿着岩石节理方向D. 与岩石层理和节理无关答案：B4. 以下哪个因素对岩石的力学性质影响最大？（）A. 岩石类型B. 岩石结构C. 岩石成分D. 岩石的水分含量答案：A5. 岩石力学中的强度准则，以下哪个是正确的？（）A. 最大拉应力准则B. 最大拉应变准则C. 最大剪应力准则D. 最大正应力和最大剪应力的组合准则答案：D二、填空题（每题2分，共20分）6. 岩石力学中的三个基本假设分别是：连续性假设、各向同性假设和______假设。
答案：线性假设7. 岩石的三轴抗压试验中，当围压较小时，岩石的破裂形式主要是______。
答案：拉伸破坏8. 岩石力学中的弹性模量是描述岩石在______条件下变形能力的参数。
答案：弹性9. 岩石力学中的泊松比是描述岩石在______条件下横向应变与纵向应变之比的参数。
答案：轴向拉伸10. 岩石力学中的抗剪强度是描述岩石在______条件下抵抗剪切破坏的能力。
答案：剪切三、判断题（每题2分，共20分）11. 岩石的力学性质与岩石的成分和结构无关。
（）答案：错误12. 岩石的抗压强度大于抗拉强度。
（）答案：正确13. 岩石的泊松比越大，说明岩石的横向变形能力越强。
（）答案：正确14. 岩石的三轴抗压试验中，围压越大，岩石的抗压强度越低。
（）答案：错误15. 岩石的力学性质只受岩石本身的影响，与外部环境无关。
（）答案：错误四、简答题（每题10分，共30分）16. 简述岩石力学中的摩尔-库仑准则。
答案：摩尔-库仑准则是一个描述岩石在剪切破坏条件下的强度准则。
岩石力学习题
岩石力学习题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γ=22.5kN/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 ，干容重d γ及饱和容重m γ。
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τσ-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13σσ-坐标系中的库仑准则表达式c σθσσ+=231tan ，式中φφσsin 1cos 2-=c c 。
200909岩体力学-3岩石的强度理论-杨老师版
右式为由应力状态决定的给定面上的极限状态值。
左式为可以提供的值。
3.3 摩尔(Mohr)强度理论
（二）抛物线型 抛物线型摩尔强度条件为：
2 t ( t )
其破坏判据为：
2
2 f
t (
t )
式中: τ为破坏面上的剪应力， σ为破坏面上的正应力； σt为岩体抗拉强度。
3.3 摩尔(Mohr)强度理论
3.3 摩尔(Mohr)强度理论
（一）直线型
1 3 1 3 cos 2
2
2
1 3 sin 2
2
直线型摩尔—库仑强度线还有如下表达形式：
sin
1 3
1 3 2c ctg
1
3tg2 (45
)
2
2c
tg(45
)
2
3
1tg2 (45
)
2
2c tg(45
)
2
3.3 摩尔(Mohr)强度理论
3
c
（3-10a） （3-10b）
例题3-1
•
小湾河床建基面基岩为黑云花岗片麻岩，单轴抗压强度
为140Mpa，抗拉强度4.5Mpa，波松比为0.18。经有限元分
析，开挖后坝基面处地应力为σ1=25MPa, σ2=10Mpa，
σ3=0。试用最大正应变理论判断坝基面岩层是否会破坏?
解，根据坝基应力条
摩尔（莫尔）强度理论是摩尔在1900年提出的，在岩 石（体）力学中，目前应用最广。
基本假定：材料的破坏主要 取决于它的最大主应力和最小主 应力，与中间主应力无关。
摩尔强度理论，还不能从基 本假定直接推导出来。
需要采用不同大、小主应力 比例的材料强度试验，在τ—σ平 面上，绘制一系列极限应力圆 （摩尔圆），这些极限应力圆的 外包络曲线，即为摩尔包络线。
岩石力学与工程课后习题与思考解答
岩石力学与工程课后习题与思考解答(总19页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章岩石物理力学性质3.常见岩石的结构连接类型有哪几种各有什么特点答：岩石中结构连接的类型主要有两种，分别是结晶连接和胶结连接。
结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。
这类连接使晶体颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，抗风化能力强；胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起，这种连接的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。
7.岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。
答：岩石在单轴压缩载荷作用下，破坏形式包含三种：X状共轭面剪切破坏、单斜面剪切破坏和拉伸破坏。
前两类破坏形式主要是因为轴向主应力因起破坏面的剪应力超过岩石最大剪应力而导致的破坏；后一类破坏主要是因为轴向主应力引起破坏面横向拉应力超过岩石最大拉应力而导致的破坏。
9.什么是全应力-应变曲线，为什么普通材料试验机得不出全应力-应变曲线？答：能全面反映岩石受压破坏过程中的应力、应变特征，特别是岩石破坏后的强度与力学性质变化规律的应力应变曲线就叫全应力-应变曲线。
普通试验机只能得出半程应力-应变曲线不能得出全应力-应变曲线的原因是由于试验机的刚性不足，在岩石压缩过程中，试件受压，试验机框架受拉，随着岩样不断被压缩，试验机发生的弹性变形以应变能形式存于机器中，当施加压力超过岩石抗压强度，试件破坏，此时，试验机迅速回弹，被存于试验机中的应变能瞬间释放到岩石试件中，引起岩石的激烈破坏和崩解，因而造成无法获得岩石在超过峰值破坏强度后受压的应力应变曲线。
10.如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆、流变和反复加、卸载作用下的破坏？答：（1）如下图示全应力应变曲线：左半部A的面积代表，达到峰值强度时，积累在试件内部的应变能，右半部B 代表试件从破裂到破坏所消耗的能量。
若A＞B，说明岩石破坏后尚余一部分能量，这部分能量突然释放就会产生岩爆，若A＜B，则说明应变能在破坏过程中全部消耗掉，因而不会产生岩爆。
岩土力学 作业三答案.
岩土力学 作业三答案说明：本次作业对应于文字教材7至9章，应按相应教学进度完成。
一、单项选择题 （每小题2分，共计10分）1．岩石内结晶晶格错位的结果，引起岩石的 （b ） a 、晚性破坏 b 、塑性破坏 c 、弱面剪切破坏2．岩石的单轴抗压强度一般与单轴抗拉强度间成下列哪种关系： (b)a.Rc=(1-4)Rtb. Rc=(4-10)Rtc. Rt=(1-4)Rcd. Rt=(1-4)Rc 3．下面岩体的那种应力状态是稳定状态 (a)a.ϕσσσσcctg 23131++- <sin α b. ϕσσσσcctg 23131++- >sin αc.ϕσσσσcctg 23131++- =sin α4.广义虎克定律中岩石的剪切模量G 为 （a ）a.)1(2μ+=E G ，b. )1(2μ-=E G ，c. )1(2μ+=ME G ，d. )1(2μ-=MEG5. 岩石的变形（弹性）模量可表示为 （c ）a. yr p E )1(μ+=，b.yr p E )1(μ-=，c.y pr E )1(μ+=，d.ypr E )1(μ-= 二、填空题 （每空1分，共计20分）1．岩石的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏。
2．岩石的力学强度是工程设计中最重要的力学指标，分别是单轴抗压强度，抗拉强度、抗剪强度。
3．岩石的抗压强度就是岩石试件在单轴压力（无围压）作用下，抗压破坏的极限能力。
4．岩石的抗剪强度就是指岩石抵抗剪切破坏（滑力）的能力，用凝聚力C 和内摩擦角Φ来表示。
5． 岩石的变形是指岩石在任何物理因素作用下形状和体积大小的变化。
岩石的变形特性常用弹性模量E 和泊松比μ两个指标来表示；6. 岩石的蠕变是指岩石在应力σ不变的情况下岩石变形 ε随着时间t 而增加的现象，一般而言，典型的岩石蠕变曲线可分为三个阶段：初期蠕变，二次蠕变（稳态蠕变），（加建蠕变）第三期蠕变。
7. 天然应力(或初始应力)是习惯上常将工程施工前就存在于岩体中的地应力，称为初始应力。
《岩石力学》课程综合练习题-知识归纳整理
知识归纳整理《岩石力学》课程综合练习题绪论一、名词解释1.岩石力学岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，它是力学的一具分支，是探讨岩石和岩体对其身边物理环境中力场的反应。
2.静岩压力地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡，类似于静水压力；其数值与该处上覆岩石的总分量相等，称为静岩压力，其大小可用P=ρgh来表达，即静岩压力（P）等于某一深度（h）、该处上覆物质平均密度（ρ）与平均重力加速度（g）的乘积。
二、简答题1 岩石具有哪三种特性？①非均质性；②不延续性。
岩体不但有微观的裂隙，而且有层理、片理、节理以至于断层等不延续面；③各向异性。
2 怎样明白岩石的多相体？岩石是由岩石骨架和孔隙组成。
岩石骨架是固体，孔隙里面充满了流体，流体包括油气水。
所以，岩石是由固体和流体组成的，是固液两相或固液气三相，所以岩石是多相体。
3. 岩石力学的复杂性体如今什么地方？岩石力学的复杂性表如今：⑴岩石具有局部破坏特性；⑵尺寸效应；⑶抗拉强度比较小；⑷地下水的影响；⑸风化；⑹岩体外载的不确定。
4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关？①井壁稳定问题，包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等；②岩石破碎问题，包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。
第一章应力与应变一、挑选题1、在地下，岩石所受到的应力普通为（ B ）。
A、拉应力B、压应力C、剪应力二、名词解释1、什么是面力？什么是体力？所谓面力指的是作用在物体表面上的力，如压力、摩擦力等。
体力指弥漫在物体内部各质点上的力，如重力、惯性力、电磁力等。
2、什么是正应力？什么是剪应力？作用力与受力面的关系可以呈任意方向，如果作用力是沿着受力面的法线方向，作用力就称为法向力，除以受力面的面积得到的值算是正应力值。
如果作用力与受力面的法线方向垂直，即与受力面平行，作用力就称为剪切力，除以受力面的面积得到的值算是剪应力值。
3、什么是第一正应力不变量？第一正应力不变量用I1表示，它不随坐标挑选的不同而变化。
岩体力学习题
第一章 概述习题1、 岩石力学的定义：2、 岩石力学研究内容3、岩石力学的研究方法第二章 岩石的物理性质习题习题2-1 已知岩样的容重γ=24.5kN/m 3，比重85.2=s G ，天然含水量(同土力学概念)%80=ω，试计算该岩样的孔隙率n ，干容重d γ及饱和容重m γ。
习题2-2 有一长2.0m 、截面积0.5m 2的大理岩柱体，求在环境温度骤然下降40℃条件下，岩柱散失的热量及因温差引起的变形大小？(已知大理岩石比热C g J c/85.0=，线膨胀系数C/1105.15-⨯=α)。
习题2-3 在由中粒花岗岩构成的工程岩体中，有三组原生节理互成直角相交，各组节理的间距分别为20cm 、30cm 和40cm ，试计算裂隙频率和结构体的大小，并判断该岩体属于哪种结构类型。
习题2-4 据现场观测，中粒花岗岩体中节理均呈微张开(宽度小于1mm)，节理面有轻度风化，但保持潮湿状态，又实测点荷载指数为7.5，如按最有利的条件开凿直径5m 的隧洞，试估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。
第三章 岩石强度 习题习题3-1 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa 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60°，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。
3)在上述试验中与最大主应力平面成30°夹角的那个平面上的抗剪强度。
4)破坏面上的正应力和剪应力。
5)预计一下单轴拉伸试验中的抗拉强度。
6)岩石在垂直荷载等于零的直接剪切试验中发生破坏，试画出这时的莫尔圆。
7)假若岩石的抗拉强度等于其抗压强度的10%，你如何改变莫尔包络线去代替那种直线型的破坏包络线。
8)假若将一个直径为8cm 的圆柱形试件进行扭转试验，试预计一下要用多大的扭矩才能使它破坏？习题3-2 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10000N 时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。
(完整版)重庆大学-博士、硕士-采矿工程岩石力学考题3
一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容。
（20分）二. 论述岩石在复杂应力状态下的破坏类型，并阐述其在工程岩体稳定性研究中的意义。
（20分）三. 论述影响岩石力学性质的主要因素。
（20分）四. 什么是岩石的水理性？如何描述岩石的水理性？（20分）五. 什么是岩石的应力-应变全过程曲线，研究应力-应变全过程曲线的意义是什么？（20分）一. 试述库仑准则和莫尔假定的基本内容该准则是1773年由库仑引入的，他认为趋于使一平面产生破坏的剪应力受到材料的内聚力和乘以常数的平面的法应力的抵抗，即|τ| = S 0 + μσ其中，σ和τ是该破坏平面的法向应力和剪应力，S 0可以看作是材料的固有剪切强度的常数，μ是材料的内摩擦系数的常数。
根据该理论可以推论出，当岩石发生破坏时所产生的破裂面将有两个可能的共轭破裂面，且均通过中间主应力的方向，并与最大主应力方向成夹角(φπ2141-)，这里的内摩擦角μφ1tan-=。
莫尔假定是莫尔于1900年提出的一种剪切破坏理论，该理论认为岩石受压后产生的破坏主要是由于岩石中出现的最大有效剪应力所引起，并提出当剪切破坏在一平面上发生时，该破坏平面上的法向应力σ和剪应力τ由材料的函数特征关系式联系：|τ| = f （σ）按莫尔假定可以看出：①岩石的破坏强度是随其受力条件而变化的，周向应力越高破坏强度越大；②岩石在三向受压时的破坏强度仅与最大和最小主应力有关，而与中间主应力无关；③三向等压条件下，莫尔应力圆是法向应力σ轴上的一个点圆，不可能与莫尔包络线相切，因而岩石也不可能破坏；④岩石的破裂面并不与岩石中的最大剪应力面相重合，而是取决于其极限莫尔应力圆与莫尔包络线相切处切点的位置，这也说明岩石的破裂不仅与破裂面上的剪应力有关，也与破裂面上出现的法向正应力和表征岩性的内聚力和内摩擦角有关。
总之，莫尔假定考虑了岩石的受力状态、周向应力约束的影响和岩石的本身性能，能较全面的反映岩石的破坏强度特征，但该假定忽视了中间主应力对岩石破坏强度的影响，而事实证明中间主应力对其破坏强度是有一定程度影响的。
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1. 有一节理面，其起伏角i=10°,基本摩擦角φ1=35°，两壁岩石的内摩擦角φ2=40°， C=10Mpa ，作此节理面的强度线。
解：小)1tan(i +=φστ 大)2tan(φστ+=c
2. 岩体中有一结构面，其摩擦角︒=35s
φ, 0=s c , 岩石内摩
擦角︒=48e φ ，内聚力
MPa
c e 10=，岩体受围压MPa 1032==σσ，受最大主应力
MPa 451=σ，结构面与1σ
方向夹角为45度，问岩体是否沿结构面破坏？岩体是否破坏？
解：结构面的抗剪强度方程为： σστ7.035tan =︒= 岩石的的抗剪强度方程为： 1011.148tan +=︒+=σστ
C
莫尔应力圆的中，结构面与1σ作用面夹角为45度，则该面上的应力状态为：
MPa 5.27245
102
3
1=+=
+=
σσσ MPa 5.172
10
452
3
1=-=
-=
σστ 该点（27.5，17.5）与结构面的抗剪强度的位置关系为：0.7×27.5=19.25>17.5即抗剪能力大于剪应力，岩体不从结构面破坏。
莫尔应力圆与岩石的的抗剪强度曲线的位置关系为：从圆心（27.5，0）向岩石的的抗剪强度曲线作垂线距离为：
5.17181
11.1105.2711.12
2
〉=++⨯=
d 距离大于半径，
所以岩体处于稳定状态。
3．在大理岩中，存在着一个与主应力1σ夹角为β角的节理面，节理面的摩擦角为φ，内聚力为0，求岩体沿节理面发生滑动的应力状态。
解：
方法1 用莫尔圆与抗剪强度曲线的位置关系如图：
2
)2180sin(2sin 3
131φβφ+--︒=- 得：)
tan(tan 31φββ
σσ+=
方法2：节理的抗剪强度曲线为：φσφστtan tan =+=c
与主应力1σ夹角为β角的节理面上的应力状态为：
)90(2cos 2
2
3
13
1βσσσσσ-︒-+
+=
)90(2sin 2
3
1βσστ-︒-=
将其带入得：
φβσσσσβσσtan )]90(2cos 2
2
[
)90(2sin 2
3
13
13
1-︒-+
+=-︒-
)2sin(2
sin 2
3
13
1φβσσφσσ+-=
+
得：β
φβσσtan )
tan(3
1
+=
4在大理岩中，已经找到一个与主应力
作用面成
角的节理面。
对原有节理面设
，摩擦角为
，问该岩体重新开始滑动需要的应力状态。
解：由图可知：沿节理面滑动的准则由OD代表，引起滑动
作用面成角的节理面
的应力状态由应力圆ADB表示。
与
对应于D点，
利用的关系得：
最后得：
作用面成角的节理面重新开始滑动所需的
上式就是与
应力状态；
在图（2－20）中，RQ代表完整岩石的剪破裂线，由图可知在DE范围内的截面，虽然超过了OD线，但是尚未达到RQ 线，故并未产生破裂。
5、有一组节理，其倾角为β，节理面上总应力状态下的凝聚力为
c，内摩擦角为iϕ，孔隙水压力w p，岩体内大主应力为
j
垂直方向，试推导节理面上达到极限平衡时所满足的公式。
解：j C ϕστtan +≥ 将βσσσσσ
2cos )(2
1
)(213131-++=
βσστ2sin )(2
131-=带入得：
j j j j c ϕβϕβσβϕβσcos )cos(sin )sin(cos 31+-+-≥0
w p +=1'1σσ w p +=3'3σσ 代入上式求
p w
6、体内有一组节理，其倾角为β，节理面上的有效凝聚力为
j c ，有效内摩擦角为i ϕ，孔隙水压力w p ，岩体内大主应力为
垂直方向，设水平面夹角 50=β， 35=j ϕ，100=j c kPa ，垂直
应力1000=y
σkPa 。
在这岩体内开挖一个洞室，必须对边墙施
加150kPa 的水平压力才能使边墙稳定，试推算节理面上的孔隙水压力w p 。
解： ：j C ϕστtan +≥ 将βσσσσσ
2cos )(2
1
)(213131
'-'+'+'=
βσστ2sin )(2
1
3
1'-'=带入 w w p p -=-='100011
σσ 1503='σ带入 7、证明单轴抗压强度ϕ
N c R C 2=。
解： 在公式
ϕ
ϕσσN c N 231+=中，当03=σ时，c R =1σ
ϕN c R C 2=
8、某种岩体中存在一个与最大主应力1σ方向夹角为β的裂隙面，已知该裂隙面的内摩擦角为j φ、内聚力为cj ，试求岩体沿着该裂隙面滑动破坏的极限应力状态。
解：()
()j j i j c ϕβϕβσβϕβσcos cos sin sin cos 31+-+-≥0。