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、u及单轴压缩根本一样；

随围压增加一一三向抗压强度增加；峰值变形增加；弹性极限增加；岩石

由弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。

3、按构造面成因，构造面通常分为几种类型？

答：按成因分类有三种类型：①原生构造面一一成岩阶段形成的构造面；②

构造构造面一一在构造运动作用下形成的构造面；③次生构造面一一由于风化、人

为因素影响形成的构造面。

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），防止拉应力区产生〔无拉力轴比）；

巷道轴线方向及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

记录岩体中某些及应力有关的物理量的变化，通过其及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。一样点：

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N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展分类？

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展分类。

3.岩体及岩石相比，其变形性质有何特点？

岩体变形及岩石相比E低，峰值强度低，剩余强度低，u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，不同构造面分布呈现不同变

形性质。

4.试分析支承压力的有利因素及不利因素。

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，维护量大不平安；高应力易引发冲击地压。

次；

(4)将封隔器完全卸后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。

匹、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，顶压及侧压增大。

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及摩擦力之差。

评价；两种计算方法均为估算法。普氏地压公式及深度无关，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，计算结果及实际有出入；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，经变换后及

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；岩石抵抗剪切破坏的能力由两局部组成:

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及岩石性质有关，而且及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。

3试分析莫尔及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及岩石性质有关，而且及作用

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：莫尔理论较好解释了岩石抗拉强度远近低于抗压强度特征，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.构造面的类型：原生构造面、构造构造面、次生构造面。岩体构造类型：整

体块状构造、层状构造、破裂构造、散体构造。

2.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。

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、弱而剪切破坏。

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,边坡加固措施：姓水、削顶压底、用混凝土填塞岩石断裂局部、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。

岩石及岩体的关系是(B

(A)岩石就是岩体(B)岩体是由岩石和构造面

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

大局部岩体属于1D

(A)均质连续材料⑻非均质材料

(C)非连续材料⑴)非均质、非连接、各向异性材料

岩石的弹性模量一般指(B)o

(A)弹性变形曲线的斜率(B)割线模量

(C)切线模量⑴)割线模量、切线模量及平均

模量中的任一种

岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为(D

(A)TBT、©V(D)1

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

©坚硬材料⑴)脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征

剪胀(或扩容)表示(D)。

(A)岩石体积不断减少的现象(B)裂隙逐渐闭合的一种现象

1C)裂隙逐渐涨开的一种现象⑴)岩石的体积随压应力的增大逐渐增

大的现象

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⑴)岩石内部裂隙逐渐张开的贯穿引

起的

岩石的抗压强度随着围岩的增大(A)o

(A)而增大(B)而减小(O保持不变⑴)会发生突

变

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、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是⑴)。

(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

⑴)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)o

(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

⑴)岩石试件天然重量和岩石饱和重量之比

11、某岩石饱水状态及枯燥状态的抗压强度之比为，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

⑴)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拟大的时候，一般应将岩石考虑为(B)o

(A)弹性体(B)塑性体

(C)弹塑性体(D)完全弹性体

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1A)。

(A)增大⑻减小©不变(D)无法判断

14、按照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

时破裂面及最大主应力作用方向的夹角为(Oo

(A)45°山)45°+6/2〔C)45°-6/2(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⑴)。

(A)95~105℃(B)100"105℃

(C)100^110℃⑴)105"110℃

16、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是(Ah

(A)受拉破坏(B)受压破坏(C)弯曲破坏⑴)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

©2~5倍(D)10~50倍

18、某岩石试件相对密度，孔隙比，那么该岩石的干密度Pd为(D)

(A)2.45(B)2.46(C)2.47(D)

19、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)弹簧及缓冲器并联(D)弹簧及缓冲器串联

20、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于(A)o

(A)拉应力引起的拉裂破坏

山)压应力引起的剪切破坏

(C)压应力引起的拉裂破坏

⑴)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(AL

(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(Ch

(A)岩体的力学参数及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(Ch

1A)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

⑴)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

(B)岩石的抗拉强度

(C)岩石的变形模量

⑴)岩石的粘结力

5、以下形态的构造体中，哪一种具有较好的稳定性？(D)

（A）锥形（B）菱形（C）楔形⑴）方形

6、沉积岩中的沉积连续面属于哪一种类型的构造面？（A）

（A）原生构造面（B）构造构造面

（C）次生构造面

7、岩体的变形和破坏主要发生在（C）

（A）劈理面（B）解理面（C）构造

⑴）晶面

8、同一形式的构造体，其稳定性由大到小排列次序正确的选项是（B）

1A）柱状〉板状》块状

山）块状〉板状〉柱状

（C）块状）柱状〉板状

⑴）板状〉块状＞柱状

9、不同形式的构造体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为（A）

（A）聚合型构造体》方形构造体＞菱形构造体＞锥形构造体

[B）锥形构造体＞菱形构造体》方形构造体）聚合型构造体

（C）聚合型构造体＞菱形构造体》文形构造体》锥形构造体

⑴）聚合型构造体＞方形构造体〉锥形构造体）菱形构造体

10、岩体构造体是指由不同产状的构造面组合围限起来，将岩体分割成相对的

完整坚硬的单无块体，其构造类型的划分取次于⑴）

(A)构造面的性质(B)构造体型式

(C)岩石建造的组合⑴)三者都应考虑

1、初始地应力主要包括(Oo

(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

1C)开挖后岩体中的应力

⑴)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)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

⑴)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

为以下哪一个值比拟好？（B）

(A)⑻(C)<1(D)>1

6、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