岩体力学典型例题(DOC)
岩体力学考试重点(经典)分析
第二章 岩石的基本物理力学性质1、全应力—应变曲线（岩石试件在（刚性试验机）单轴压缩载荷作用下产生变形的全过程）（1）OA 阶段，通常被称为孔隙裂隙压密阶段。
其特征是应力—应变曲线呈上凹型，在此阶段岩石试件中原有的张开型结构面和微裂隙逐渐闭合，横向膨胀较小，试件体积随载荷的增大而减小。
本阶段对节理裂隙丰富的岩石表现较为明显，对坚硬少裂隙的岩石不明显。
（2）AC 阶段，通常称此阶段为弹性变形阶段。
其中AB 阶段为线弹性变形阶段；BC 为非线性变形阶段。
BC 阶段中出现了微裂隙的破裂，因此也称为破裂稳定发展阶段。
（3）CD 阶段，非稳定破裂发展阶段或称累积性破坏阶段。
C 点是岩石从弹性变为塑性的转折点，称为屈服点，其相应的应力称为屈服应力（屈服极限），数值约为峰值应力的三分之二左右。
进入此阶段后，微破裂的发展出现了质的变化，它们不断聚合形成了宏观裂隙，直至岩石试件完全破坏。
此时，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。
当达到D 点时，岩石已经破坏，此时的强度称为峰值强度。
（4）DE 阶段称为破坏后阶段。
当载荷达到D 点后，岩石试件内部结构已遭到破坏，但试件基本保持整体形状。
进入本阶段后，宏观裂隙快速发展，并且相互交叉联合形成宏观断裂面，岩块的变形主要表现为沿宏观断裂面的块体滑移，试件的承载能力迅速下降，但不会到零，岩石仍具有一定的承载能力。
应该指出，对于坚硬的岩石来说，这一塑性阶段很短，有的几乎不存在，它所表现的是脆性破坏的特征。
所谓脆性是指应力超出了屈服应力却并不表现出明显的塑性变形的特性，而因此达到破坏，即为脆性破坏。
2、单轴压缩条件下的岩石变形特征：①岩石的变形特性通常可以从试验时所记录下来的应力—应变曲线中获得；②岩石的应力—应变曲线反映了各种不同应力水平下所对应的应变(变形)规律；③岩石试件在（刚性试验机）单轴压缩载荷作用下产生变形的全过程，可全应力-应变曲线来表示。
3、三轴压缩条件下的岩石变形特征A 、 时岩石变形特征①岩石的强度随围压（ ）的增加，岩石的屈服应力随之提高；②总体来说，岩石的弹性模量变化不大，有随围压增大而增大的趋势；③随着围压的增加，峰值应力所对应的应变值23σσ=23σσ=有所增大，其变形特征表现出低围压的脆性向高围压的塑性转换的规律。
《岩体力学》沈明荣,陈建峰--课后习题答案完善版
《岩体力学》课后习题答案完善版能源学院张 盛2013.11.51目录一、绪 论 (3)二、岩石的基本物理力学性质 (4)三、岩体的动力学性质 (17)四、岩体的基本力学性质 (19)五、工程岩体分类 (27)六、岩体的初始应力状态 (29)七、岩体力学在洞室工程中的应用 (32)八、岩体力学在边坡工程中的应用 (38)九、岩体力学在岩基工程中的应用 (41)2一、绪 论1、叙述岩体力学的定义。
答：岩体力学主要是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发生变化后，做出响应的一门力学分支。
2、何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？答：岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律而形成的自然物体，有其自身的矿物结构和构造。
岩体是一定工程范围内的自然地质体，由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
不同：岩体多是不连续介质，通常与工程联系起来，是较大的地质体，而岩石本身可作为连续介质看待，与工程无关。
3、何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？答：岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
岩体结构的两大要素是指结构体和结构面。
4、中科院研究所提出的岩体结构可分为哪六大类型？答：块状结构、镶嵌结构、破碎结构、碎裂结构、层状结构、层状破碎结构、散体结构。
5、岩体有哪些特征？答：岩体的特征有不连续性；各向异性；不均匀性；赋存地质因子的特性。
3二、岩石的基本物理力学性质1、岩石有哪些物理力学参数？答：岩石的物理力学参数有：岩石的质量指标、水理性质指标、描述岩石风化能力的指标以及完整岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度、三向压缩强度和与各种受力状态相对应的变形特性等。
2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些？答：影响岩石强度特性的主要因素有岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三轴压缩强度。
3、何谓岩石的应力应变全过程曲线？答：应力应变全过程曲线为在刚性试验机上进行试验所得到的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
岩体力学考试资料(名词解释、填空、判断、问答)-1
一、判断题：1.结构面组数越多，岩体强度越接近于结构面强度。
（∨）2.岩石三向抗压强度不是一个固定值，将随围压变化而改变。
（∨）3.流变模型元件并联组合时，各元件满足应力相等，应变相加关系。
（×）4.在未受开采影响的原岩体内存在着原岩应力，其方向与水平方向垂直。
（×）5.岩石抗压强度值的离散系数越大，说明岩石抗压强度平均值的可信度越高。
（×）6.根据服务年限要求，矿井运输大巷应按照等应力轴比设计其断面尺寸。
（×）7.岩石蠕变与岩石类别有关，与应力大小有关。
（∨）8.有粘聚力的固结岩体体，由地表开始侧压力与深度成线性增长。
（×）9.椭圆断面巷道，其长轴方向与最大主应力方向一致时，周边受力条件最差。
（×）10.在力学处理上，弱面不仅能承受压缩及剪切作用，还能承受拉伸作用。
(×)1．结构面组数越多，岩体越接近于各向异性。
（×）2．流变模型元件串联组合时，各元件满足应变相等，应力相加关系。
（×）3．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。
（×）4．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。
（∨）5．软岩破坏为渐进过程，首先对破坏部位支护，可使软岩控制取得好的效果。
（∨）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．对无粘聚力的松散体，由地表开始侧压力即与深度成线性增长。
（∨）10巷道返修是一种较好的巷道支护对策。
（×）1.水库蓄水前，河间地块存在地下分水岭，蓄水后将不会产生库水向邻谷的渗漏。
×2.斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏。
×3.在岩土体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值，此即稳定性系数。
岩石力学期末考试试卷及答案
一、填空题【1】弹性体的特征：在外力作用下物体变形，当外力不超过一定限度时，除去外力后变形能完全恢复。
【2】弹性力学的平面问题包括：平面应力问题和平面应变问题；【3】变质岩分类包括片理状岩类（片麻状构造、片状构造、千枚状构造、板状构造）和块状岩类（块状构造）；【4】岩石的密度：岩石单位体积所具有的质量。
【5】岩石的容重：岩石单位体积所具有的重量。
【6】岩石的容重取决于：（1）岩石的矿物成分；（2）孔隙发育程度；（3）含水量【7】岩石强度：是指岩石在外荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大应力。
【8】岩石的三轴抗压强度：是指岩石在三围荷载作用下，达到破坏前所能承受的最大压应力。
【9】三轴压缩试验的加载方式（1）真三轴加载；（2）伪三轴加载；【10】岩石的变形有：（1）弹性变形；（2）塑性变形；（3）黏性变形；【10】岩体的结构单元有：（1）结构面（坚硬结构面、软弱结构面）；（2）结构体（块状结构体、板状结构体）；【11】岩体的赋存环境包括：（1）地应力；（2）地下水；（3）地温；【12】根据结构面的成因不同分：（1）原生结构面（2）构造结构面（3）次生结构面【13】流变现象：是指应力-应变曲线与时间因素有关的性质，岩体在变形过程中有时间效应的现象。
【14】岩石的流变包括：（1）蠕变（当应力不变时，变形随时间的延长而增加的现象）；（2）松弛（当变形一定时，应力随时间的延长而减小的现象）；（3）弹性后效（当瞬间加载或卸载时，应变滞后于应力的现象）。
【15】围岩-支护共同作用：是指围岩与支护形成一个共同体，使其两者之间产生相互耦合和相互影响的情况。
【16】马克斯威尔体（本构方程、蠕变方程、松弛方程）和凯尔文体（本构方程、蠕变方程、弹性后效（卸载效应））的相关方程答：马克斯威尔体具有瞬间变形、等速蠕变和松弛的性质；凯尔文体具有弹性后效、稳定蠕变，没有松弛的性质；【17】岩石种类：岩浆岩、变质岩、沉积岩。
岩浆岩：深成岩、浅成岩、喷出岩。
《高等岩石力学》作业习题
《岩石力学》习题一、岩体分级（1）取直径为50mm 、长度为70mm 的标准岩石试件，进行径向点荷载强度试验，测得破坏时的极限荷载为4000N ，破坏瞬间加荷点未发生贯入现象。
试确定岩石的单轴抗压强度c R 。
（2）测得某中等风化花岗岩体的压缩波速s m v pm /2777=，剪切波速s m v s /1410=；已知相应岩石的压缩波速s m v pr /5067=，剪切波速s m v s /2251=，重度3/3.22m kN r =。
岩石饱和单轴抗压强度MPa R c 40=，根据《工程岩体分级标准》（GB50218-94），该岩体的基本质量级别为几级？（3）某工程岩体，已测得岩石点荷载强度指标5.2)50(=s I ，岩石的压缩波速s km /6.6，岩体的压缩波速s km /1.4，根据《工程岩体分级标准》（GB50218-94），该岩体的基本质量级别为几级？二、岩石强度（4）自地表向下的岩层依次为：表土层，厚m H 601=，容重31/20m KN =γ，内摩擦角 301=φ，泊松比3.01=μ；砂岩层，厚m H 602=，容重32/25m KN =γ，内摩擦角 452=φ，泊松比25.02=μ。
求距地表m 50及m 100处的原岩中由自重引起的水平应力。
（5）将岩石试件进行一系列单轴试验，求得抗压强度的平均值为0.23MPa ，将同样岩石在0.59 MPa 的围压下进行一系列三轴试验，求得主应力的平均值为2.24 MPa . 请你在Mohr 图上绘出代表这两种试验结果的应力圆，确定其内摩擦角及粘结力.（6）某均质岩石的强度曲线为： 30,40,tan ==+=φφστMPa c c 其中. 试求在侧向围岩应力MPa 203=σ的条件下，岩石的极限抗压强度，并求出破坏面的方位.（7）将一个岩石试件进行单轴试验，当其压应力达到27.6MPa 时即发生破坏，破坏面与最大主应力作用面的夹角为60º. 假设抗剪强度随正应力呈线性变化，试计算：①内摩擦角；②破坏面上的正应力和剪应力；③在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度； ④在上述试验中与最大主应力作用面的夹角为30º的那个平面上的抗剪强度。
岩体力学
岩体：是位于一定地质环境中，在各种宏观地质界面分割下形成的有一定结构的地质体。
结构体：被结构面切割成的岩石块体。
结构面：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界面或带。
岩体复杂性表现：一.不连续性，二.非均质性，三.各向异性，四.岩体中存在着不同于自重应力场的天然应力场，五.岩体赋存于一定地质环境中，对岩体影响较大。
岩石的变形性状：1.塑性。
2.弹性。
3.粘性。
弹性：指材料在外力作用下产生变形，而撤去外力后立即恢复到它原有的形状和尺寸的性质。
弹性变形：外力撤去后能够恢复的变形。
如应力—应变关系呈直线关系，称线弹性，不呈直线关系称非线弹性。
塑性：指材料受力后，在应力超过屈服应力时仍能继续变形而不即行断裂，撤去外力后变形又不能完全恢复的性质。
不能恢复的变形，称塑性变形。
应变硬化：在屈服点之后，应力—应变关系呈上升曲线，说明晶粒滑到新位置后，导致粒间相嵌、挤紧和晶粒增大，如使之继续滑动，要相应增大应力的现象。
粘性：指材料受力后变形不能在瞬间完成，且应变的速率随应力的大小而改变的性质。
流动变形：应变速率随应力而变化的变形。
峰值前变形机理：1.以裂纹行为为主导的变形。
2.以弹性变形为主的变形。
3.以塑性变形为主的变形。
轴向应力—应变曲线：直线型（弹），下凹型（弹—塑），上凹形（塑—弹），S型（塑—弹—塑）。
扩容：随着裂纹的继续发生和扩展，岩石体积应变增量由压缩专为膨胀的力学过程。
弹性模量：E是指单轴压缩条件下轴向压应力与轴向应变之比。
有效弹性模量：包含裂纹的弹性模量。
固有弹性模量：E未受裂纹的存在所影响的岩石弹性模量。
刚性压力机：用岩石试件的变形作为控制变量，并用着一信号的反噬来控制机器压板的位移速率或加速速率的压力机。
单调加载：岩石在峰值前承受的荷载一直增加。
它可分为等加载速率加载和等应变速率加载两种方式。
循环加载：逐级循环加载：指在试验过程中，当荷载加到一定值时，将荷载全部卸除，然后又加载至比原来卸载点高的压力值，再卸载，如此不断循环的加载方式。
勾靖国岩石力学模拟题
岩石力学模拟题一一、选择题(每题3分，共45分)1、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（）。
（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2、初始地应力主要包括（）。
（A）自重力（B）构造应力（C）自重应力和构造应力（D）残余应力3、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4、剪胀（或扩容）表示（）。
（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5、19、剪胀（或扩容）发生的原因是由于（）。
（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6、岩石的抗压强度随着围岩的增大（）。
（A）而增大（B）而减小（C）保持不变（D）会发生突变7、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）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8、在岩石抗压强度试验中，若加荷速率增大，则岩石的抗压强度（）。
（A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判断9、按照库仑—莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（）。
（A）45°（B）45°+φ/2 （C）45°-φ/2 （D）60°10、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11、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12、 岩石的蠕变是指（ ）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13、 对于均质岩体而言，下面岩体的那种应力状态是稳定状态（ ）A.ϕϕσσσσsin 23131<++-cctgB.ϕϕσσσσsin 23131>++-cctg C .ϕϕσσσσsin 23131=++-cctg D.ϕϕσσσσsin 23131≤++-cctg 14、用RMR 法对岩体进行分类时，需要首先确定RMR 的初始值，依据是（ ）A ．完整岩石的声波速度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况B. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与不支护自稳时间C. 完整岩石的弹性模量、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况D. 完整岩石的强度、RQD 值、节理间距、节理状态与地下水状况15、设某岩体的结构体强度符合莫尔—库仑强度准则，C ＝10Mpa ， ，受三轴压应力作用，其中 。
13春学期《岩石力学》在线作业1
13春学期《岩石力学》在线作业1东北大学14春13秋东大13春学期《岩石力学》在线作业1试卷总分：100 测试时间：--单选题判断题、单选题（共 15 道试题，共 75 分。
）1. 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. 弹簧与缓冲器串联满分：5 分2. 下列不属于火成结构面的是（）A. 流层B. 火成接触带C. 挤压破碎带D. 层理满分：5 分3. 对粗糙起伏无充填的不规则锯齿状结构面而言，结构面粗糙程度越大，其剪胀角（）。
A. 等于零B. 越大C. 越小D. 不变满分：5 分4. 岩体的力学性质受环境围压影响显著，随着围压的不断增大，岩体结构面的力学效应将（）。
A. 减小B. 增加C. 不改变D. 不一定改变满分：5 分5. 节理岩体各方向上的力学性质差别较大，这主要是结构面的（）决定的。
A. 厚度B. 充填物C. 节理、层面的方向性D. 长度满分：5 分6. 关于格里菲斯强度理论论述不正确的是（）A. 岩石抗压强度为抗拉强度的8倍B. 证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏C. 不仅适用于脆性岩石对其他岩石也适用D. 微裂纹延展方向与最大主应力方向斜交，最终与最大主应力方向一致满分：5 分7. 在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（）A. 1/2~1/5B. 1/10~1/50C. 2~5倍D. 10~50倍满分：5 分8. 格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（）。
A. 拉应力引起的拉裂破坏B. 压应力引起的剪切破坏C. 压应力引起的拉裂破坏D. 剪应力引起的剪切破坏满分：5 分9. 下列不是滑坡破坏的主要形式为：( )A. 平面滑动B. 楔形滑动C. 圆弧形滑动D. 方形滑动满分：5 分10. 构造应力的特点（）A. 主要是垂直应力B. 在坚硬岩层中普遍存在C. 各个方向的水平应力相等D. 分布均匀满分：5 分11. 剪胀（或扩容）表示（）。
岩石的基本物理力学性质及其试验方法
第一讲岩石的基本物理力学性质及其试验方法(之一)一、内容提要：本讲主要讲述岩石的物理力学性能等指标及其试验方法，岩石的强度特性。
二、重点、难点：岩石的强度特性，对岩石的物理力学性能等指标及其试验方法作一般了解。
一、概述岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境(力场)的变化作出反应的一门力学分支。
所谓的岩石是指由矿物和岩屑在长期的地质作用下，按一定规律聚集而成的自然体。
由于成因的不同，岩石可分成火成岩、沉积岩、变质岩三大类。
岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。
通常认为岩体是由岩石和结构面组成。
所谓的结构面是指没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，它包括一切地质分离面。
这些地质分离面大到延伸几公里的断层，小到岩石矿物中的片理和解理等。
从结构面的力学来看，它往往是岩体中相对比较薄弱的环节。
因此，结构面的力学特性在一定的条件下将控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形。
【例题1】岩石按其成因可分为( )三大类。
A. 火成岩、沉积岩、变质岩B. 花岗岩、砂页岩、片麻岩C. 火成岩、深成岩、浅成岩D. 坚硬岩、硬岩、软岩答案：A【例题2】片麻岩属于( )。
A. 火成岩B. 沉积岩C. 变质岩答案：C【例题3】在一定的条件下控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形的是( )。
A. 岩石的种类B. 岩石的矿物组成C. 结构面的力学特性D. 岩石的体积大小答案：C二、岩石的基本物理力学性质及其试验方法(一)岩石的质量指标与岩石的质量有关的指标是岩石的最基本的，也是在岩石工程中最常用的指标。
1 岩石的颗粒密度(原称为比重)岩石的颗粒密度是指岩石的固体物质的质量与其体积之比值。
岩石颗粒密度通常采用比重瓶法来求得。
其试验方法见相关的国家标准。
岩石颗粒密度可按下式计算2 岩石的块体密度岩石的块体密度是指单位体积岩块的质量。
按照岩块含水率的不同，可分成干密度、饱和密度和湿密度。
岩体力学课后习题答案
岩体⼒学课后习题答案⼀章：1.叙述岩体⼒学的定义.岩体⼒学主要是研究岩体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、地下⽔等）发⽣变化后，做出响应的⼀门⼒学分⽀。
2.何谓岩⽯？何谓岩体？岩⽯与岩体有何不同之处？（1）岩⽯：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。
（2）岩体：⼀定⼯程范围内的⾃然地质体。
（3）不同之处：岩体是由岩⽯块和各种各样的结构⾯的综合体。
3.何谓岩体结构？岩体结构的两⼤要素是什么？（1）岩体结构是指结构⾯的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
（2）结构体和结构⾯。
4.岩体结构的六⼤类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。
5.岩体有哪些特征？6.（1）不连续；受结构⾯控制，岩块可看作连续。
（2）各向异性；结构⾯有⼀定的排列趋势，不同⽅向⼒学性质不同。
（3）不均匀性；岩体中的结构⾯⽅向、分布、密度及被结构⾯切割成的岩块的⼤⼩、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的⼒学性质不同。
（4）赋存地质因⼦特性（⽔、⽓、热、初应⼒）都会对岩体有⼀定作⽤。
⼆章：1.岩⽯物理⼒学性质有哪些？岩⽯的质量指标，⽔理性质指标，描述岩⽯风化能⼒指标，完整岩⽯的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受⼒状态相对应的变形特性。
2.影响岩⽯强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩⽯试件尺⼨及形状（形状、尺⼨、⾼径⽐），加载速率、环境（含⽔率、温度）。
对三相压缩强度的影响因素：侧向压⼒、试件尺⼨与加载速率、加载路径、空隙压⼒。
3.什么是岩⽯的应⼒应变全过程曲线？所谓应⼒应变全过程曲线是指在刚性实验机上进⾏实验所获得的包括岩⽯达到峰值应⼒之后的应⼒应变曲线。
4.简述岩⽯刚性实验机的⼯作原理？：压⼒机加压（贮存弹性应能）岩⽯试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。
AA′O2O1⾯积—峰点后，岩块产⽣微⼩位移所需的能。
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一、绪论 1、岩体力学的定义：岩体力学主要是研究岩体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、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。 2、何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？1）岩石：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。2）岩体：一定工程范围内的自然地质体。3）不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。 3、何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？（1）岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。（2）结构体和结构面。 4、中科院地质所提出的岩体结构可分为那六大类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构 5、岩体有哪些特征？（1）不连续；受结构面控制，岩块可看作连续。（2）各向异性；结构面有一定的排列趋势，不同方向力学性质不同。（3）不均匀性；岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的力学性质不同。（4）赋存地质因子特性（水、气、热、初应力）都会对岩体有一定作用。
二、物理力学性质
1、岩石有哪些物理力学参数？岩石的质量指标，水理性质指标，描述岩石风化能力指标，完整岩石的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。 2、影响岩石强度特征的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状（形状、尺寸、高径比），加载速率、环境（含水率、温度）。对三相压缩强度的影响因素：侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。 3、何谓岩石的应力应变全过程曲线？所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
5、试比较莫尔强度理论、格里菲斯强度理论和 E.Hoek 和.T. Brown 提出的经验强度理论的优缺点：莫尔强度理论优点是使用方便，物理意义明确；缺点是1不能从岩石破坏机理上解释其破坏特征2忽略了中间主应力对岩石强度的影响；格尔菲斯强度理论优点是明确阐明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂扩展方向；缺点是仅考虑岩石开裂并非宏观上破
坏的缘故。E.hoek和E.T.brown提出的经验理论与莫尔强度理论很相似其优点是能够用曲线来表示岩石的强度，但是缺点是表达式稍显复杂。 6、典型的岩石蠕变曲线有哪些特征？典型的岩石蠕变曲线分三个阶段第Ⅰ阶段：称为初始蠕变段或者叫瞬态蠕变阶段。在此阶段的应变一时间曲线向下弯曲；应变与时间大致呈对数关系，即ε∝㏒t。第Ⅱ阶段：称为等速蠕变段或稳定蠕变段。在此阶段内变形缓慢，应变与时间近于线性关系。第Ⅲ阶段：称为加速蠕变段非稳态蠕变阶段。此阶段内呈加速蠕变，将导致岩石的迅速破坏。 7、有哪三种基本的力学介质模型？1）弹性介质模型；2）塑性介质模型（理想塑性模型、有硬化塑.性介质模型）；3)黏性介质模型 8、基本介质模型的串联和并联的力学特征有何不同？串联E和h，每个元素的力相等；总应变=分应变之和。基本模型，两元件并联，使它所表现的变形特征与马克斯维尔模型有所不同。根据两个基本力学模型并联的力学特征，当外力作用于模型的两端时，两个模型产生的应变相等，而其应力为弹簧所受的应力与粘壶所受的应力之和。 9、岩石在单轴和三轴压缩应力作用下，其破坏特征有何异同？单轴破坏形态有两类：圆锥形破坏，原因：压板两端存在摩擦力，箍作用（又称端部效应），在工程中也会出现；柱状劈裂破坏，张拉破坏（岩石的抗拉强度远小于抗压强度）是岩石单向压缩破坏的真实反映（消除了端部效应），消除试件端部约束的方法，润滑试件端部（如垫云母片；涂黄油在端部），加长试件。三轴压缩应力：低围压，围压作用不明显，接近单轴压缩破坏形式；中围压，斜面剪切破坏；高围压,塑性流动性破坏。 11、有一云母片岩试件，其力学性质在沿片理方向A 和 垂直片理方向B 表现出明显的各向异性，试问：1）试件在A向和 B 向受到相同的单向压力时，变形哪个方向更大？弹性模量哪个更大？为什么？2）岩石试件的单轴抗压强度哪个更大？为什么？ 答：1）在相同单向压力作用下B向变形更大，因为B向包含片理的法向闭合变形，相对A而言，对岩石的变形贡献大。相应的弹性模量则是A向大，根据应力应变关系可知，在应力相同的情况下，A向应变小于B向应变，故A向弹性模量大。2）单轴抗压强度B向大，因为B向为剪断片理破坏，实为岩块抗压强度。A向由于结构面的弱抗拉效应，岩石产生拉破坏，降低了岩石单轴抗压强度。
三、岩体动力学性质
1、如何测试岩块和岩体弹性波波速？ 1）岩块声波速度测试：测试仪器主要是岩石超声波参数测定仪和纵横波换能器。测试时，把纵横波换能器放在岩块试件的两端。测定纵波速度时宜采用凡士林或黄油作耦合剂，测定横波速度时宜采用铝箔或铜箔作耦合剂测试结束后，应测定超声波在标准有机玻璃中的传播时间，绘制时距曲线并确定仪器
系统的零延时。vp=L/（tp-t0），vs=L/（ts-t0）
2）岩体声波速度测试：测点表面应大致修凿平整并擦净，纵波换能器应涂厚1-2mm的凡士林或黄油，横波换能器应垫多层铝箔或铜箔，并应将换能器放置在测点上压紧。在钻孔或风钻孔中进行岩体声波速度测试时，钻孔或风钻孔应冲洗干净，并在孔内注满水，水即作为耦合剂，而对软岩宜采用干孔测试。
2、影响岩体弹性波波速的因素有哪些？1）岩体弹性波速与岩体种类、岩石密度和生成年代有关.2、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系：34岩体波速与岩体的有效孔隙率n及吸水率Wf有关4、岩体波速与各向异性性质有关5、岩体受压应力对弹性波传播的影响。
3、用岩体弹性波速度确定地下工程围岩松动圈（塑性圈）范围的依据是什么？根据岩体弹性波速度随裂隙的增多和应力的减小而降低的原理，在松动圈内，由于岩体破碎且属低应力区，因而波速较小，当进入松动圈边界完整岩体区域，应力较高，波速达到最大，之后波速又逐渐减小至一定值。根据波速随深度变化曲线，可确定松动圈厚度，其边界在波速最大值深度附近。 四、岩体基本力学性质 1、描述结构面的参数及其所表达的含义： 2、阐述结构面法向弹性变形的假设条件和计算方法。 3、阐述结构面法向变形的三个分量。 4、阐述结构面法剪切位移的类型及其特征。 5、阐述结构面强度表达式及其与莫尔应力圆的几何关系。 6、简述结构面的面摩擦效应。 7、简述结构面的楔效应摩擦的三种评价方法。 8、阐述结构面与主应力面的夹角对极限最大主应力的影响。 9、阐述带有单一结构面的岩体的力学效应的分析方法。 10、阐述孔隙水压力对单一结构面的岩体强度的影响。 11、阐述岩体的变形曲线及其变形参数的确定方法。
五、工程分类、
1、简述围岩分类的目的和意义：（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。（2）便于施工方法的总结,交流,推广。（3）为便于行业内技术改革和管理。 2、阐述围岩分类有哪些原则？（1）有明确的类级和适用对象。（2）有定量的指标。（3）类级一般分五级为宜。（4）分类方法简单明了、数字便于记忆和应用。（5）根据适用对象，选择考虑因素。 3、简述围岩分类的基本方法：按岩石的单轴抗压强度RC 分类；以点荷载强度指标分类；按巷道岩石稳定性分类；前苏联巴库地铁分类；按岩体完整性分类；按岩体综合指标分类。4、简述岩石质量指标RQD 的定义及评价方法：RQD是选用坚固完整的、其长度大于等于10cm的岩芯总长度与钻孔长度的比。 评价方法：岩石的RQD与岩体完整性关系密切，RQD与体积节理数JV之间存在下列统计关系：RQD=115—3.3JV（%），对于JV小于等于4.5的岩体，其RQD=100% 5、阐述巴顿（Barton）Q 分类采用了哪些参数？它们代表了何种含义？采用了六个参数：RQD：岩体质量指标。Jn节理的组织数系数。Jr节理的粗糙度系数。Ja节理的饰变系数。JW地下水的影响系数。SRF应力折减系数。 6、阐述国际岩体分级采用了哪两种方法？采用了定性、定量两种方法分别确定岩体质量的好坏，相互协调、相互调整，最终确定岩石的坚硬程度与岩体完整性指数。 7、阐述国际岩体分级采用了哪些指标作为分级的基本参数？（一）确定岩体基本质量：1.定量确定岩体基本质量，包括岩石坚硬程度的确定、岩体完整程度的确定。2.定性确定岩体基本质量，也包括岩石坚硬程度的确定、岩体完整程度的确定。（二）基本质量分级：岩体基本质量指标；岩体基本质量的确定。（三）具体工程岩体质量分级的确定。 8、阐述在国际岩体分级中，对地下工程的岩体基本质量指标的修正，考虑了哪些因素的影响？地下水影响修正系数；主要软弱结构面产状影响修正系数：初始应力状态响修正系数
六、地应力
1、何谓岩体的初始应力？岩体的初始应力主要是由什么引起的？影响岩体的初始应力场的因素一般有哪些？初始应力：天然状态下岩体内的应力，又称地应力、原岩应力。由岩体的自重和地质构造所引起。因素：自重.地质构造——主要因素；地形地貌.地震力.水压力.地热——次要因素。 3、正断层、逆断层、平移断层的最大主应力和最小主应力的作用方向如何？对于正断层，自重应力为最大主应力，方向竖直向下，最小主应力与断层走向正交；对于逆断层，自重应力为最小主应力，方向竖直向下，而最大主应力与断层走向正交；对于平移断层，自重为中主应力，最大主应力与断层走向成30-45度得夹角，最大和最小都为水平方向。 4、地壳浅部岩体初始应力的分布有哪些基本规律？水平应力普遍大于垂直应力。垂直应力在大多数情况下，为最小主应力；在少数情况小，为中间主应力；只有个别情况下为最大主应力。 5、岩体的初始应力的量测方法有哪些？各自的原理、量测步骤、应用是什么？1.水压致裂法2.应力解除法3.应力恢复法4.声发射法；步骤：【1】试件制备【2】声发射测试【3】计算地应力。 6、高地应力现象有哪些？其判别准则是什么？现象：1.岩芯饼化现象；2.岩爆；3.探洞和地下隧洞的洞壁产生剥离；4.岩质基坑底部隆起，剥离以及回弹错动现象；5野外原位测试测得得岩体物理力学指标比实验室试验结果高。判别准则：当围岩内部的围岩强度与最大地应力的比值达到某一水平时，才能称为高地应力或极高地应力。 7、岩爆的类型和发生条件是什么？工程上如何防治岩爆？类型：【1】破裂松脱型，【2】爆裂弹射型，【3】爆炸抛射型。条件：1.地下开挖，洞室空间的形成。2.岩体承受极限应力产生初始破裂后剩余弹性变形能的集中释放量将决定岩爆的弹射程度。3.围岩应力重分布和集中将导致围岩积累大量弹性变形能。防治：1.围岩加固；2.改善围岩应力条件；3.保证施工安全。