岩体力学复习题

岩体力学习题集

一、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、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数3 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、围岩压力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

一、名词解释（每词2分，共20分）

1、结构面

2、蠕变

3、饱和吸水率

4、强度判据

5、围岩

6、剪切刚度

7、天然应力

8、 RQD值

9、围岩抗力系数

10、岩石软化性

二、填空（每空1分，共30分）

1、结构面发育的密集程度通常用（）和（）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个

方面。

2、表征岩石抗剪强度的基本指标是（）和（）。

3、垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（），而变形模量则比平行层面加压时（）。

4、有一对共轭剪节理，其中一组走向为N300E，另一组走向为N300W，问形成该剪节理的最大主应力σ

1的方向为（）；假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体的内摩擦角Φ为（）。

5、测定岩石抗拉强度的方法有（）和（）。

6、RMR分类依据的分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。

7、从力学的观点出发，岩石的脆性破坏有（）和（）两种。

8、天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点的剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中的（）为

最大主应力，（）为最小主应力。

9、岩体天然应力的测量方法主要有（）、（）和（）。

10、按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。

三、问答（共30分）

1、试述地下洞室弹性围岩重分布应力的基本特点。（10分）

2、试述粗糙起伏无充填结构面的剪切强度特征（要求图加简要文字说明）。（10分）

3、试述岩体中水平天然应力的基本特点。（10分）

四、计算（共30分）

1、某岩块的剪切强度参数为：C=50MPa，Φ=600，设岩石强度服从莫尔直线型强度理论。如用该岩石试

件做三轴试验,当围压σ

3和轴压σ

分别加到50MPa和700MPa后，保持轴压不变，逐渐卸除围压σ

，

问围压卸到多少时，岩石试件破坏？（15分）

2、在某岩体中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，埋深为400m，已知洞室围岩的剪切强度参数为：C=9MPa，Φ=400，岩体的平均密度ρ=2.7g/cm3，设岩体天然应力比值系数λ=1，试评价该洞室开挖后的稳定性。（15分）

模拟试卷二

一、名词解释（每词2分，共20分）

1、岩体

2、单轴抗压强度

3、吸水率

4、强度判据

5、围岩

6、剪切刚度

7、重分布应力

8、RQD值

9、围岩抗力系数

10、变形模量

二、填空（每空1分，共30分）

1．按边坡岩体中滑动面形态、数目及组合关系，把边坡岩体破坏类型划分为（）、（）、（）和（）四种。2．结构面发育的密集程度通常用（）和（）表示，结构面的形态通常考虑结构面侧壁的（）和（）两个方面。

3．表征岩石变形性质的基本指标是（）和（）。

4．垂直层面加压时，岩体的抗压强度比平行层面加压时（），而变形模量则比平行层面加压时（）。5．有一对共轭剪节理，其中一组走向为N300E，另一组走向为N300W，问形成该剪节理的最大主应力的方向为（），假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体的内摩擦角为（）。

6．测定岩石抗拉强度的方法有（）和（）。

7．RMR分类依据的分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。

8．从力学的观点出发，岩石的脆性破坏有（）和（）两种。

9．天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点的剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中的（）为最大主应力，（）为最小主应力。

10．结构面按地质成因可分为（）、（）和（）。

三、问答（共32分）

1、试述岩石边坡应力分布特征。（8分）

2、试述粗糙起伏规则锯齿状无充填结构面的剪切强度特征（图示、列出公式、并用文字加以简单说明）。

（8分）

3、试述岩体中水平天然应力的基本特点。（8分）

4、列出岩石破坏判据（不少于3种）的名称及其适用条件。（8分）

四、计算（共18分）

1、某岩体，天然应力比值系数λ=1，按自重应力考虑，在其中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，埋深

为400m，已知洞室围岩剪切强度参数为：C=9MPa，Φ=400，岩体的平均密度ρ=2.7g/cm3。（10分）（1）计算400m深处的铅直应力和水平天然应力的大小；

（2）计算洞壁上的重分布应力大小；

（3）评价该洞室开挖后围岩的稳定性。

2．某岩块，进行全过程变形实验，测得实验数据如下，要求：（8分）

（1）在坐标纸中画出应力-应变曲线；

（2）标出各变形阶段；

（3）计算各种变形模量的大小。

练习与思考

第一章

1、岩体力学包括哪三种分类，各有何侧重？

2、岩体力学的研究对象是什么？你能举出几个岩体变形破坏的事例？

3、岩体力学的研究方法有哪些，有什么区别？

4、你对岩体力学的形成与发展有哪些了解？

第二章

1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如

图所示，量得两组结构面沿测线的间距分别为

0.45m和0.8m，且A组结构面的倾角为55°，

B组倾角为20°。

1）计算每组结构面的真间距及两组结构面沿测线的混合间距及线密度（Kd）; 2）估算岩体沿详测线方向的RQD值。

2、何谓岩石的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？

3、自然界中的岩石按地质成因分类，可以分为几大类，各有什么特点？

4、主要从哪些方面来研究结构面的地质特征？

5、构成岩石的主要造岩矿物有哪些，各有何特点？

6、区别岩体、岩石、岩块与结构体等概念的区别。

第三章

1、表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？

2、为什么岩石的空隙性与吸水性之间有密切的关系，关系如何？

3、你对岩石的软化性有什么进一步的认识？

4、区别吸水率、含水率概念的区别。

第四章

1、与材料力学中所学材料相比，岩块的变形与强度有什么特别的地方？

2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：σ

x =12Mpa，σ

=20MPa，τxy=MPa。

1）绘出代表应力状态的摩尔应力圆，并根据图形确定其主应力的大小与方向（σ

与X轴的夹角）；

2）用解析法和图解法求图中斜面上的正应力σ

n 和剪应力τ

，并进行对比。

3、假定岩石中一点的应力为：σ

1=61.2Mpa，σ

= -11.4MPa，室内实验测得的岩石单轴抗拉强度剪切强

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。

4、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。

5、劈裂实验中，岩样承受的是压力，为什么会在破坏面上出现拉应力？

6、什么是全应力-应变曲线，为什么在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？

7、比较各强度判据的理论依据和适用条件。

第五章

1、比较岩块与结构面的压缩变形特征的不同，分析其原因。

2、不同类型的结构面其抗剪强度不同，请分析造成这种不同的原因。

3、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关？

4、如何正确理解巴顿公式的含义？

5、有一节理面的起伏角i=20°，基本摩擦角υb=35°，两壁岩石的内摩擦角υ=40°，C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。

第六章

1、通过本章学习，你对岩体的各向异性有什么具体的认识？

2、比较岩体与岩块性质的差别，加深其为不同概念的理解。

3、单结构面理论的内容是什么？

4、你是如何理解岩体强度的？

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。

6、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°、C j=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C m和υm随法向应力变化的曲线（法向应力范围为0~2.5MPa）。

第七章

1、研究岩体中的天然应力具有什么工程意义？

2、岩体天然应力得分布特征如何？

3、岩体天然应力的各种量测方法，各有什么特点？

4、在什么情况下，可以按自重应力理论计算天然应力？

5、某岩体，在深度100m内，密度为2.54g/cm3，在深度100~200m内，密度为2.71g/cm3，天然应力比值系数为1.89，试按自重应力理论

计算深度50m、150m处的天然应力大小？

2011岩石力学考试试题(含答案).

1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）。（ A ）岩体中含有大量的不连续面（ B ）岩体中含有水（ C ）岩体为非均质材料（ D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（）。（ 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（）。（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 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（）。（A）岩石的饱和单轴抗压强度（B）岩石的抗拉强度（C）岩石的变形模量（D）岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（）（A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（）（A）劈理面（B）解理面（C）结构（D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（）（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

(完整版)高等岩石力学试题答案(2012)汇总

1..简述岩石的强度特性和强度理论，并就岩石的强度理论进行简要评述。答：岩石作为一种天然工程材料的时候，它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点，并且受水力学作用显著。在地表部分，岩石的破坏为脆性破坏，随着赋存深度的增加，其破坏向延性发展。岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关，如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响，其他因素影响研究并不深入，故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a.Coulomb-Navier准则 Coulomb-Navier准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏，它不仅与该剪切面上剪应力有关，而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏，而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即：? τtan σ =C +

式中?为岩石材料的内摩擦角，σ为正应力，C为岩石粘聚力。 b. Mohr破坏准则根据实验证明：在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大，与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点，莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程，即：()σ τf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式，具体视实验结果而定。虽然从形式上看，库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线，但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr强度准则是典型的单剪强度准则，没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发，提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论，并得到了双剪统一强度理论：

(完整版)岩石力学考试试题含答案

岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（）（ A ）岩体中含有大量的不连续（ B ）岩体中含有水（ C ）岩体为非均质材料（ D ）岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指（）。（ 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（）。（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 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（）。（A）岩石的饱和单轴抗压强度（B）岩石的抗拉强度（C）岩石的变形模量（D）岩石的粘结力 5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（）（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、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（）（A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在（）（A）劈理面（B）解理面（C）结构（D）晶面 8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列次序正确的是（）（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）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是依据（）。

《岩石力学》试题及标准答案A

《岩石力学》试题及答案A

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

20 ～20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分一、简答题：（40分） 1、岩石力学的定义（5分） 2、何为岩石的强度？表示岩石强度的指标有哪些？（5分） 3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举4个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。（7分）

第1页共6 页20 ～20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 4、什么是岩体初始应力？试简要说明研究岩体原始应力的工程意义？（5分） 5、详细介绍压力拱理论？（8分） 6、什么叫滑坡？滑坡动面的形式有几种？（5分） 7、什么叫岩基极限承载力？计算时应考虑哪能些条件？（5分）

第 2 页共 6 页 20 ～20 学年第学期级地质、岩土专业岩石力学试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 二、作图题：（5分）直剪破坏试验全过程曲线可分几段？各区段的特点是什么？三、选择题：（2/题）（共10分） 1、模量比是指： a. 岩石的单轴抗压强度和它的弹性模量之比。（） b. 岩石的弹性模量和它的单轴抗压强度之比。（） c. 岩体的单轴抗压强度和它的弹性模量之比。（） d.岩体的弹性模量和它的单轴抗压强度之比。（） 2、室内静荷载单轴抗压强度试验要求加荷速度： a.0.5_0.8MPa/s （） b. 0.5_1.0MPa/s （） c. 0.3_0.5MPa/s （） d. 0.3_0.8MPa/s （） 3、 a. γ μ)1(+= E k （） b. γμ)1(-=E k （） c. γμγE k = （） d. μ γ+=1E k （） 4、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？（）（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（） 5、岩坡发生在岩石崩塌破坏的坡度，一般认为是（）。

岩体力学试卷(答案)

中南大学考试试卷标准答案 200 7 –2007学年 2 学期时间110分钟 2008年1 月21 日岩体力学课程48 学时 3 学分考试形式：闭卷专业年级：城市地下空间专业0501，0502，0503班总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（本题20分，每小题4分） 1.岩体工程:主要指岩基和岩体中的各种地表半地下或地下坑硐。其研究包括岩体初始应力、围岩稳定、岩基稳定、边坡稳定和岩爆等等问题。 2.岩石质量指标:直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。 3.岩石流变：应力不变，应变随时间增大的现象叫蠕变；应变不变，应力随时间减小的现象叫松弛，统称为流变。 4.次主应力:某个面上的正应力的极值，一般不等于主应力；次应力作用面上仍然有剪应力，而主应力作用面上无剪应力；只有三个正交平面上的剪应力都为零时，次应力才等于主应力。 5.围岩:在岩体中的各种坑道，开挖打破了岩体原始应力平衡状态，在其周围一定范围内的岩体中发生应力重分布，通常将这部分岩体叫围岩。二、填空题（本题24分，每小题1.5分,共16小题） 1.岩石的全应力应变曲线分为破坏前区、破坏后区两大区段和5个阶段。 2.格里菲斯判据是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了一个近似理论。 3.岩石弹性模量包括初始弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量。 4.结构面的状态包括几何形态、充填和胶结情况、产状、贯通性和连贯性、密集状态和发育程度等等。 5.霍克－布朗经验判据在岩体力学的实验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁，克服了借助经验方法将岩石力学参数进行折减的缺陷。 6.岩体综合调查方法包括钻孔取心调查和沿暴露面调查。 7.常见的岩体工程分类方法包括 RQD质量指标分类方法、RMR分类方法、RQD 、Ｑ方法。 8.边坡破坏基本类型包括圆弧破坏、平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏。三、选择题（本题24分，每小题3分） 1.关于岩石蠕变试验流变力学组合模型元件的描述中，哪一个是错误的 D 。 A.有瞬时弹性应变阶段，有弹性元件； B.瞬时弹性变形后应变随时间发展，有粘性元件； C.应力松弛是不完全松弛，有塑性元件； D.应力松弛是不完全松弛，有粘性元件； 2.关于岩体、结构面(不连续面)、结构体的关系中，哪一个是错误的？B。 A.结构体和结构面是岩体的基本组成部分； B.岩体的静力学特性是固定不变的； C.结构体和结构面的力学特性，岩体结构，地应力是岩体的力学特性基本影响因素； D.在结构体强度高时，岩体的力学特性由结构面的力学特性决定；

中国石油大学岩石力学模拟试题

《岩石力学》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，它是力学的一个分支，是探讨岩石和岩体对其周围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重量相等，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不连续性。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连续面；③各向异性。 2 怎样理解岩石的多相体？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现在什么地方？岩石力学的复杂性表现在：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、选择题 1、在地下，岩石所受到的应力一般为（ 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。体力指布满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就是正应力值。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就是剪应力值。三、简答题 1、应力的正负是怎样规定的？岩石力学中，①正应力以压应力为正，拉应力为负；②剪应力以使物体发生逆时针转动为正，反之为负；③θ角以x轴正向沿逆时针方向转动所形成的夹角为正，反之为负。 2、一个点的平衡状态需满足哪两个平衡？一是满足力的平衡，二是满足力矩的平衡。 3、怎么理解受力单元体？由于岩石的破坏具有局部性的特点，所以采用受力单元体的方式来进行分析，找到受力单元体破坏的方位，从而对整体岩石的破坏进行分析。 4、应力的两个下标各表示什么含义？应力的第一个下标表示应力所在面的外法线方向；第二个下标表示应力的方向。由于正应力的两个下标一样，所以可用一个下标来表示。 5、画出二维应力受力体的受力图。所谓二维应力状态，是指与第三角标有关的应力分量皆为零的状态，即 σ33 = σ32 = σ31 = 0 这也就是通常所指的平面应力状态。

岩体力学试卷

岩体力学试卷一．名词解释。(30) 1.岩体。 2.结构面。 3.单轴抗压强度。 4.岩石记忆。 5.弹性后效。 6.法向刚度。 7.安全性系数。 8.岩爆。 9.围岩。 10.塑性松动圈。二．填空题。（23） 1. 岩体按成因可划分为、和。不同成因类型的岩石的物理力学性质差别很大，工程性质极为多样 2.岩石的弹性变形特性常用和两个常数来表示。当这两个常数为已知时，就可用三维应力条件下的广义胡克定律计算出给定应力状态下的变形。 3.岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复可分为变形和变形两类。 4.岩石的流变主要包括、和。 5. 大量的试验和观察证明，就破坏形式而言，岩石的破坏主要有破坏、破坏和破坏。 6.岩体基本质量应由受和两个因素确定。 7.在岩体中被各种结构面切割而成的岩石块体称为结构体。结构体的形状主要有、、楔形以及菱形和锥形等，如果风化强烈或挤压严重，也可形成、、等。 8.岩体结构面的剪切变形与、和有关。三．选择题。(16)

1.岩石的空隙率可分为总空隙率n、总开空隙率n。、大开空隙率n b 、小开空隙率n a 和闭空隙率n c 几种，其中小开空隙率n a 可表示为。 A、n－n。； B、n－n b ；C、n －n c ； D、n －n b 2.某岩石试件在进行室内试验时发生了流变破坏，这主要是因为岩石试件的应力达到了岩石的极限所致。 A、抗拉强度； B、抗压强度； C、强度； D、屈服。 3.某工程在页岩岩层中开挖一引水隧洞，在隧洞开挖完成以后一段很长的时间内，预先埋设于支护结构和衬砌中的压力传感器显示，支护结构和衬砌中的压力一直在不断变化，这主要是由于的结果。 A、围岩弹性变形； B、围岩塑性变形； C、围岩弹塑性变形； D、围岩蠕变。 4.粘滞系数η是表征岩石蠕变、流动性质的指标，其单位为。 A、Pa·s； B、Pa·s－1； C、N·m·s—1； D、N·s—1。 5.围压对岩石极限强度（峰值强度）有较大影响，随着围压的增加，岩石的三轴极限强度将。 A、减小； B、增大； C、不变； D、不一定增大 6.静载荷试验是指应变速率为的试验。 A、＞10－1／s； B、≤10－1／s； C、小于10－1／s且大于10－6／s； D、＜10－1／s。 7.岩石的饱水系数大，说明常压下吸水后余留的空隙就愈少，因而，其抗冻性就。 A、越强； B、越差； C、不变； D、不一定差。 8.地应力是岩体的一种基本属性，又是岩体变形破坏的动力因素。以下哪种说话是正确的。 A、岩体的本构关系及其参数受到地应力的影响； B、岩体承载能力受到初始应力的影响； C、岩体破坏机制受到地应力的影响； D、地应力控制岩体应力传播方式和力学介质类型。四．简答题。（21） 1. 岩体力学研究的对象是什么？它有什么特点？ 2. 在岩石三轴试验中，围压对岩石的力学性质有什么影响？ 3.影响岩体变形性质的因素。五．计算题（10）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。

岩石力学复习题 2解析

《岩石力学》测试题一西南科技大学考试试题单考试科目：岩石力学（不必抄题，但必须写明题号，试题共计三大题）一、解释下列术语（每小题4分，共28分） 1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限 2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。不同的结构面，其力学性质不同、规模大小不一。 3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态 4.流变在外力作用下，岩石的变形和流动 5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数ξ来表示。 6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象 7.矿山压力地下矿体被开采后，其周围岩体发生了变形和位移，同时围岩内的应力也增大和减小，甚至改变了原有的性质。这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。二、简答题（每小题7分，共42分） 1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？都是岩石形状改变的一种类型，膨胀和扩容时岩石的体积会增大，扩容和蠕变时需要受力2.岩体按结构类型分成哪几类？各有何特征？整体块状层状碎裂

散体 3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？ 4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么？ 5.在不同应力状态下，岩石可以有几种破坏形式？压缩破坏拉伸破坏剪切破坏 6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？喷射混凝土的厚度是否越大越好？为什么？三、计算题（30分） 1.将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2= σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试计算：（1）内磨擦角φ；（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？（本题20分） 2.岩体处于100m深，上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3，泊松比μ=0.2，自重应力为多少？当侧压力系数为1.0时，自重应力为多少？（本题10分《岩石力学》测试题二双击自动滚屏

岩石力学试题及答案

岩石力学试卷（闭卷）、填空题（每空1分，共20 分） 1、沉积岩按结构可分为（）、（），其中，可作为油气水在地下的良好储层的是（），不能储存流体，但是可作为油气藏的良好盖层的是（）。 2 、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律，许多学者定义了一些基本变形单元，它们是（）、（）、（）。 3、在水力压裂的加压过程中，井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力，当此拉应力达到地层的（）时，井眼发生破裂。此时的压力称为（）。当裂缝扩展到（）倍的井眼直径后停泵，并关闭液压系统，形成（），当井壁形成裂缝后，围岩被进一步连续地劈开的压力称为（、选择题（每题2分，共10 分） 1、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（ A 、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下，岩石所受到的应力一般为（）。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下，岩石的抗拉强度（）抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高，井壁越（）。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括（） A 、自重应力和残余应力 B 、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力三、判断改错题（每题2分，共10 分） 1、岩石中的孔隙和裂隙越多，岩石的力学性质越好。）。如果围岩渗透性很好，停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到（）。 4、通常情况下，岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而），而破坏前应变则随着应变率降低而（）。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段：第一蠕变阶段或称（变阶段或称（）。但蠕变并一定都出现这三个阶段。）；第二蠕变阶段或称（）；第三蠕6、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（）。

岩体力学复习题(整理)

岩体力学复习题一、判断（含填空） 1、结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度。（∨）* 2、.在原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直。（×） 3、岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关。（∨） 4、.弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用。(×) 5、岩石限制性剪切强度不是固定值，与剪切面上作用的正压力有关。（∨） 6、随开采深度增加，巷道围岩变形将明显增大。（∨） 7、从巷道周边围岩受力情况看，拱型断面巷道要比梯形巷道断面差。（×） 8、塑性变形与静水应力无关，只与应力偏量有关，与剪应力有关。（∨） 9、平行层理面的波速（或动弹性模量）总是大于垂直于层理面。（∨） 10、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5~15MPa。（∨） 11、岩石三向抗压强度不是一个固定值，将随围压变化而改变。（∨） 12、结构面组数越多，岩体越接近于各向异性。（×） 13、软弱岩层受力后变形较大，表明构造应力在软弱岩层中表现显著。（×） 14、对无粘聚力的松散体，由地表开始侧压力随深度成线性增长。（∨）（ 15、我国工程岩体分级标准中是根据①结构面；②地下水；③地应力对岩石基本质量进行修正的。（∨） 16、岩石中含有的亲水性和可溶性矿物越多，软化系数越小。（×） 17、适用于拉伸破坏的判据是格里菲斯判据。（∨） 18、莫尔判据没有考虑中间主应力对岩石破坏的影响。（∨） 19、结构面的剪切刚度，随结构面的规模增大而减小。（∨） 20、随深度的增大，铅直天然应力而增大。（∨）二、名词解释（含填空） 1、岩石：指地壳中由矿物或岩屑，在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体（或集合体）。 2、岩体：指在自然界中处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征的岩石所组成的集合体（或自然地质体）。 3、结构面：指在地质历史（尤其是地质构造影响）过程所形成的具有一定方向，厚度较小和一定延展长度的地质界面。如：层理、节理、片理等。（包括物质分介面和不连续面），统称结构面。 4、结构体：指由不同产状的结构面相互切割而形成的单元块体（岩块）。、 5、岩体的各向异性：岩体的物理力学性质随取向不同而具有明显方向性差异的性质。 6、岩体力学：主要研究岩石和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水场等）发生变化后，作出响应的一门力学分支。 7、岩石的软化系数：岩石饱水状态的抗压强度与其干燥状态的抗压强度的比值。 8、构造应力场：通常指导致构造运动的地应力场，或指一定区域内具有生成联系的各种构造行迹在不同部位应力状态的总体。 9、峰值强度：岩石应力应变曲线上对应最大应力值。 10、弹性模量：指岩石受力后在弹性范围内的应力应变的斜率。 11、泊松比：岩石在单向受压条件下，横向应变与纵向应变之比。 12、松弛：物体变形保持一定，内部应力随时间增长而逐渐减小的现象。 13、蠕变：在恒定的外力作用下，变形随时间不断增长的现象。

岩石力学试卷二及答案

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分一、简答题：（30分） 1、岩石的常用物理指标有哪些？它们与岩石的强度之间大致有什么关系？（5分） 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些？（5分） 3、简述水对岩石强度的影响。（5分） 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些？是如何影响的？（5分） 5、什么是岩体初始应力场？岩体内产生应力的原因有哪些？（5分）第1页共6 页

20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护，它与传统的老式支护有何区别？（5分）二、作图题（5分）什么是岩石的蠕变？试作图说明岩石流变三阶段的特点：三、填空题: （0.5/空）(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的，是探讨岩石对。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式：、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有：、和、、、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料，岩石之所以破坏是由于在引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉第2页共6 页20～20学年第学期级专业试题

应力集中所致外，还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ，用它们来表示G:λ：、 K:。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下，围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力；切向应力θσ则岩体中的初始应力，在洞壁上达最大值。由理论上可以证明，开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力，称为“变形压力”；将由于岩体而而对支护或衬砌的压力，称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析，在可形成压力拱的洞室内，压力拱的高度是，洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为，洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。四、选择题：（2/题）（共10分） 1、岩石与岩体的关系是（）。（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（） 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+=（） b.)(42 y xy Rc Rt στ+=（） c.)(42 x xy Rt Rt στ+= （） d.)(42 x xy Rc Rt στ+= （） 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏，一般发生在（）。（A ）不均匀岩体（B ）薄层脆性岩体（C ）厚层泥质岩体（D ）多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中，承载力系数主要取决于下列哪一个指标？（）（A ）（B ）C （C ）（D ）E 5、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；第 3页共 6 页 20～20学年第学期级专业试题学号：姓名： ……………………………………密…………封……………线………………………………… 五、计算题：（35分）

《岩体力学》课后习题附答案

一、绪论岩体力学：研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的科学。. 二、1．从工程的观点看，岩体力学的研究内容有哪几个方面？答：从工程观点出发，大致可归纳如下几方面的内容： 1）岩体的地质特征及其工程分类。2）岩体基本力学性质。3）岩体力学的试验和测试技术。4）岩体中的天然应力状态。5）模型模拟试验和原型观测。6）边坡岩体、岩基以及地下洞室围岩的变形和稳定性。7）岩体工程性质的改善与加固。 2．岩体力学通常采用的研究方法有哪些？ 1）工程地质研究法。2）试验法。3）数学力学分析法。4）综合分析法。二、岩块和岩体的地质基础一、1、岩块：岩块是指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。有些学者把岩块称为结构体、岩石材料及完整岩石等。 2、波速比k v：波速比是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块的纵波速度之比。 3、风化系数k f：风化系数是国标提出的用来评价岩的风化程度的指标之一，即风化岩块和新鲜岩块饱和单轴抗压强度之比。 4、结构面：其是指地质历史发展过程中，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。它包括物质分异面和不连续面，如层面、不整合、节理面、断层、片理面等，国内外一些文献中又称为不连续面或节理。 5、节理密度：反映结构发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。 6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。 7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。 8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。 9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。

岩石力学复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案岩石力学(专科) 一、名词解释： 1.岩体 2.围岩 3.稳定蠕变 4.柔性支护 5.塑性破坏 6.稳定蠕变 7.剪胀8.长期强度 9.脆性破坏10.端部效应 11.构造应力12.松脱地压 13.非稳定蠕变14.结构面充填度 15.变形地压16.延性 17.蠕变18.岩体结构 19.真三轴试验20.扩容 21.剪胀率二、问答题： 1.解释锚杆支护的挤压加固作用，并指出其适用条件。 2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。 3.解释锚杆支护的组合作用，并指出其适用条件。 4.什么是常规三轴压缩试验？试指出在常规三轴试验中，随围压增大，岩石的抗压强度和变形特征。 5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。 6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因，如何消除端部效应对试验结果的影响？ 7.岩石有哪些基本破坏方式？莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式？ 8.对岩石进行三轴压缩试验，试问在不同的围压条件下，岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么？ 9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。 10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模？岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征? 11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验，试问有哪几种典型的应力应变曲线形式（要求画出相应的曲线）？三、判断题： 1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态（应力圆）以及组成岩体的岩石的强度曲线（a ）和节理强度曲线（b ），图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为α。试判别图中表示的分析结果是否正确。 [ ] a.岩体沿节理剪切破坏( ) b. 岩体沿节理剪切破坏( ) 图1 2.设计一条水平坑道断面如图2所示，其长轴与原岩应力分量p 平行，短轴与原岩应力分量q 平行。已知1/>q p 。这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。 [ ]

岩体力学计算题

四、岩石的强度特征 (1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中，采用的立方体岩石试件的边长为5cm，一组平行试验得到的破坏荷载分别为、、，试求其抗拉强度。解：由公式σt=2P t/πa2=2×P t×103/×52×10-4=(MPa) σt1=×= σt2=×= σt3=×= 则所求抗拉强度：σt==++/3=。 (2) 在野外用点荷载测定岩石抗拉强度，得到一组数据如下：试计算其抗拉强度。(K= 解：因为K=，P t、D为上表数据，由公式σt=KI s=KP t/D2代入上述数据依次得： σt=、、、、、、、。求平均值有σt=。 (3) 试导出倾斜板法抗剪强度试验的计算公式。解：如上图所示：根据平衡条件有： Σx=0 τ-P sinα/A-P f cosα/A=0 τ=P (sinα- f cosα)/A Σy=0 σ-P cosα-P f sinα=0 σ=P (cosα+ f sinα) 式中：P为压力机的总垂直力。

σ为作用在试件剪切面上的法向总压力。 τ为作用在试件剪切面上的切向总剪力。 f为压力机整板下面的滚珠的磨擦系数。 α为剪切面与水平面所成的角度。则倾斜板法抗剪强度试验的计算公式为: σ=P(cosα+ f sinα)/A τ=P(sinα- f cosα)/A (4) 倾斜板法抗剪强度试验中，已知倾斜板的倾角α分别为30o、40o、50o、和60o，如果试样边长为5cm,据经验估计岩石的力学参数c=15kPa，φ=31o，试估计各级破坏荷载值。(f= 解：已知α分别为30o、40o、50o、和60o，c=15kPa，φ=31o，f=， τ=σtgφ+c σ=P(cosα+ f sinα)/A τ=P( sinα- f cosα)/A P( sinα- f cosα)/A= P(cosα+ f sinα) tgφ/A+c ( sinα- f cosα)= (cosα+ f sinα) tgφ+cA/P P=cA/[( sinα- f cosα)- (cosα+ f sinα) tgφ] 由上式，代入上述数据，计算得： P30=15(kN/mm2)×25×102(mm2)/[( sin30 - ×cos30) - (cos30 + ×sin30) tg31] αsinαcosα( sinα- f cosα) (cosα+ f sinα) (cosα+ f sinα) tgφ P 3 0 4 0

岩石力学考试的题目复习重点

岩石力学考试重点题型分析第一题：对下列的名词进行解释 1.岩体质量指标RQD 2.岩石的弹性模量和变形模量 3.地应力与次生应力 4.岩石的蠕变与松弛 5.地基承载力 6.弹性变形 7. 等应力轴比 8. 极限承载力 9. 塑性变形 10.岩石本构关系第二题：填空题 1.根据结构面的成因，通常将其分为三种类型：原生结构面、构造结构面及次生结构面。 2.同一岩石各种强度中最大的是单轴抗压强度，中间的是抗剪强度，最小的是单轴抗拉强度。 3.岩石的抗剪强度用凝聚力C和内摩擦角Φ来表示 4.隧（巷）道轴线方向一般应与最大主应力平行（一致）。弹性应力状态下，轴对称圆形巷道围岩切向应力σr径向应力σθ的分布和角度无关，应力大小与弹性常数E、υ无关。 5.岩石的变形不仅表现为弹性和塑性，而且也具有流变性质，岩石的流变包括蠕变、松弛和弹性后效。 6.D-P准则是在C-M准则和塑性力学中的Mises准则基础上发展和推广而来的，应力第一不变量I1=＿＿。 7.边坡变形主要表现为松动和蠕动。 8.边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。

9.岩坡的失稳情况，按其破坏方式主要分为崩塌和滑坡两种。 10.地基承载力是指地基单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力。 11.路基一般分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑。第三题：简述题 1.岩石力学的研究内容及研究方法。 2.地下水对岩体的物理作用体现在哪些方面？ 3. 简述地应力分布的基本规律。 4.喷砼的支护特点。 5.边坡稳定性的影响因素。 6．岩石的强度指标主要有哪些？各指标是如何定义的？ 7.地应力对岩体力学性质的影响体现在哪些方面？ 8.边坡平面破坏计算法的假定条件。第四题：论述题 1.结合下图，说明重力坝坝基深层滑动稳定性计算中：①不按块体极限状态计算的等K 法；②按块体极限状态计算的等K 法的计算思路（块体中各种作用力可以用符号代表）（图见书上424页图8-14a ）（第四题） 2. 推导平面问题的平衡微分方程（图见书上181页图4-2） 3. 根据莫尔—库仑强度理论，推证岩石单轴抗压强度σc 与单轴抗拉强度σt 满足下式： φ φσσsin 1sin 1+-=　c t 第五题：计算题： 1. 已知岩样的容重γ=2 2.5kN/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 ，0=+??+??X y x yx x τσ0 =+??+??Y x y xy y τσ

岩石力学考试知识点

主要内容：岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用学科，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中立场的反应。岩石力学是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的学科。岩石力学是一门关于岩石的力学效应和工程岩体的力学行为规律的学科。地应力：是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。它是引起各种地下或露天岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力。决定洞室布置的决定性因素之一，稳定性分析的重要参数。重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因。地应力的成因：大陆板块边界受压\地幔热对流\板块边界受压\岩浆侵入\岩体自重应力场地应力测量基本原理：测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态，这种测量通常是通过一点一点的量测来完成的。岩体中一点的三维应力状态可由选定坐标系中的六个分量σx ，σy ，σz ，τxy ,τyz ,τxz 来表示。直接测量法：由测量仪器直接测量和记录各种应力量，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。间接测量法：借助某些传感元件或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公式计算岩体中的应力值。应力解除法原理：当需要测定岩体中某点的应力状态时，人为的将该处岩体单元和周围的岩体分离，此时，岩体单元上所受的拉力将被解除。同时，该单元体的几何尺寸也将产生弹性恢复。应用一定的仪器，测定弹性恢复的应变值或变形值，并且认为岩体时连续、均质和各向同性的弹性体，于是就可以借助弹性理论的解答计算岩体单元所受的应力状态。步骤:(1)在测试地点打大孔(2)从大孔底打同心小孔 (3)在小孔中央位置安装测量探头(4)用薄壁钻头延伸大孔，使小孔周围岩芯实现应力解除（5）将岩芯与探头一并取回，进行围压率定和温度标定试验。（6）数据修正和处理，计算地应力值直接测量法(水压致裂法)：原理：水压致裂系统将钻孔某段封隔起来，并向该段钻孔注入高压水，当水压超过3σ2-σ1和岩石抗拉强度T之和后，在θ＝0o处，也即所在方位将发生孔壁开裂。设钻孔壁发生初始开裂时的水压为P i，则有P i=3σ2-σ1+T 如果继续向封隔段注入高压水，使裂隙进一步扩展，当裂隙深度达到3倍钻孔直径时，此处已接近原岩应力状态，停止加压，保持压力恒定，将该恒定压力记为P s,P s应和原岩应力σ2相平衡，即P s2=σ2 在钻孔中存在裂隙水的情况下，如封隔段处的裂隙水压力为P0,则Pi=3σ2-σ1+T-P0 在初始裂隙产生后，将水压卸除，使裂隙闭合，然后再重新向封隔段加压，使裂隙重新打开，记裂隙重开时的压力为P r，则有P r=3σ2-σ1- P0 由以上两式求σ1和σ2就无须知道岩石的抗拉强度。因此，由水压致裂法测量原岩应力将不涉及岩石的物理力学性质，而完全由测量和记录的压力值来决定。步骤：1）打钻孔到准备测量应力的部位，井将钻孔中待加压段用封隔器密封起来，钻孔直径与所选用的封隔器的直径相一致。封隔器一般是充压膨胀式的，充压可用液体，也可用气体。2）向二个封隔器的隔离段注射高压水，不断加大水压，直至孔壁出现开裂，获得初始开裂压力；然后继续施加水压以扩张裂隙，当裂隙扩张至3倍直径深度时，关闭高水压系统，保持水压恒定，此时的应力称为关闭压力，记为；最后卸压，使裂隙闭合。在整个加压过程中，同时记录压力-时间曲线图和流量-时间曲线图，确定P i，P s值。 3）重新向密封段注射高压水，使裂隙重新打开并记下裂隙重开时的压力P r和随后的恒定关闭压力P s。这种卸压-重新加压的过程重复2—3次，以提高测试数据的准确性。P r和P s同样由压力-时间曲线和流量-时间曲线确定。4）将封隔器完全卸压，连同加压管等全部设备从钻孔中取出。5）测量水压致裂裂隙和钻孔试验段天然节理、裂隙的位置、方向和大小，测量可以采用井下摄影机、井下电视、井下光学望远镜或印模器。岩石的孔隙性：天然岩石包含着数量不等，成因各异的孔隙和裂隙，是岩石的重要结构特征之一，统称为岩石的孔隙性。用孔隙率n表示水理性：岩石与水相护作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包含岩石的吸水性，透水性，软化性和抗冻性。软化性：岩石浸水后强度降低的性能称为岩石的软化性，岩石的软化性常用软化系数来表示。软化系数是岩样保水状态的抗压强度与自然风干状态抗压强度的比值，用小数表示，ηc=σcw/σ c η（η≤1）越小，表示岩石受水的影响越大。岩石的抗冻性：岩石抵抗冻（胀）融破坏的性能，通常用抗冻系数表示。岩的抗冻系数是指岩样在±25℃ 的温度区间内，反复降温、冻结、升温、融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度的下降值与冻融前的抗压强度之比：c f=(σc-σcf)/σ c c f 越大，抗冻性越差。岩石的强度：岩石在各种荷载作用下达到破坏时所能承受的最大应力称为岩石的强度。如在单轴压缩荷载作用下能承受的最大压应力称为单轴抗压强度。进行岩石强度试验所选用的试件必须是完整岩块，而不应包含节理裂隙。影响因素：试件尺寸、试件形状、试件三维尺寸比例、加载速率、湿度。岩体的强度：岩体的强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。它有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度之分。水对岩石强度的影响：结合水：产生三种作用：连结作用、润滑作用、水楔作用。连结作用：将矿物颗粒拉近、接紧，起连结作用。润滑作用：可溶盐溶解，胶体水解，使原有的连结变成水胶连结，导致矿物颗粒间连结力减弱，摩擦力减低，水起到润滑剂的作用。水楔作用：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸着力将水分子拉到自己周围，在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入。孔隙压力作用：孔隙压力，减小了颗粒之间的压应力，从而降低了岩石的抗剪强度，使岩石的微裂隙端部处于受拉状态从而破坏岩石的连结。溶蚀－潜蚀作用：岩石中渗透水在其流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走，有时将岩石中小颗粒冲走，使岩石强度大为降低，变形加大。除了上述五种作用外，水在冻融时的胀缩作用对岩石力学强度破坏很大岩石强度理论：是研究岩石在各种应力状态下的强度准则的理论，强度准则又称破坏判据，它表征岩石在极限应力状态下(破坏条件)的应力状态和岩石强度参数之间的关系。库仑准则：观点：①岩石破坏为剪切破坏；②岩石抗能力由两部分组成（内聚力、内摩擦力）。③强度准则形式－直线型：τ=C+σtanφ应用：①判断岩石在某一应力状态下是否破坏（用应力圆）。②预测破坏面的方向③进行岩石强度计算。评价：①是最简单的强度准则，是莫尔强度理论的一个特例。②不仅适用于岩石压剪破坏，也适用于结构面压剪破坏。 ③不适用于受拉破坏。莫尔强度理论的评价：优点：①适用于塑性岩石，也适用于脆性岩石的剪切破坏；②较好解释了岩石抗拉强度远远低于抗压强度特征；③解释了三向等拉时破坏，三向等压时不破坏现象；④简单、方便:同时考虑拉、压、剪,可判断破坏方向. 不足：①忽视了σ2 的作用，误差：±10％； ②没有考虑结构面的影响；③不适用于拉断破坏； ④不适用于膨胀、蠕变破坏。格里菲斯强度理论基本假设（观点）：①物体内随机分布许多裂隙；② 所有裂隙都张开、贯通、独立；③裂隙断面呈扁平椭圆状态；④在任何应力状态下，裂隙尖端产生拉应力集中，导致裂隙沿某个有利方向进一步扩展。⑤ 最终在本质上都是拉应力引起岩石破坏。优点：①岩石抗压强度为抗拉强度的8倍，反映了岩石的真实情况；②证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏；③指出微裂隙延展方向最终与最大主应力方向一致。不足：①仅适用于脆性岩石，对一般岩石莫尔强度准则适用性远大于Griffith准则。②对裂隙被压闭合，抗剪强度增高解释不够。③ Griffith准则是岩石微裂隙扩展的条件，并非宏观破坏。流变：指材料的应力-应变关系与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有时间效应的现象，称为流变现象。岩石的变形不仅表现出弹性和塑形，而且也具有流变性质，岩石的流变包括蠕变、松弛、弹性后效。蠕变是当应力不变，应变随时间增加而增长的现象。蠕变三水平，蠕变三阶段（减速、等速、加速）不稳定蠕变稳定蠕变松弛是当应变不变，应力随时间增加而减小的现象。弹性后效是加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。锚杆的作用力锚杆支护是通过布置在岩体内的锚杆及其辅助构件所提供的各种作用力，使岩体中的应力状态得到一定改善，并使岩体的变形模量及强度指标得到一定的提高，从而对岩体变形及破坏产生一定的控制，最终达到加固、支护的效果。概括起来，锚杆及其辅助构件对岩体的作用力包括锚杆的轴向作用力、锚杆的横（或斜）向作用力以及锚杆尾部辅助构件（如托盘、刚梁、锚网等）对岩体施加的托锚力等。锚杆的轴向作用力轴向作用力是指锚杆作用于岩体的平行于杆体长度方向的作用力，是锚杆最主要的作用力，它是锚杆与岩体有机结合的保证，也是产生托锚力的必要条件。轴向作用力情况主要可由锚杆的轴向正应力（锚杆横截面上的正应力）或轴力（锚杆横截面上轴向应力的合力）和粘锚力（锚杆与围岩接触面上的剪切作用力）来反映。数值模拟研究结果表明，锚杆与围岩性能的相对差异程度、锚固体所处的应力场特征、锚固方式以及锚固长度等不相同时，轴向作用力的产生机理、作用力大小及其分布特征等也不尽相同。通常，锚杆的轴向变形模量大于岩体的轴向变形模量，而锚杆的泊松比小于岩体的横向变形模量，由此导致在同一应力场作用下两者变形量大小及相对位移大小的差异，锚杆的轴向作用力即因此而产生。通常，锚杆的作用效果就是对岩体在应力场作用下所发生的变形产生约束，即当岩体产生拉伸变形时锚杆给其以挤压作用，当岩体产生压缩变形时锚杆给其以拉伸作用。轴向作用力的产生方式因锚固方式的不同而有所差异：机械式锚固时，轴向作用力主要靠锚杆与岩体间的摩擦作用产生；粘结式锚固时，轴向作用力靠由锚固剂所形成的锚杆与围岩间的粘结及摩擦作用而产生。锚杆的横向作用力锚杆的横向作用力指锚杆因对围岩沿锚杆轴向以外的任意方向发生剪切变形及围岩间相对位移的约束作用而在横截面及斜截面上所产生的剪应力以及在粘结面（锚杆表面）上所产生的法向应力。这种约束作用主要包括阻止围岩沿弱面滑移、阻止围岩中产生新的剪切破坏面以及阻止围岩中的块体产生相对回转等作用。通常，在一定应力场的作用下岩体中会产生以下类型的横向位移或位移趋势：1）各部分间会沿弱面发生相对错动；2）沿特定方向产生新的剪切破坏面并沿此破坏面发生错动；3）碎块状岩体发生转动。安装锚杆后这些横向位移将受到锚杆的约束，锚杆中的横向作用力也由此而产生。横向作用力产生的条件可概括为三个：①锚固范围内的围岩产生一定量的横向（斜向）剪切变形甚至相对错动。②锚杆与围岩紧密接触，以使锚杆与岩体之间具备良好的传力性能。 ③锚杆要具有一定的抗剪切强度及刚度，以使锚杆对岩体的横向变形产生较强的灵敏性和控制作用。锚杆的托锚力托锚力是指锚杆辅助构件（托盘、刚梁、锚网等）给围岩表面施加的挤压作用力。托锚力的大小等于锚尾处锚杆的轴力，因此，其影响因素与锚杆轴力分布特征的影响因素基本相同，主要包括锚杆与围岩的性质差异、锚固方式、锚固后围岩应力场的改变等，同时还与预应力大小以及锚杆辅助构件的配置及其性能等因素有关。通常，在锚杆最大轴力相等的条件下，端锚时的托锚力大于全长锚固时的托锚力。锚杆对岩土体作用的力学本质在不同岩、土体条件下锚杆表现出不同的作用机理，如对层状岩体的组合作用、对松碎岩、土层的挤压作用、对节理岩体的楔固作用以及对软弱危石的悬吊作用等。尽管锚杆的作用机理因岩、土体条件的不同而有所差异，但是，其作用本质可归结为改善被锚岩、土体的应力状态，提高其强度指标，形成具有较高强度指标及较强变形适应性的锚固体。因此，锚杆的作用效果很大程度上可由锚固体力学性质指标的改变情况来衡量。迄今为止，国内外关于锚杆作用可提高岩、土体强度的观点已趋于一致，但对其途径及机理的认识还有待商榷。锚杆支护作用原理悬吊理论悬吊理论认为:锚杆支护的作用就是将硐室较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。硐室开挖以后，由于应力状态的改变，围岩中一定区域内的松软岩层可能发生松动和破裂现象，或由于被弱面切割的岩块因失去约束而成为关键块体，即出现危石，此时锚杆的作用就是利用其抗拉能力将松软岩层或危石悬吊于上部稳定岩层之上。悬吊理论直观的揭示了锚杆的悬吊作用，在分析过程中不考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开，与实际情况存在一定差距。如果顶板中没有坚硬稳定岩层或顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范围较大，无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层或者未松动岩层，悬吊理论就不适应。组合梁理论组合梁理论认为：顶板锚杆的作用，一方面体现在锚杆的锚固力增加了各岩层间的接触压力，避免各岩层间出现离层现象；另一方面增加了岩层间的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将作用范围内的几个岩层锚固成一个较厚的组合岩梁。这种组合岩梁在上覆岩层载荷的作用下，其最大弯曲应变和应力大大减小，挠度也显著减小，且组合梁越厚，梁内的最大应力、应变和梁的挠度也就越小组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道，其原理是通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层夹紧，以增强各分层间的摩擦作用，并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高顶板的抗弯刚度及强度。组合梁理论很好的解释了层状岩体锚杆的支护作用，但在分析中，将锚杆作用与围岩的自稳作用分开，与实际情况有一定差距。并且，随着围岩条件的变化，在顶板较破碎、连续性受到破坏时，组合梁也就不存在了。组合拱理论研究表明，在弹性体上安装具有预应力的锚杆，能形成以锚头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，阻止围岩的松动和变形，这就是挤压加固拱。其原理是通过锚杆的轴向作用力在围岩中形成拱形压缩带，即通过锚杆的轴向作用力将围岩中一定范围岩体的应力状态由单向（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度指标，使该压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷。锚杆一方面在锥形体压缩区内产生压应力，增加节理裂隙面或岩块间的摩擦阻力，防止岩块的转动和滑移，亦即增大了岩体的粘结力，提高了破碎岩体的强度；另一方面，锚杆产生的压应力，改善了围岩应力状态，使压缩带内的岩石处于三向受力状态，从而使岩体强度得到提高，这就是挤压加固拱的力学特征。组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理，但在分析过程中没有深入考虑围岩—支护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆设计和施工的重要参考。围岩与支架的共同作用：支架所受的压力及变形，来自于围岩在自身平衡过程中的变形或破裂，而导致的对支架的作用。因此，围岩性态及其变化状态对支护的作用有重要影响。另一方面，支护以自己的刚度和强度抑制岩体变形和破裂的进一步发展，而这一过程同样也影响支护自身的受力。于是，围岩与支护形成一种共同体；共同体两方面的耦合作用即称为围岩-支架共同作用喷射混凝土支护原理及其作用喷射混凝土支护是以压缩空气为动力，用喷枪将细骨料混凝土以喷射的方法覆盖到需要维护的岩面上，凝结硬化后形成混凝土层结构的支护方式，它除了起一定的支护作用外，还有及时封闭岩面，隔绝水、湿气和风化对岩体的不利作用，防止岩体强度降低。其作用主要表现在以下四个方面：1）加固与防止风化作用2）改善围岩应力状态作用3）柔性支护结构作用 4）保持围岩的整体结构与锚杆联合使用时，主要是用于避免锚头部位锚杆间土体的风化和松脱，可以起到加强锚杆锚固的作用。狭义地压：指围岩作用在支架上的压力广义地压：巷道顶板、底板或两侧的移近，收敛,底鼓，围岩的微观或宏观破裂，岩层移动，片帮冒顶、支架破坏，采场垮塌等全应力－应变曲线的特征：①孔隙裂隙压密阶段（OA段）：即试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合，岩石被压密，形成早期的非线性变形，σ－ε 曲线呈上凹型。在此阶段试件横向膨胀较小，试件体积随载荷增大而减小。本阶段变形对裂隙化岩石来说较明显，而对坚硬少裂隙的岩石则不明显，甚至不显现。②弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段（AC 段〕：该阶段的应力—应变曲线成近似直线型。其中， AB段为弹性变形阶段，BC段为微破裂稳定发展阶段。 ③非稳定破裂发展阶段，或称累进性破裂阶段（CD 段）：C点是岩石从弹性变为塑性的转折点，称为屈服点。破裂不断发展，直至试件完全破坏。试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率迅速增大。④破裂后阶段（D点以后段）：岩块承载力达到峰值强度后，其内部结构遭到破坏，但试件基本保持整体状。到本阶段，裂隙快速发展，形成宏观断裂面。此后，岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移，试件承载力随变形增大迅速下降，并降到零。岩体稳定性：是指处于一定时空条件的岩体在各种力系的作用下可能保持其力学平衡状态的程度，同时包含了人工施筑的结构物的稳定，以及围岩自身的稳定。两者往往是共存的。影响因素：1岩体内的应力及其强度是决定围岩稳定的首要因素，当岩体应力超过强度而设置支护时，支护应力与支护强度便成了岩石工程稳定的决定性因素。2空间特征（水文地质条件）地下水状态影响岩石的力学性质，主要软弱结构面产状的组合关系影响工程轴线或走向线的方位，若某一陡倾角结构面，走向近乎平行工程轴线方位，对地下工程稳定很不利；结构面的发育程度、规模大小、组合形式等是决定结构体的形状、方位、大小，控制岩体稳定性的重