岩体力学复习资料

中国地质大学岩体力学复习资料练习与思索1、岩体力学包含哪三种分类，各有何侧重？2、岩体力学研究对象是什么？你能举出几个岩体变形破坏事例？3、岩体力学研究方法有哪些，有什么区分？4、你对岩体力学形成与发展有哪些了解？练习与思索1、在勘探巷道岩壁上进行结构面测线详测如图所表示，量得两组结构面沿测线间距分别为0.45m和0.8m，且A组结构面倾角为55°，B组倾角为20°。1）计算每组结构面真间距及两组结构面沿测线混合间距及线密度（Kd）;

2）估算岩体沿详测线方向RQD值。2、何谓岩石微结构面，主要指哪些，各有什么特点？3、自然界中岩石按地质成因分类，能够分为几大类，各有什么特点？4、主要从哪些方面来研究结构面地质特征？5、组成岩石主要造岩矿物有哪些，各有何特点？6、区分岩体、岩石、岩块与结构体等概念区分。练习与思索1、表示岩石物理性质主要指标及其表示方式是什么？2、为何岩石空隙性与吸水性之间有亲密关系，关系怎样？3、你对岩石软化性有什么深入认识？4、区分吸水率、含水率概念区分。练习与思索1、与材料力学中所学材料相比，岩块变形与强度有什么尤其地方？2、如图，岩块试件受双向应力状态，其应力分量：σx=12Mpa，σy=20MPa，τxy=MPa。1）绘出代表应力状态摩尔应力圆，并依照图形确定其主应力大小与方向（σ1与X轴夹角）；2）

用解析法和图解法求图中斜面上正应力σn和剪应力τn，并进行对比。3、假定岩石中一点应力为：σ1=61.2Mpa，σ3=-11.4MPa，室内试验测得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、分析岩块单轴抗拉强度比抗压强度小得多原因。5、劈裂试验中，岩样承受是压力，为何会在破坏面上出现拉应力？6、什么是全应力-应变曲线，为何在普通材料试验机上得不到全应力-应变曲线？7、比较各强度判据理论依据和适用条件。练习与思索1、比较岩块与结构面压缩变形特征不一样，分析其原因。2、不一样类型结构面其抗剪强度不一样，请分析造成这种不一样原因。3、结构面剪切变形、法向变形与结构面哪些原因关于？4、怎样正确了解巴顿公式含义？

5、有一节理面起伏角i=20°，基本摩擦角φb=35°，两壁岩石内摩擦角φ=40°，C=10Mpa,作出节理面剪切强度曲线。练习与思索1、经过本章学习，你对岩体各向异性有什么详细认识？2、比较岩体与岩块性质差异，加深其为不一样概念了解。3、单结构面理论内容是什么？4、你是怎样了解岩体强度？5、某岩石经过三轴试验，求得其剪切强度为：C=10MPa，φ=45°，试计算该岩石单轴抗压强度和单轴抗拉强度。6、某裂隙化安山岩，经过野外调查和室内试验，已知岩体属质量中等一类，RMR值块单轴抗压强度σc=75MPa，薄膜充填节理强度为：φj=15°、Cj=0，假定岩体强度服从Hoek-Brown经验准则，求：（1）绘出岩块、岩体及节理三者强度曲线（法向应力范围为0~10MPa）；（2）绘出该岩体Cm和φm随法向应力改变曲线（法向应力范围为0~2.5MPa）。练习与思索1、研究岩体中天然应力具备什么工程意义？2、岩体天然应力得分布特征怎样？3、岩体天然应力各种量测方法，各有什么特点？4、在什么情况下，能够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处天然应力大小？练习与思索1、在均质、连续、各向同性岩体中，测得地面以下100m深度处天然应力为σv=26Mpa，σH=17.3Mpa，确定在该深度处开挖一水平圆形隧道，半径R0=3m试求：1）沿θ=0°和θ=90°方向上重分布应力（σr、σθ）随r改变曲线；

2）设岩体Cm=0.04Mpa，φm=30°，用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度2、在地表以下200m深度处岩体中开挖一洞径2R0=2m水平圆形遂洞，假定岩体天然应力为静水压力状态(即λ=1)，岩体天然密度ρ=2.7g/cm3试求：1）洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处重分布应力；

2）依照以上计算结果说明围岩中重分布应力分布特征；

3）若围岩抗剪强度Cm=0.4，φm=30°，试评价该洞室稳定性；

4）洞室若不稳定，试求其塑性变形区最大半径（R1）。3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室，已知岩体单轴抗压强度σc=100Mpa，岩体天然密度ρ=2.75g/cm3，岩体中天然应力比值系数λ=1，试评价该地下洞室开挖后稳定性。4、总结弹性洞室围岩重分布应力特征。5、不一样类型围岩变形破坏形式不一样，其决定性原因是什么？6、确定围岩抗力有何意义？练习与思索1、某岩体边坡中存在一组与坡面倾向相同，倾角为30°结构面，结构面剪切强度：Cj=0.1MPa，φj=28°，边坡倾角为60°，岩体平均密度ρ=2.5g/cm3,求该边坡极限坡高。2、某边坡中存在一倾角为40°断层，设边坡倾角为60°，岩体剪切强度指标：φj=30°，Cj=0.02MPa，平均密度ρ=2.55g/cm3，边坡高度为20m，试评价该边坡稳定性（取安全系数1.05）。3、你认为在影响边坡稳定性各原因中最主要是什么原因？4、对比边坡应力分布特征与天然应力分布特征区分。5、边坡应力分布特征与边坡变形破坏关系。分辨正误1．石英砂岩强度随石英颗粒含量增加而增大。（）2．相邻两条结构面垂直距离就是结构面密度。（）3．通常情况下，岩体强度能够用岩块强度来代替。（）4．从岩体本身性质来分析，能够用连续介质理论来处理岩体力学问题。（）5．岩石泊松比是指单向压缩条件下，侧向应变与侧向应力之比。（）6．结构面密度不随方向而改变。（）7．边坡岩体坡面一点最大主应力是垂直于坡面，而最小主应力则平等于坡面，且都不为零。（）8．单位体积内岩石质量定义为岩石颗粒密度。（）9．天然铅直应力是随深度增加而增大。（）10．

通常情况下，岩块三轴压缩强度比抗压强度大。（）11．

岩块在单轴受压条件下，能承受最大主应力叫岩块强度。（）12．

在普通试验机上测出应力－应变关系，就是岩石应力－应变全过程曲线。（）13．

岩块弹性模量能够用作用于它上面应力与位移之比来表示。（）14．

坡度影响边坡应力轨迹形式。（）15．

岩体作为力学介质研究时，其与钢、混凝土等人工力学介质根本区分在于岩体中有天然应力、多裂隙交切及是三相介质。（）16．

岩体中地下水水压力效应，使岩体中结构面抗剪强度增大。（）17．

可能滑动面上可供利用力与抗滑力之比值定义为稳定性系数。（）18．研究岩体实际上是已经受过破裂和变形地质体。（）19．

天然中铅直应力通常随深度增加而增大。（）20．

在普通试验机上测出应力与应变关系，就是岩石应力－应变全过程曲线。（）21．

饱水岩样单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石软化系数。（）22．

岩体强度就是岩块强度。（）23．

从岩体本身性质分析，可用连续介质力学理论处理岩体力学问题。（）24．

在荷载作用下，结构面抵抗破坏最大能力叫做剪切强度。（）25．

通常情况下岩块抗压强度随加荷速度增大而增大。（）26．

三向受压条件下，岩石破坏前应变比单向受压要大。（）27．

饱水岩体单轴抗压强度与干抗压强度之比定义为岩石软化系数。（）28．

在荷载作用下，结构面抵抗破坏最在能力叫剪切强度。（）29．

通常来说，岩块单轴抗压强度随加荷速度增在而减小。（）30．

地下洞室洞壁支护目标是不让洞壁围岩向洞内产生位移。（）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、

长久强度27、

围岩28、

主应力29、

主平面30、

结构面31、

滑坡32、

塑性33、

围岩抗力系数34、

变形模量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、

法向刚度填空题1．表征岩石抗剪性能基本指数是（）和（）。2．假如将岩石作为弹性体对待，表征其变形性质基本指标是（）和（）。3．岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数增加，变形总量逐次（），变形增量逐次（）。4．所谓洞室围岩通常是指洞室周围（）倍半径范围内岩体。5．边坡岩体中，滑移体边界条件包含（）、（）和（）三种类型。6．垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（），弹性模量（）；顺层面加压时抗压强度（），弹性模量（）。7．莫尔强度理论认为：岩石破坏仅与（）应力和（）应力关于，而与（）应力无关。8．岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面法线与最大主应力之间夹角总是等于（）；而破坏面又总是与中间主应力（）。9．不论何种天然应力条件下，边坡形成后，在边坡表面岩体中最大主应力作用方向与边坡面（），最小主应力作用方向与边坡面（）。10．

主要岩体工程分类有（）、（）、（）、（）等。

11．

水对边坡岩体影响表现在（）、（）和（）。12．

天然应力场主要成份有（）、（）和（）。13．

地质结构面对岩体力学性质影响表现在（）和（）。14．

结构面在法向应力作用下，产生（）变形，其变形性质用指标（）表征。15．

岩石抗拉强度试验室方法有（）和（）。16．

地质结构面按力学条件可分为（）和（）。17．

岩体结构类型可分为（）、（）、）、（）和（）。18．

岩体强度处于（）强度与（）强度之间。19．

结构面线连续性系数是在（）至（）改变。20．

水对岩石力学性质影响表现在（）、（）和（）。21．

格里菲斯强度理论认为材料破坏原因是（）。22．

八面体强度理论认为材料破坏原因是（）。23．

有一对共轭剪性结构面，其中一组走向为N30E，而另一组为N30W，则岩体中最大主应力方向为（）。假如服从库仑－纳维尔判据，则岩体内摩擦角为（）。24．

软弱夹层基本特点有（）、（）、）、（）和（）。25．

岩体中逆断层形成时，最大主应力方向为（），最小主应力方向为（）。26．

原生结构面据其成因中划分为（）、（）、（）。27．

表征岩块变形特征指标有（）和（）。28．

依照库仑强度理论，最大主应力与破裂面夹角为（）。29．

据岩体力学观点看，岩体破坏类型有（）和（）。30．

岩体中结构面据其地质成因分为（）、（）和（）。31．

岩体中一点水平天然应力与铅直天然应力之比称为（）。32．

岩体中正断层形成时应力状态是：最在主应力方向为（），最小主应力方向为（）。33．

均质各向同性连续岩体中圆形洞室洞壁上一点剪应力为（）。34．

洞室围岩压力基本类型有（）、（）、（）和（）。35．

边坡形成后，边坡表面岩体中最大主应力作用方向与边坡面（），最小主应力作用方向与边坡面（）。36．

岩体是由（）和（）两个最基本要素组成。37．

依照边坡岩体面形态、数目、组合特征把岩体边坡破坏类型划分为（）、（）、（）和（）。模拟试卷一一、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、结构面发育密集程度通惯用（）和（）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁（）和（）两个方面。2、表征岩石抗剪强度基本指标是（）和（）。3、垂直层面加压时，岩体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，问形成该剪节理最大主应力σ1方向为（）；假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体内摩擦角Φ为（）。5、测定岩石抗拉强度方法有（）和（）。6、RMR分类依据分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。7、从力学观点出发，岩石脆性破坏有（）和（）两种。8、天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中（）为最大主应力，（）为最小主应力。9、岩体天然应力测量方法主要有（）、（）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基本特点。（10分）

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

3、试述岩体中水平天然应力基本特点。（10分）

四、计算（共30分）1、某岩块剪切强度参数为：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σ3和轴压σ1分别加到50MPa和700MPa后，保持轴压不变，逐步卸除围压σ3，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稳定性。（15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．结构面发育密集程度通惯用（）和（）表示，结构面形态通常考虑结构面侧壁（）和（）两个方面。3．表征岩石变形性质基本指标是（）和（）。4．垂直层面加压时，岩体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，问形成该剪节理最大主应力方向为（），假定岩石强度服从莫尔直线型强度理论，则该岩体内摩擦角为（）。6．测定岩石抗拉强度方法有（）和（）。7．RMR分类依据分类指标为（）、（）、（）、（）和（）。8．从力学观点出发，岩石脆性破坏有（）和（）两种。9．天然应力为静水压力状态时，洞壁上一点剪应力为（），径向应力为（），重分布应力中（）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基本特点。（8分）4、列出岩石破坏判据（不少于3种）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，岩体平均密度ρ=2.7g/cm3（1）计算400m（2）计算洞壁上重分布应力大小；（3）评价该洞室开挖后围岩稳定性。2．某岩块，进行全过程变形试验，测得试验数据以下，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）计算各种变形模量大小。应力（MPa）应变（×10-2）应力（MPa）应变（×10-2）应力（MPa）应变（×10-2）51.2402.95456.6101.8453.4406.7152.15503.9356.9202.3555.0307.0252.556.25.7257.4302.53556.1208.2352.8506.5189.2复习提要第一章1.

何谓岩体力学？它研究任务和对象是什么？2.

岩体力学采取研究方法有哪些？第二章3.

何谓岩块？岩体？试比较岩块、岩体与土异同点。4.

岩石矿物组成是怎样影响岩块力学性质？5.

何谓岩块结构？它是怎样影响岩块力学性质？6.

岩体力学研究岩块有何实际意义？7.

何谓结构面？从地质成因上和力学成因上结构面可划分为哪几类？各有什么特点？8.

剪性结构面有何特征？为何岩体中以剪性结构面数量最多？9.

何谓岩体结构？各类岩体结构主要区分是什么？10.结构面特征包含哪些方面？各自用什么指标来表示？定义怎样？它们怎样影响岩体性质？11.何谓岩体分类？主要有哪几个分类方法？分类指标是什么？12.RMR值和Q值依照哪些指标确定？怎样求取？第三章13.何谓岩石吸水性、软化性、抗冻性、渗透性？各自用什么指标表示？怎样定义？第四章14.岩块在单向压力条件下变形过程有什么特征？15.惯用于岩块变形与强度性质指标有哪些？定义怎样？各自测定方法式什么？影响各种力学指标原因有哪些？三大类岩各种指标怎样？16.何谓三轴压缩强度、强度包络线？围压对岩块变形、破坏及强度影响怎样？17.试推导出几个岩块强度（强度参数）间关系式。18.何谓蠕变、蠕变模型？研究它有何实际意义？常见几个模型本构关系怎样？19.何谓强度判据？常见几个判据表示式与应用条件怎样？怎样判别岩石中一点是否破坏？第五章20.分别总结结构面法向变形与剪切变形主要特征？21.