《岩石力学》期末试卷及答案印

《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、 已知岩样得容重为γ，天然含水量为0w ，比重为s G ，40C 时水得容重为w γ，则该岩样得饱与容重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、 岩石中细微裂隙得发生与发展结果引起岩石得（ 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、 岩石得蠕变就是指（ 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、 模量比就是指（A ）

A ．岩石得单轴抗压强度与它得弹性模量之比

B 、 岩石得 弹性模量与它得单轴抗压强度之比

C ．岩体得 单轴抗压强度与它得弹性模量之比

D ．岩体得 弹性模量与它得单轴抗压强度之比

6、 对于均质岩体而言，下面岩体得那种应力状态就是稳定状态（ 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 得初始值，依据就是（ D ）

A ．完整岩石得声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况

B 、 完整岩石得强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间

C 、 完整岩石得弹性模量、RQ

D 值、节理间距、节理状态与地下水状况

D 、 完整岩石得强度、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得就是（ B ）

A 、 弹性就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得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 、 岩基得不均匀沉降就是由于组成岩基得不同岩石材料含水量不同导致得

9、 下面关于岩石水理性质描述正确得就是（ B ）

A．饱水系数越大，抗冻性能越好

B、冻融系数就是岩石试件经反复冻融后干抗压强度与冻融前干抗压强度之比

C、抗冻系数为25%，重力损失率为75%，则该岩石得抗冻性能良好

D、岩石得崩解性就是指岩石与水相互作用时体积发生膨胀得性质

10、弹塑性理论芬纳公式推导过程中应用到得条件有：（ A ）

A 应力平衡条件与塑性平衡条件

B 仅应力平衡条件

C 仅塑性平衡条件

D 以上都不对

11、下面对于喷锚支护设计原则，叙述不正确得就是：（ D ）

A 对于整体围岩，一般不支护，对于大跨度洞室或高边墙洞室，需要喷锚支护。

B 对于块状围岩，一般喷射混凝土即可，有时也配以锚杆。

C 对于层状围岩，主要为锚杆。

D 对于软弱岩石，喷射混凝土即可。

12、在计算有压隧洞最小覆盖比厚度时，下面哪句话就是错得：（C ）

A 对于坚硬而无裂缝得岩石，只要覆盖比大于等于1，围压能保持稳定。

B 叶格尔方法认为，对于具有有径向裂缝得岩石，切向附加应力与半径成反比。

C 采用叶格尔方法，对于塑性岩石，塑性条件为Mohr-Coulomb条件。

D采用叶格尔方法对于塑性岩石，塑性区得开展深度确定最大覆盖层厚度。

13、验算岩基抗滑稳定性，下列哪一种滑移面不在假定范围之内（B ）。

A 圆弧滑面B水平滑面C单斜滑面 D 双斜滑面

14、若岩基表层存在裂隙，为了加固岩基并提高岩基承载力，应使用哪一种加固措施？（ A ）

A 开挖回填B钢筋混凝土板铺盖 C 固结灌浆D锚杆加固

15、岩质边坡得破坏类型从形态上来瞧可分为：（ A ）。

A岩崩与岩滑B平面滑动与圆弧滑动C圆弧滑动与倾倒破坏D倾倒破坏与楔形滑动

16、岩石边坡得稳定性主要取决于（ C ）。

①边坡高度与边度角；②岩石强度；③岩石类型；④软弱结构面得产状及性质；

⑤地下水位得高低与边坡得渗水性能。

A ①，④

B ②，③

C ①，②，④，⑤

D ①，④，⑤

17、下面哪种实验方法可以用来量测岩体应力（ D ）

A、承压板法

B、刻槽法

C、环形加荷法

D、应力解除法

18、海姆假说指得就是在岩体深处得初始应力与其上覆岩体得重量成正比，（C ）

A、水平应力远大于垂直应力

B、水平应力远小于垂直应力

C、水平应力大致等于垂直应力

D、水平应力与垂直应力得关系随地质条件得不同而变化

19、下面关于地应力得描述正确得就是（ B ）

A 、 地层中由于过去地质构造运动产生与现在正在活动与变化得力或地质作用残存得应力

B 、 岩体在天然状态下所存在得内应力

C 、 由上覆岩体得自重所引起得应力

D 、岩体在外部载荷作用下所产生得应力

20、用Griffith 强度理论描述岩石材料就是否破坏时，需要（ B ）

A 、 岩石材料得单轴抗压强度；

B 、 岩石材料得单轴抗拉强度；

C 、 岩石材料得抗剪强度；

D 、 岩石材料得内摩擦角度与凝聚力

二、 名词解释(共6小题，每小题4分，共24分)

1、岩石孔隙率

答：岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积得百分数称为孔隙率，可用下式表示：

v V n V

=,孔隙率越大表明空隙与细微裂纹越多，岩石抗压强度随之降低。 2、岩石软化系数

答：岩石受水饱与状态试件得抗压强度(湿抗压强度)与干燥状态试件得抗压强度

比值称为岩石软化系数。它表征岩石与水相互作用时降低强度得性能。

3、岩体结构面

答：岩体中各类地质界面，包括物质分异面与不连续面，诸如断层与断裂面等统

称为岩体结构面。按成因可分为原生结构面、构造结构面，次生结构面三种。

4、岩石质量指标RQD

答：采用将钻孔中直接获取得岩芯总长度，扣除破碎岩芯及软弱物质，测量大于

或等于10cm 长完整岩芯得总长度。用这一有效得岩芯长度与采集岩芯段得钻孔总进尺之比，取其百分数就就是RQD 。就是用于表示岩体良好度得一种方法。

5、岩石变形

答：岩石在任何物理因素下形状与大小得变化，工程中常研究得变形就是由于外

力引起得。常用弹性模量E 与泊松比μ来表示。

6、岩石得渗透性

答：岩石得渗透性就是指在水压力作用下，岩石得空隙与裂隙透过水得能力。常

用渗透系数来衡量。

三、简答题(共6小题，每小题5分，任选5题，共30分)

1、岩石得应力-应变曲线可分成哪几种类型？请画出相应得曲线图？

答:(1) 线弹性：对于较多数得岩石来说，应力-应变曲线具有近似直线得形式，如图(a)所示，在直线得未端F 点处发生突然破坏。应力-应变关系可用下式表示：E σε=

（2）完全弹性：如果岩石得应力-应变关系不就是直线，而就是曲线，但应力-应变间有着唯一得关系，则称这种材料为完全弹性得，即()f σε=

(3) 弹性：在应力-应变曲线中，如果应力卸载为零时，应变也退为零，但卸载曲线与加载曲线不同，则这种材料也为弹性得。但此时产生了滞回效应，加载过程做得功大于卸载过程中做得功。

（4）弹塑性：在应力-应变曲线中，不仅卸载曲线与加载曲线不同，而且应力卸

载为零时，应变不恢复为零，则称这种材料为弹塑性得。

2、摩尔-库仑强度理论得要点就是什么？

答：材料内某一点得破坏主要决定于它得最大与最小主应力，即13σσ、，而与中间主应力无关。根据不同大小主应力比例求得材料得强度资料，在~τσ曲线上绘制一系列得莫尔应力圆，每一个应力圆都表示一种极限破坏应力状态，一系列得极限应力圆得包络线代表材料得破坏条件或强度条件，包络线上各点都反映材料破坏时得剪应力f τ与正应力σ得关系。

其普遍形式：()f f τσ=。根据该理论，在判断材料内某点处于复杂应力状态下就是否破坏时，只要在~τσ平面内作该点得莫尔应力圆，如果该圆在莫尔包络线以内则没有破坏，若刚好与包络线相切，则处于极限平衡状态，若超过，表明破坏了，该状态实际不存在。

3、试简述由弹性理论确定岩体中自重应力得基本方法，以及海姆假说得基本内容。

答：对于没有经受构造作用、产状较为平缓得岩层，它们得应力状态接近由弹性理论所确定得应力状态。对于做表面xy 为表面，z 轴垂直向下得半无限体，在深度z 处得垂直应力z z σγ=(γ为岩体容重)，半无限体中任意微分单元体上得正应力,,x y z σσσ都就是主应力；并且水平向应力与应变彼此相等：

,x y x y σσεε== 由此有()0x

y z E E σμ

σσ-+=,,E μ为泊松比。 则有01x y z z K μ

σσσσμ===-。

当静止侧压力系数01K =时，就出现了侧向水平应力与垂直应力相等得所谓静水压力情况。海姆假说：在岩体深处得初始垂直应力与其上覆岩体得重量成正比，而水平应力大致与垂直应力相等。

4、大坝岩基失稳破坏有几种主要形式？各有什么特点？

答：大坝失稳形式主要有两种情况：

第一种情况就是岩基中得岩体强度远远大于坝体混凝土强度，同时岩体坚固完整且无显著得软弱结构面，这时大坝得失稳多半沿着坝体与岩基接触面产生，称为表层滑动破坏。

第二种情况就是在岩基内部存在节理、裂隙与软弱夹层或者其它不利于稳定得结构面，容易产生沿着结构面得深层滑动。

有时大坝失稳一部分沿着混凝土与基岩接触面，一部分沿着某结构面滑动，称为混合滑动。

5、边坡破坏得类型与加固措施主要有哪些？

答：从破坏形态分可分为岩崩、岩滑。

岩崩一般发生在边坡过陡得岩坡中，这时大块得岩体与岩坡分离而向前倾倒或者坡顶岩体因某种原因脱落而在坡脚下堆积，常发生于坡顶裂隙发育得地方，其原因就是风化、雨水入渗、气温变化、冻融等。

岩滑就是指一部分岩体沿着某一软弱面（层面、断层、裂隙）得滑动，可分为平面滑动、楔形滑动以及旋转滑动。

目前还没有能够阻止大规模滑坡得方法，只能采用监测方法监控。对于小规模岩石滑坡或岩崩可采用适当方法阻止，常用以下方法：

(1)用混凝土填塞岩石断裂部分；(2)锚栓或预应力缆索加固(3)用混凝土挡墙或支墩加固

(4)挡墙与锚栓相结合得加固。

6、“初始应力场与山岩压力就是相同得”，该说法就是否正确？说明根据。答：这种说法错误。

工程施工前就存在于岩体中得地应力，称为初始应力或天然应力，其大小取决于上覆岩层重量、构造作用得类型、强度与持续时期得长短等。

而山岩压力就是由于洞室开挖后岩体变形与破坏形成得，就是由于岩体变形对支护或衬砌得压力，称为变形压力等等。

初始应力场就是时刻存在得，开挖等挠动可造成初始应力场得改变。如果围岩质量好，变形小，山岩压力可能为零，二者不就是同一概念，所以该说法就是错误得。

四、计算题(共两小题，每小题13分，共26分)

1、一直径为5cm，高度10cm得岩石试样进行单轴压缩试验，当压力达到235kN 时，该岩石破坏，破坏面与大主应力作用平面夹角60°。假设抗剪强度满足莫尔-库仑准则，试计算：

(1)岩石得抗压强度

(3)破坏面上得正应力与剪切应力

(3)岩石得内摩擦角与内聚力

1、一直径为5cm，高度10cm得岩石试样进行单轴压缩试验，当压力达到235KN 时，该岩石破坏，破坏面与大主应力作用平面夹角60°。假设抗剪强度满足莫尔-库仑准则，试计算：

(1)岩石得抗压强度

(3)破坏面上得正应力与剪切应力

(3)岩石得内摩擦角与内聚力

答：（1）抗压强度：

3

6

222

23510

12010

/4 3.14(510)/4

c

P P

R

A D

π-

?

===≈?

??

(2)最大主应力120Mpa，最小主应力为0，破坏面与大主应力作用平面夹角为60°，因此有

1313131200120

cos 2cos1206022

22120sin 2sin1205222Mpa Mpa σσσσσασστα+-+=+=+=-===

(3)根据莫尔-库仑准则：45602

?

α=?+=?，得30?=? 根据几何关系可得内聚力：如图所示

1313(cot 30-)tan 3025.422c σσσσ--=??=Mpa

莫尔圆示意图

2、如图，在具有一组平行节理得岩体中开挖一

地下洞室，岩体节理面倾角30β=?，内摩擦角

35j ?=?，内聚力0j c =，边墙处垂直应力

1y Mpa σ=，假设岩体破坏满足莫尔-库仑准则，

问：

（1）岩体干燥时洞室就是否稳定？

答：根据莫尔-库仑准则稳定判定标准：

(2)节理中存在孔隙水压力150w p Kpa =时洞室边墙就是否稳定？若不稳定，应给洞室边墙施加多大得水平支护力x σ才能保持稳定？

1）岩体干燥时洞室就是否稳定？

答：根据莫尔-库仑准则稳定判定标准：

13cos sin()sin cos()cos 0j j j j c σβ?βσβ?β?-+-+≥

代入131,0y x Mpa σσσσ====有

左式=1cos(30)sin(3530)0???-?≥，边墙块体处于稳定状态。

(2)节理中存在孔隙水压力150w p Kpa =时洞室边墙就是否稳定？若不稳定，应给

洞室边墙施加多大得水平支护力x σ才能保持稳定？

13cos sin()sin cos()cos sin 1.0cos30sin(5)0.15sin(35)

0.010

j j j j w j

c p Mpa σβ?βσβ?β??-+-+-=-=-≤

不能保持稳定。若要边墙稳定，需要满足： cos sin()sin cos()cos sin 1.0cos30sin 5sin 30cos(5)00.15sin 350

y j x j j j w j

x c p σβ?βσβ?β??σ-+-+-=++-=

得：0.02x Mpa σ≈

因此要施加0、02Mpa 得水平压力可保持边墙稳定。

2、岩体得尺寸效应就是指（ ）。

（ A ）岩体得力学参数与试件 得尺寸没有什么关系

（ B ）岩体得力学参数随试件得增大而增大得现象

（ C ）岩体得力学参数随试件得增大而减少得现象

（ D ）岩体得强度比岩石得小 3 、影响岩体质量得主要因素为（ ）。

（A ）岩石类型、埋深

（B ）岩石类型、含水量、温度

（C ）岩体得完整性与岩石得强度

（D ）岩体得完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深

4、我国工程岩体分级标准中岩石得坚硬程序确定就是按照（ ）。

（A ）岩石得饱与单轴抗压强度

（B ）岩石得抗拉强度

（C ）岩石得变形模量

（D ）岩石得粘结力

5、下列形态得结构体中，哪一种具有较好得稳定性？（ ）

（A ）锥形（B ）菱形（C ）楔形（D ）方形

1、A

2、C

3、C

4、A

5、D

6、A

7、C

8、B

9、A 10、D

6、沉积岩中得沉积间断面属于哪一种类型得结构面？（ ）

（A ）原生结构面 （B ）构造结构面

（C ）次生结构面

7、岩体得变形与破坏主要发生在（ ）

（A ）劈理面（B ）解理面（C ）结构

（D ）晶面

8、同一形式得结构体，其稳定性由大到小排列次序正确得就是（ ）

（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、不同形式得结构体对岩体稳定性得影响程度由大到小得排列次序为（）（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、岩体结构体就是指由不同产状得结构面组合围限起来，将岩体分割成相对得完整坚硬得单无块体，其结构类型得划分取决于（）

（A）结构面得性质（B）结构体型式

（C）岩石建造得组合（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，软岩表示岩石得饱与单轴抗压强度为（）。（A）15~30MPa （B）<5MPa （C）5~15MPa （D）<2MPa

2、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定就是依据（）。

（A）RQD （B）节理间距（C）节理密度

（D）岩体完整性指数或岩体体积节理数

3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体得完整性指数为（）。（A）0、55~0、35 （B）0、35~0、15 （C）>0、55 （D）0、75~0、55

4、在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标就是由哪两个指标村确定得？（）。

（A）RQD与节理密度（B）岩石单轴饱与抗压强度与岩体得完整性指数（C）地下水与RQD （D）节理密度与地下水

5、我国工程岩体分级标准中就是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正得？（）。

①地应力大小；②地下水；③结构面方位；④结构面粗糙度。

（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③

6、某岩石、实测单轴饱与抗压强度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得基本质量等级为（）

（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）自重应力与构造应力（D）残余应力

2、初始地应力就是指（）。

（A）未受开挖影响得原始地应力

（B）未支护时得围岩应力

（C）开挖后岩体中得应力

（D）支护完成后围岩中得应力

3、构造应力得作用方向为（）。

A、铅垂方向

B、近水平方向

C、断层得走向方向

D、倾斜方向

4、下列关于岩石初始应力得描述中，哪个就是正确得？（）。

（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）自重应力与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得初始应力状态，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（D）>1

6、测定岩体得初始应力时，最普遍采用得方法就是（）

（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