(完整版)《岩石力学》习题库及答案

练习题三、简答题：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），当岩石试件被压坏时,试件抗压能力急剧下降，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，储存的弹性能不足以摧毁岩石试件，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、u与单轴压缩基本相同；随围压增加--三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加;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：①原生结构面-—成岩阶段形成的结构面；②构造结构面—-在构造运动作用下形成的结构面；③次生结构面一由于风化、人为因素影响形成的结构面。4、在巷道围岩控制中，可采取哪些措施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），避免拉应力区产生（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．试叙述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；5）3．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，然后由拉断力三锚固力确定拉断力，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？（完整版）《岩石力学》习题库及答案岩体变形与岩石相比£低，峰值强度低，残余强度低，u高；达到峰值后，岩体呈柔性破坏，并保留一定残余强度；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，不利顶板管理;破坏顶板，生成采动裂隙，造成顶板破碎不易管理；高应力引起巷道围岩变形严重，维护量大不安全;高应力易引发冲击地压。5．采用锚杆支护时，如何选择锚杆的类型？坚硬、厚层状岩体多选用端头锚固型；松软破碎、裂隙发育岩体多选用全长锚固；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、在巷道围岩控制中，采用哪些措施可使支护更加合理？答:对于位移明显巷道，采用恒阻—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；加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、5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、岩体结构基本类型有哪些？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（5）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；⑵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2-3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,当达到其强度时,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;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基本观点并给予评价。答：库仑认为:岩石破坏为剪切破坏;岩石抵抗剪切破坏的能力由两部分组成：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：不论岩石受力状态如何,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,但忽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,较好证明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。（完整版）《岩石力学》习题库及答案3试分析莫尔与格里菲斯强度理论的基本观点并给予评价，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：不论岩石受力状态如何，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，但忽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，较好证明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、散体结构;.岩石力学的研究内容：岩石在荷载作用下的应力、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。.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E性破坏、弱面获7篇京5.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、裂隙发展增长阶段、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、材料的破坏阶段。8.影响岩石应力应变曲线的因素：荷载速率、温度、侧向压力、各向异性。9,岩石的蠕变分为初级蠕变（暂时蠕变）、二获更（稳定蠕变）、加速蠕变（第三期蠕变）。.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。.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/倒、蠕动、滑坡.14,边坡加固措施:排水、削顶压底、用混凝土填塞岩石断裂部分、用锚栓或预应力缆索加固、挡墙和锚索相连接加固、用混凝土挡墙或支墩加固、格勾.岩石与岩体的关系是（B）。⑷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大部分岩体属于（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）.（A）3 B2、 ⑹ 5 （D）”2.3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（0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）.6）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 8）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）。6）岩石内部裂隙闭合引起的 （B）压应力过大引起的（0岩石的强度大小引起的 8）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的TOC\o"1-5"\h\z2。6岩石的抗压强度随着围岩的增大6 ）。（A）而增大（B）而减小 （0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 ）。6）抗压强度 U）抗拉强度 （C）单轴抗拉强度（D）剪切强度9、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（D ）。（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（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）。6）岩石试件吸入水的重量和岩石天然重量之比U）岩石试件吸入水的重量和岩石干重量之比（0岩石试件吸入水的重量和岩石饱和重量之比8）岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比11、已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0。72，则该岩石（A）.⑷软化性强，工程地质性质不良出）软化性强，工程地质性质较好3）软化性弱，工程地质性质较好（口）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（0弹塑性体 8）完全弹性体13、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）。6）增大出）减小（C）不变（D）无法判断14、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（C）。（A）45°（B）45°+Q/2 （C）45°-Q/2 （D）60°15、在岩石的含水率试验中,试件烘干时应将温度控制在（D）。（A）95〜105℃ （B）100~105℃（C）100~110℃ （D）105~110℃16、按照格理菲斯强度理论,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）1/2〜1/5 （B）1/10〜1/50（C）2〜5倍 （D）10〜50倍18、某岩石试件相对密度ds=2。60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度pd为（D）（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.4819、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?（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、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（A）。6)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、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照(A)。(A)岩石的饱和单轴抗压强度出)岩石的抗拉强度(0岩石的变形模量8)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？(D)(A)锥形①)菱形(0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是(B )(A)柱状)板状＞块状(B)块状〉板状＞柱状(C)块状〉柱状〉板状8)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)(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(0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)残余应力2、初始地应力是指(A)o(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)oA、铅垂方向 B、近水平方向C、断层的走向方向D、倾斜方向4、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？(B)o(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5、如果不时行测量而想估计岩体的初始应力状态，则一般假设侧压力系数为下列哪一个值比较好？(B)(A)0.5(B)1.0(0<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3O2求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩厂」25且3网