岩石力学习题库及答案

1、练习题三、简做题：1、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：在单轴压缩下,记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线.普通材料实验机整体刚度相对较小,对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形弹性能储存,岩石试件被压坏时,试件抗压水平急剧下降,致使实验机弹性变形迅速恢复弹性能释放摧毁岩石试件,而得不到 岩石破坏后的应力应变曲线.刚性实验机在施加载荷时,自身变形极小,储存的弹性能缺乏以摧毁岩石试件,因此可 以得到岩石破坏后的应力应变曲线.2、简述岩石在三轴压缩下的变形特征.答：E、与单轴压缩根本相同；随围压增加一一三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限

2、增加；岩石由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变.3、按结构面成因,结构面通常分为几种类型答：按成因分类有三种类型：原生结构面一一成岩阶段形成的结构面；构造结构面一一在构造运动作用下形成的结构面；次生结构面由于风化、人为因素影响形成的结构面.4、在巷道围岩限制中,可采取哪些举措以改善围岩应力条件答：选择合理的巷道断面参数形状、尺寸,预防拉应力区产生无拉力轴比；巷道轴线方向与最大主应力方向一致；将巷道布置在减压区沿空、跨采、卸压 .5、地应力测量方法分哪两类两类的主要区别在哪里每类包括哪些主要测量技术 答：分为直接测量法和间接测量法.直接测量法是用测量仪器直接测量和记录各种应力量.间接测量法,不直接测量

3、应力量,而是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物理量的 变化,通过其与应力之间存在的对应关系求解应力.直接测量法包括：扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法等.间接测量法包括：套孔应力解除法、局部应力解除法、松弛应变测量法、孔壁崩落测量法、地球物理探测法.1 .岩石的塑性和流变性有什么不同答：塑性指岩石在高应力超过屈服极限作用时,产生不可恢复变形的性质.流变性指岩石在任何应力作用下,随 时间增长而产生的不可恢复的变形.相同点：均为不可恢复变形；不同点：变形产生的原因、机理不同.2. 试表达构造应力对原岩应力场的影响及其特点.答：影响：加大了水平应力和应力不

4、均衡分布.构造应力特点：1分布不均,在构造区域附近最大；2水平应力为主,浅部尤为明显；3具有明显的方向性；4坚硬岩层中明显,软岩中不明显；53. 简述围压对岩石力学性质的影响.围压可改变岩石的力学性状.围压增大致使塑性增大、峰值强度增高、破坏前变形加大.实验时加载速率大,导致弹性摸量大、强度指标高.4. 影响巷道围岩稳定的主要因素有哪些围岩强度、应力集中程度、原始应力大小、巷道支架的支撑力5. 采用锚杆支护时如何选择锚杆的杆径锚杆杆径确定：一般先确定锚固力,然后由拉断力A锚固力确定拉断力,再确定杆径.1 .岩石受载时会产生哪些类型的变形岩石受载可发生弹性变形、塑性变形和粘性变形.一般岩石呈现粘

5、弹性性质滞弹性,即应变的产生和恢复滞后于应力变化.2. 程岩体比尼奥斯基分类法依据哪些指标对岩体进行分类依据岩块强度、RQD、节理间距、节理条件、地下水条件五个指标进行分类.3. 岩体与岩石相比,其变形性质有何特点岩体变形与岩石相比 E低,峰值强度低,剩余强度低,高；到达峰值后,岩体呈柔性破坏,并保存一定剩余强度； 各向异性显著,不同结构面分布呈现不同变形性质.4 .试分析支承压力的有利因素与不利因素.有利：压酥煤体,便于落煤,节省能耗.不利：破坏煤体引起片帮,不利顶板治理；破坏顶板,生成采动裂隙,造成 顶板破碎不易治理；高应力引起巷道围岩变形严重,维护量大不平安；高应力易引发冲击地压.5.采

6、用锚杆支护时,如何选择锚杆的类型坚硬、厚层状岩体多项选择用端头锚固型；松软破碎、裂隙发育岩体多项选择用全长锚固；为增加锚杆作用效果,锚固经常与 喷射混凝土、钢筋网、钢板条带等联合使用.1、在巷道围岩限制中,采用哪些举措可使支护更加合理答：对于位移明显巷道,采用恒阻一可伸缩支护形式；对于变形量较大的软岩,采用二次支护；支架与围岩要整体接触,使应力均匀传递；增强支护与围岩间的整体性,共同承受载荷作用.2、峰前区应力应变曲线有几种类型,各表示岩石何种性质答：峰前区应力应变曲线形态可分为直线型、下凹型、上凹型、S型、平缓型,分别表示了岩石受力作用后呈现的弹性、弹塑性、塑弹性、塑弹塑性和弹粘性性质.3、

7、岩体结构根本类型有哪些完整结构； 块裂结构； 板裂结构； 碎裂结构； 断续结构；散体结构4、结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关剪切变形与岩石强度(C)、结构面粗糙性(JRC)有关；法向变形与结构面抗压强度(JCS)、结构面粗糙性(JRC)、结构面张开度(a)有关.5、简述水压致裂法主要测量步骤及适用条件.答：(1)打孔到测量应力的部位,将加压段用封隔器密封；(2) 向隔离段注入高压水,测得岩体初始开裂压力Pi;(3) 把高压水释放后重新加压,测得压力Pr和稳定关闭压力 Ps,重复23次；(4) 将封隔器完全卸压后连同加压管等全部设备从钻孔中取出；(5) 测量水压裂隙和钻孔试验段的

8、天然节理、裂隙的位置、方向和大小,做好记录.适用于：完整、脆性岩石.四、论述题:1试说明普氏、太沙基地压计算理论,并给予评价.答：普氏认为：顶板岩石受力作用可形成平衡拱(免压拱),使上覆岩层压力通过拱轴转移到两侧围岩上,当两侧围岩稳定时,巷道支架仅承受平衡拱内岩石的重力作用.两帮岩体受拱传递压力作用,产生较大变形,当到达其强度时, 两帮岩体将滑移,失去支撑作用,致使拱宽、拱高加大,顶压与侧压增大.太沙基认为：跨度为2a范围内的上部岩石将由于自重而下沉,两侧摩擦力阻止其下沉, 支架所承受的压力为下滑力与摩擦力之差.评价：两种计算方法均为估算法.普氏地压公式与深度无关,不能解释应力随深度增大的现象

9、；适用于松散岩体,对整体性、强度高的岩体,计算结果与实际有出入；应用简便(估算)、存在局限性.太沙基公式从另一角度提出地压计算公式,也反映了免压拱效应,经变换后与普式公式同形.适用于埋深不大、围岩松散破碎条件.2分析库仑、莫尔、格里菲斯强度理论的根本观点并给予评价.答：库仑认为：岩石破坏为剪切破坏；岩石对抗剪切破坏的水平由两局部组成：内聚力、内摩擦力.莫尔认为：无论岩石处于何种应力状态,破坏均为剪切破坏；破坏时,剪切面上所需的剪应力不仅与岩石性质有关,而且与作用在剪切面上的正应力有关.格里菲斯认为：不管岩石受力状态如何,最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏.评价：库仑强度理论是莫尔强度理论的直

10、线形式.莫尔理论较好解释了岩石抗拉强度远远低于抗压强度特征,解释了三向等拉时破坏,三向等压时不破坏现象, 但无视了中间应力的作用.格式理论推导岩石抗压强度为抗拉强度的8倍,反映了岩石的真实情况,较好证实了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏,但对裂隙被压闭合抗剪强度增高解释不够.莫尔理论适用于塑性岩石,及脆性岩石的剪切破坏；不适用于拉断破坏.格式理论适用于脆性岩石及材料破坏.3试分析莫尔与格里菲斯强度理论的根本观点并给予评价,说明各自适用条件.莫尔认为：无论岩石处于何种应力状态,破坏均为剪切破坏；破坏时,剪切面上所需的剪应力不仅与岩石性质有关,而且与作用在剪切面上的正应力有关.格里菲斯认为

11、：不管岩石受力状态如何,最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏.评价：莫尔理论较好解释了岩石抗拉强度远远低于抗压强度特征,解释了三向等拉时破坏,三向等压时不破坏现象, 但无视了中间应力的作用.格式理论推导岩石抗压强度为抗拉强度的8倍,反映了岩石的真实情况,较好证实了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏,但对裂隙被压闭合抗剪强度增高解释不够.莫尔理论适用于塑性岩石,及脆性岩石的剪切破坏；不适用于拉断破坏.格式理论适用于脆性岩石及材料破坏.填空：1. 结构面的类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面.岩体结构类型:整体块状结构、层状结构、破裂结构、慈 _体结构.2. 岩石力学的研究内容：岩石在荷

12、载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题.岩石力学的研究方法: 工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分析法.3. RMR 地质力学分类法包括完整岩石的强度、RQD节理的间距、节理的状态、地下水情况.4. 岩体的破坏形式：脆性破坏、延性破坏、弱面剪切破坏.5. 影响岩石抗压强度的因素：矿物成分、结晶程度和颗粒大小、胶结情况、生成条件、风化作用、密度、水的作用、 试件形状和尺寸、加荷速率.6. 直剪曲线的3个阶段：弹性阶段、裂隙开展增长阶段、强度降低阶段.7. 岩石完全应力一应变曲线分为压密阶段、弹性工作阶段、塑形性状阶段、材料的破 8. 影响岩石应力应变曲线的因素：荷载速率、温

13、度、侧向压力、各向异r 9. 岩石的蠕变分为初级蠕变暂时蠕变、二次蠕变稳定蠕变、加速蠕变第三期蠕变 .10. 影响山岩压力的因素：洞室的形状和大小、地质构造、支护的形式和刚度、洞室深度、时间、施工方法.11. 压力拱理论稳定条件：沿着拱的切线方向仅作用着压力,适用条件:能够形成压力拱,即洞室上方有足够的厚度且 有相当稳定的岩体.12. 大坝的失稳形式：表层滑动破坏、深层滑动破坏、混合滑动破坏.13. 岩石边坡的几种破坏类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡.14. 边坡加固举措：必削顶压底、用混凝土填塞岩石断裂局部、用锚栓或预应力施索加固、挡墙和锚索相连接加固、用混凝土挡墙或支墩加固、格勾.1

14、.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局部1.2大局部岩体属于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 .A3 B 2、C5D R2.3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

15、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穿引起的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、格里菲斯强度准那么不能作为岩石的宏观破坏准那么的原因是( D ).(A) 它不是针对岩石材料的破坏准那么(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

16、(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、 某岩石饱水状态与枯燥状态的抗压强度之比为0.72,那么该岩石(A ).(A) 软化性强,工程地质性质不良(B) 软化性强,工程地质性质较好(C) 软化性弱,工程地质性质较好(D) 软化性弱,工程地质性质不良12、当岩石处于三向应力状态且比较大的时候,一般应将岩石考虑为(B ).(A)弹性体(B)塑性体(C)弹塑性体(D)完全弹性

17、体13、在岩石抗压强度试验中,假设加荷速率增大,那么岩石的抗压强度( A ).(A)增大(B)减小(C)不变 (D)无法判断14、根据库仑 一莫尔强度理论,假设岩石强度曲线是一条直线,那么岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为(C ).(A) 45° (B) 45° + 梃(C) 45° -柜(D) 60°15、在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度限制在( D ).(A) 95105C (B) 100105 C(C) 100110C (D) 105110C16、根据格理菲斯强度理论,脆性岩体破坏主要原因是( A ).(A)受拉破坏 (B)受压破

18、坏(C)弯曲破坏 (D)剪切破坏17、在缺乏试验资料时,一般取岩石抗拉强度为抗压强度的(B )(A ) 1/21/5(B) 1/101/50(C) 25 倍 (D) 1050 倍18、 某岩石试件相对密度ds=2.60,孔隙比e=0.05,那么该岩石的干密度pd为(D )(A) 2.45 (B) 2.46 (C) 2.47 (D) 2.4819、以下研究岩石弹性、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 (C )(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20、格里菲斯准那么认为岩石的破坏是由于( A ).(A)拉应力引起的拉裂破坏(B) 压应

19、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1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于( A ).(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( C ).(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( C ).(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、

20、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是根据( A ).(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、以下形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性 ( D )(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 )(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( C )(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选项是( B )(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

21、 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 )(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(D )(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、初始地应力主要包括( C ).(A)自重应力(B)构造应力(C)自重应力和构造应力(D)剩余应力2、初

22、始地应力是指( A ).(A) 未受开挖影响的原始地应力(B) 未支护时的围岩应力(C) 开挖后岩体中的应力(D) 支护完成后围岩中的应力3、 构造应力的作用方向为(B ).A、铅垂方向 B、近水平方向C、断层的走向方向D、倾斜方向4、以下关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的 ( B ).(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根本一致5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态,那么一般假设侧压力系数为以下哪一个值比较好 (B )(A) 0.5 (B) 1.0 (C) <1 (D) >16、测定岩体的初始应力时,最普遍采用的方法是(B )(A)应力恢复(B)应力解除法(C)弹性波法(D)模拟试验3.2 求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩P =,泊松比割=“25 ,那么一公里深度以下的应力是多少解：由于地壳厚