岩石力学考试试题及复习资料(东拼西凑版)

1、岩石力学1 研究岩石力学的意义？（ 1 ）岩石力学来源于生产实践，与人类的生产活动紧密相关（ 2 ）岩石力学在国民经济建设中有广泛的应用（水利建设、民用建筑、采矿工程、核能工业、石油工程：井壁稳定性分析、水力压裂、出砂预测、地层可钻性预测钻头优选、定向射孔、套管损坏机理、地面沉降。确定井壁失稳机理和安全泥浆密度窗口。 ）（ 3）不重视岩石力学研究将造成工程事故2 井壁失稳的危害？引起井下复杂或事故（恶性卡钻、严重漏失井喷） ，严重影响钻探速度，造成经济损失，影响测井、固井质量，对储层产生损害，影响勘探成功率。3 岩石力学 ： 岩石力学是研究岩石力学性能的理论和应用科学， 是运用力学和物理学的原

2、理研究岩石的力学和物理性质的一门科学。4 岩石 ：岩石是构成地壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体，具有一定的强度。5 岩石分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩6 岩石力学研究对象的特点？不连续性：岩石物理力学性质呈现不连续变化的性质。不均匀性：指天然岩体的物理、力学性质随空间位置不同而异的特性。各向异性： 是指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性， 具体表现在它的强度及变形特性等各方面。渗透性： 有压水可以透过岩石的孔隙、 裂隙而流动， 岩石能透过水的能力称为岩石的渗透性。7 正断层：上盘相对下盘向下滑动。逆断层：断层上盘相对下盘向上滑动。8 节理： 岩石中的裂

3、隙或破裂面， 沿着节理面两侧的岩块基本没有发生过相对位移或没有明显的相对位移9 岩石力学研究方法 ：科学试验和理论分析10 岩石的组构特征及对力学性质的影响？组成岩石的矿物：硅酸盐类矿物、粘土矿物、碳酸盐类矿物、氧化物类矿物。组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上决定着岩石的力学性质。 含硬度大的粒状矿物愈多，岩石强度高花岗岩、闪长岩、玄武岩。含硬度小的片状矿物愈多，岩石强度愈低粘土岩、泥岩。CaCO给量愈高，强度高。泥质含量高的，力学性质差。强度上：硅质铁质 钙质 泥质。粘土矿物：蒙脱石含量高-软，易变形，易水化。伊利石含量高-硬脆，不易变形，不易水化。岩石的结构：颗粒大小颗粒形状强度：

4、 粗粒细粒。强度： 粒状、柱状片状鳞状微结构面:结晶连结胶结连结:排列形式强度：等粒不等粒降低岩石强度，导致岩石力学性质各向异性基底型、接触型、间隙型、溶蚀型11张性破裂面：是由张力形成的，在破坏过程中，破坏面两侧岩体仅沿破裂面法向发生分离位移。剪性破裂面：是由剪应力而形成的，破裂面两侧岩体沿破裂面切线方向发生有不同程度 的滑错位移。12岩石的物理性质?物理性质是指岩石由于三相组成的相对比例关系不同所表现的物理状态。（1）岩石的密度（2）岩石的孔隙性颗粒密度（p s）：岩石固体部分的质量与其体积的比值。它不包含孔隙在内， 因此其大小 仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量：p s= ms/Vs块体

5、密度（或岩石密度）是指岩石单位体积内的质量，按岩石的含水状态，又有干密度（p d）、饱和密度（p sat ）和天然密度（p）之分，在未指明含水状态时一般指岩石的天然密度。孔隙度：岩石中孔隙体积与岩石总体积之比（多用百分数表示般岩石的孔隙度在0.1-0.35 之间。裂隙率：岩石中各种节理、裂隙的体积与岩石总体积之比称裂隙率。孔隙比：岩石中孔隙的体积与固体颗粒体积之比称岩石的孔隙比（多以小数表示）e 孔隙比；n 孔隙度n13岩石的水理性质?岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。主要有:1.吸水性2.软化性3.抗冻性4.透水性吸水率（Wa）:岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量（

6、mw1）与岩样干质量（ms）之比。岩石的饱和吸水率（Wp）:岩石试件在高压（一般压力为15MPa或真空条件下吸入水的质量（mw2）与岩样干质量（ms）之比。饱水系数：岩石的吸水率 （Wa）与饱和吸水率（Wp）之比，称为饱水系数。软化性:岩石浸水饱和后强度降低的性质。抗冻性:岩石抵抗冻融破坏的能力。可溶性:是指岩石被水溶解的性能。膨胀性:岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能称膨胀性。崩解性:岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状崩开散落的性能o.Filim A 0 A|14应力：正应力、剪应力。一点应力状态有9个分量。15剪应力互等定理岩石处于静平衡状态一受力平衡和力矩平衡应力平衡方程:

7、一点应力变换公式:12.2摩尔圆：sin 2八面体:3,(1oct16应变:xxyy zzIl 3I22xy2xy2 cos22)22xyzyyxyzyyxz2y应力小尖量:一xzyzzxyxyxzxxx1xxyyzzxxyyyyzzI2(23)2( 3本构方程:xyyzzxzzxx2xyI3xxyyzz2 xyyz zxxx2yzyy22yzzx22zxzzxy1)2应力偏量的不变量:JiJ2J3SxxSyySzz 0SxxSyysxxsyyszzSyy SzzSzzSxx2sxysyzszx2 sxxsyz2syz2 syyszx2Szx2 szzsxyxyzxyyzzx对称17岩石变形的

8、概念：指岩石在任何物理因素作用下形状和大小的变化。工程最常研究的是 由于力的影响所产生的变形。18分类：按照岩石的应力-应变-时间关系，可将其力学属性划分为弹性、塑性和粘性。19弹性：一定应力范围内，物体受外力作用产生变形，而去除外力后能够立即恢复原有形 状和尺寸大小的性质20塑性：物体受力后产生变形，在外力去除后不能完全恢复原状的性质21粘性：物体受力后变形不能在瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质22空隙闭合应力：单轴压缩状态下使岩石中的空隙闭合的最下应力23比例弹性极限或弹性极限：应力一应变曲线保持直线关系的极限应力24屈服应力：单轴压缩状态下岩石出现塑性变形的极限应力25扩容：压

9、缩应力下岩石体积出现膨胀的现象称为岩石扩容26峰值强度：单轴压缩下岩石所能承受的最大应力成为峰值强度27变形的5个阶段： 空隙压密阶段（OA） 弹性变形阶段（AB） 微裂隙稳定发展 阶段（BC）微裂隙非稳定发展阶段（CD）破坏后阶段（DE） 28变形模量：是指单轴压缩条件下，轴向压应力 与轴向应变之比。应力-应变曲线为直线型，这时 变形模量又称为弹性模量29侧胀系数：是指单轴压缩条件下，径向应变与轴向应变之 这时侧胀系数又称为泊松比30围压对变形破坏的影响：岩石破坏前应变峰值强度随3增大而增大随3增大岩石变形模量增大，软岩增大明显，致密的硬岩增大不明显随3增大，岩石的塑性不断增大， 随3增大到

10、一定值时，岩石由弹脆性转变为塑性。这时,3的大小称为“转化压力”随3的增大，岩块从脆性劈裂破坏逐渐向塑性剪切及塑性流动破坏方式过渡。31岩石的流变性主要包括以下几个方面：蠕变：在恒定应力条件下，变形随时间逐渐增长的现象 松弛：应变一定时，应力随时间逐渐减小的现象 流动特征：指时间一定时，应变速率与应力的关系长期强度：指长期荷载（应变速率小于10-6/s）作用下岩石的强度 32蠕变划分为三个阶段： 初始蠕变阶段（减速蠕变阶段）、等速蠕变阶段（稳定蠕变阶段）、 加速蠕变阶段松驰方程:c/E33 Maxwell 模型oo . 1蠕变方程：E性质：有弹性变形、粘性流动，有松驰34 kelvin 模型蠕

11、变方程：描述的性质：a.E-t1 eE无瞬时弹性变形 b.卸载蠕变方程（后效）E(t t1)t1e无粘性流动（无永久变形）c.有弹性后效d.无松弛35岩石破坏的形式主要有：1脆性破坏（*拉伸破坏*剪切破坏）2延性破坏36脆性破坏：岩石在荷载作用下没有显著觉察的变形就突然破坏。37延性破坏：岩石在破坏之前变形很大， 且没有明显的破坏荷载， 表现出显著的塑性变形, 流动或挤出，这种破坏称为延性或韧性破坏。38岩石强度：岩石的强度是指荷载作用下岩石的抵抗破坏的能力。39岩石试样的破坏形式：劈裂破坏、剪切破坏、延性破坏40岩石抗压强度的影响因素：(1)岩石自身性质的因素岩石自身的性质(矿物组成、颗粒大

12、小及形状、粒间连接、结构特征、微结构面、风化程度) 对其抗压强度起决定作用(2)试验条件方面的因素试样的的几何形状及加工精度；加载速率；端面条件-端面效应；层理Z构- 取心方式(3)环境的影响一温度和湿度的影响41岩石的强度准则：表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，称为破坏判据或称强度准则、强度判据。42声波时差测井、伽玛测井43测井资料解释岩石力学参数-弹性参数Ed22222Vs (3Vp4Vs ) /(Vp2Vs )2_2_2_2(Vp2Vs )/2(Vp2Vs )Vs210 3VpKbVp2,23s 10-106 tp-106 ts岩石抗压弓度：c 0.0045 Ed

13、1 Vci0.008Ed VciGRKU井数据确定泥质含量:GCUR希尔奇指数，老地层 2,第三系地层3.7VshI GR2GCUR?Igr 1"GCUR21GR GRsandGRmudGRsand抗拉强度：St0.0045Ed 1 Vci0.008Ed Vci /12 粘聚力：CA(1 2d)2V p4 1 0.78Vc p内摩擦角：36.545 0.4952C44由钻井液柱压力P引起的应力：45直井井眼周围地层应力状态r P (P Pp)P (1 2cos2 ) H (1R2R22cos 2 ) h(1 2 )12( H(P Pp)h)cos2 (11 2 )(P Pp)46直井

14、井眼周围应力分布的特点是什么?maxh (1 2)(P Pp)1minP 3 h H (PPp)47天然应力：人类工程活动之前，天然状态下，岩体内部存在的应力，称为岩体天然应力 或岩体初始应力，有时也称为地应力。48重布应力：人类进行工程建设将引起一定范围内岩体初始应力的改变，工程建设扰动后 的岩体应力称为重布应力或二次应力。49进行地应力研究的意义：是所有地质力学问题中重要的初始条件；是勘探、钻井及油藏等石油工程的重要参数；是钻井工程中井壁稳定分析的重要参数；是采油工程中出砂防砂分析的重要参数；是油气层增产改造措施制定的重要参数；50水平主应力的求取：在沉积岩中，地应力的大小一般应用下述方法

15、获得：构造地质力学方法、水力压裂法、室内岩心试验法、建立在测井资料上的方法地应力的方向一般用下述方法获得：井壁崩落椭圆法、压裂井井下电视法51出砂：是指在油气开采过程中砂粒随流体从油层中运移出来的现象。52出砂的危害：减产或停产作业、地面和井下设备磨蚀、套管损坏，油井报废、安全及环 境问题53出砂的三种类型：不稳定出砂、连续性出砂、突发性大量出砂 54出砂来源：充填砂、骨架砂出砂压差的预测、储层压力衰竭对出砂临界压差的B233 1 2v 3 1 vE E55出砂预测技术：出砂可能性的预测、 影响、出砂量预测技术一 、，4 - 声波时差?tB K 3GB指数法SR K G3 1 2v 2 1 v

16、孔隙度法、岩石剪切模量与体积压缩系数比法、组合模量法Schlumberger 指数法 56出砂可能性的预测： 57水力压裂读图计算 58坍塌及破裂压力推导计算1. 什么叫岩石？什么叫岩体？它们之间的区别何在？答：岩石，是组成地壳的基本物质， 它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的 自然地质体。岩体，是指一定工程范围内的自然地质体，它经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下， 在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造 形迹（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面。岩石和岩体的重要区别就是岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。2. 岩石按

17、照成因分成哪几类？其各自的成因及特征是什么？试举出几种岩石实例。答：按照成因，岩石可分成岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩石。 组成岩浆岩的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定， 它们之间的连接是牢固的， 具有较高的力学强度和均匀性（橄榄岩、流纹岩） 。沉积岩是由母岩在地表经风化剥蚀而产生的物质， 通过搬运、沉积、和固结作用而形成的岩石。 沉积岩的物理力学特性与矿物和岩屑的成分，胶结物的性质有很大关系，另外，沉积岩具有层理构造（砾岩、页岩、泥岩） 。变质岩是由岩浆岩、 沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、 高压及化学活动性流体的影响下发生编制而形成的岩石。 它的物理性质与原岩

18、的性质、 变质作用的性质和变质程度有关 （片麻岩、板岩、大理岩） 。3. 什么叫岩石力学？其研究内容是什么？研究方法有哪些？答： 岩石力学是研究岩石及岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏的规律， 并在工程地质定性分析的基础上定量地分析岩体稳定性的一门学科。岩石力学研究的内容： （1） 基本原理，包括岩石的破坏、断裂、蠕变及岩石内应力、应变理论等的研究；（ 2 ）实验室试验和现场原位试验，包括各种静力和动力方法，以确定岩块和岩体在静力和动力作用下的性状及tanti 内的初始应力； （ 3 ）在实际应用方面，包括地表岩石地基的稳定和变形问题、岩石边坡的稳定性等问题的研究。研究方法有科学实验和理论

19、分析相结合的方法。4. 岩石的物理性质指标主要有哪些？它们是如何定义的？答：质量密度（单位体积的质量） ；重度（单位体积的重量） ；相对密度（岩石的干重量除以岩石的实体积所得的量与1 个大气压下 4 摄氏度的纯水的重度的比值） ；孔隙率（孔隙体积与总体积百分比） ；孔隙比 （孔隙体积与固体的体积之比） ；含水率（天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量的百分比） ；吸水率（干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石干重百分比） ；饱水率（岩样在强制状态（真空、煮沸、高压）下，岩样的最大吸水重量与岩样烘干重量的百分比） ；渗透性（在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力） ；膨胀性

20、（岩石浸水后体积增大的性质） ； 崩解性 （岩石与水相互作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能） ； 软化性 （岩石与水相互作用时强度降低的特性） ；抗冻性（岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性） 。5. 岩石的容重、密度取决于何种因素？与岩石的力学性质有何相关性？答：岩石的容重、密度取决于组成岩石的矿物成分、孔隙大小以及含水量。 岩石的重度在一定程度上反映出岩石力学性质的优劣，通常岩石的重度愈大，其力学性质愈好。6. 岩石的比重取决于何种因素？答： 岩石的比重取决于组成岩石的矿物的相对密度， 岩石中重矿物越多其比重越大， 大部分岩石比重介于2.502.80 之间。7. 岩石含空

21、隙指标与岩石力学性质有何关系？答：岩石含空隙指标值越大岩石力学性质就越差。8. 岩石的吸水率取决于何种因素？与岩石力学性质有何关系？答： 岩石吸水率大小取决于岩石中孔隙数量多少和细微裂隙的连通情况。 吸水率愈大， 岩石的力学性能就愈差。9. 岩石的饱水指标与岩石的抗冻性有何相关性？答：岩石饱水指标反映岩石中张开型裂隙和孔隙的发育情况，对岩石的抗冻性有较大影响。饱水系数 （吸水率与饱水率百分比）一般在 0.50.8 之间。 试验表明， 饱水系数<91%时，可免遭冻胀破坏。10. 岩石的软化、膨胀和崩解的机理是什么？它们与岩石的力学性质有何关系？答： 岩石的软化机理， 由于水分子进入颗粒间的

22、间隙而消弱了颗粒间的联结造成的； 崩解机理， 由于水花过程中消弱了岩石内部结构的联结引起的； 膨胀机理， 经水化作用后相邻颗粒间产生的契劈效应， 当契劈作用力大于结构联结力，岩石显示膨胀性。 岩石的软化、崩解和膨胀性质越好，岩石力学性质就越差。11.试推导用岩石的干容重、比重和水的容重表示岩石的空隙率和空隙比。答：已知岩石干容重；比重C ;水的容重据土力学公式：空隙比e = GS*1 -d D Sd空隙率n _e_ n 1 d一e 1 Gs*12、岩石的吸水性与空隙率有什么关系？答案：因为岩石中包含空隙，才导致岩石吸水性的存在。空隙越多，吸水性越明显。岩石的吸水率是在常温常压下进行的，水只能进

23、入大开空隙， 而小开空隙和闭空隙水不能进入，因此它与大开空隙率有关。岩石的饱和吸水率在高压（或真空）条件下浸水，一般认为水能进入 所有开空隙中，因此它与开空隙率有关。13 .试推导岩石吸水率与岩石大开空隙率的关系。解：设岩石的大开空隙率nb，大开空隙体积vvb占总空隙体积vv的百分比为k,岩石相对密度为Gs，则岩石吸水率亚，与大开空隙率的关系表示如下:Wamms*VvVvb*kVvb*kVvb*ks*vsGs*vsGs* v VvGs* v vJkGs*1k*n14 .试推导岩石饱水率与岩石开型空隙率的关系。解：通常认为，在高压条件下水能进入岩样所有敞开的空隙中。所以，由上题可知，岩石饱和吸水

24、率与开型空隙率的关系如下（Gs为岩石相对密度， nb为大开空隙率）*VvbVvb Vvbs*VsGs* VsGs* V Vvb15.何谓岩石强度，取决于哪些因素？Wam_msGs*1nb答：岩石在荷载作用下破坏时所承受的最大荷载应力称为岩石的强度。岩石的强度决定于很 多因素，岩石结构、风化程度、水、温度、围压大小、各向异性等都影响岩石的强度。16 .表示岩石强度的指标主要有哪些？格式如何定义的？答：岩石的强度指标主要有抗压强度、抗剪强度、抗拉强度。其中，抗压强度包括单轴抗压强度（岩石试件在单轴压力作用下所能承受的最大压力）、三轴抗压强度（岩石试件在三个方向应力作用下的强度）；抗剪强度（岩石抵抗

25、剪切破坏的极限能力）；抗拉强度（岩石试件在单轴拉力作用下抵抗破坏的极限能力）。17 .岩石的抗压、抗拉、抗剪指标试验方法各有哪些，有何优缺点？答：抗压指标试验方法有直接单轴抗压试验，普通三轴试验和真三轴试验。抗拉指标试验有直接抗拉试验（缺点：试样制备困难，且不易与拉力机固定），霹雳法（优点：简单易行，只要有普通压力机就可以进行试验）。抗剪指标试验方法有直接剪切试验（缺点：强度曲线并不是绝对严格的直线），契形剪切试验，三轴压缩试验（优点：结果较精确）。18 .试件的大小、形状是如何影响岩石的力学性质的？原因是什么？答：试件的形状、和尺寸大小对强度的影响主要表现在高径比h/d或高宽比h/s和横断面

26、积上。 试件太长、 高径比太大， 会由于弹性不稳定提前发生破坏， 降低岩石的强度。 试件太短，又会由于试件端面与承压板之间出现的摩擦力会阻碍试件的横向变形， 使试件内部产生约束效应， 以致增大岩石的试验强度。试件横断面积减小，会相应地增大端部约束效应，因而强度也会有所提高。19 . 影响岩石单轴抗压强度有哪些？答：试件的形状、尺寸、加载速率、加压板与试件之间产生的摩擦力。岩石力学考试试题20 、岩体的尺寸效应是指（）。（ 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21

27、 、影响岩体质量的主要因素为（ ）。（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）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、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（）（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形1、A 2、CA 10、 D3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、B 9、6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（）（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

28、在（）（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（）（A）柱状 板状 块状（B）块状 板状 柱状（C）块状 柱斗犬 板状（D）板状 块斗大 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）聚合型结构体 方形结构体 菱形结构体 锥形结构体（B）锥形Z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（ ）

29、（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、A 2、C3、C4、A 5、D 6、A7、C 8、B 9、A 10、 D选择题1、在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（ ）。（A） 1530MPa（ B） 5MPa（ C） 515MPa（ D） 2MPa2、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3、在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数为（）。（A） 0.550.35（ B） 0.350.15（ C） 0.55（ D） 0.750.554、

30、 在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标村确定的？ （） 。（A） RQDF口节理密度（B）岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数（C）地下水和 RQD（D）节理密度和地下水5、我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。地应力大小； 地下水； 结构面方位； 结构面粗糙度。（A），（B），（C）（D），6、 某岩石、 实测单轴饱和抗压强度RC=55MP，a 完整性指数KV=0.8 ， 野外鉴别为原层状结构，结构面结合良好，锤击清脆有轻微回弹，按工程岩体分级标准确定该岩石的基本质量等级为（ ）（ A） I 级（ B） II 级（ C） III 级（D）

31、IV 级问答题1、为什么要进行工程岩体分类？1、 C 2、 D 3选择题1、初始地应力主要包括（A）自重应力（C）自重应力和构造应力2、初始地应力是指（D 4、 B 5、 D）。（D）残余应力）。6、 B（B）构造应力（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 （）。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、下列关于岩石初始应力的描述中，哪个是正确的？（）。（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

32、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？（ ）（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（）（A）应力恢复（B）应力解除法（C）弹性波法（D）模拟试验1、 C2、 A 3、 B4、 B5、 B6、 B选择题1、在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于（A）岩石强度（B）岩体强度计算题7.1 解释岩体原始应力、二次应力、围岩压力。7.2 某直墙型隧道处于IV类围岩：重 r=20压力。7.3 一 直 墙 型 隧 道 建 于 软 弱 破 碎重 r=23B ）。（C）结构体强度（D）

33、结构面强度净宽 5.5m ,净高 7.4m，围岩容，适用铁路隧道计算方法确定围岩岩 体 中 ， 埋 深 40m, 围 岩 岩 石 容 内摩檫角q=36,岩石抗压强度 R=8Mpa,隧道宽6m,高8m,使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力。7.4出类围岩中的一直墙型隧道，埋深 26m,围岩容重22,计算内摩擦角30度,隧 道 宽 6m, 高 8m 。 试 按 浅 埋 隧 道 确 定 围 岩 压 力 。7.4HI类阐2沙的二口.墙型隧道，埋深26m. 围岩容重,计算内摩擦 用QS 隧道宽6m,而Hm。状按浅埋隧 道确定围岩压力。£75某圆形隧道覆盖层厚40m,岩体 QM 重，侧压力系数值

34、，毛洞里径7m. V ；体弹性变形模ME=150bfflEE松 比o设置衬砌町盛E移。衬砌厚度巨件模量EHB ,波松Lt fri自重 应力引起的弹性变形压力。7.6砂性上质隧道,埋深h=40m,围岩容7=20,/，内摩擦角9 = 28，隧道宽6m.解：此时令侧压力系数 隧道顶部垂巴压力3+呵4?-个1=81砒o 28°岛8n.试确定围岩压力。水平压力1 =812tiU13 45° - 5- | = IWPale3 = (812 t Z0x8)taii2*7.8某隧洞覆盖层厚度30m,毛洞跨径6.6m.,岩石容重r = 18fcV/nr3,Jljl岩应力p=540kPa.弹性

35、变形模最E=150Mpa,泊松比离开挖面3m处设置衬砌，衬砌厚度为0.06m,衬砌材料变形模从=2x从=0间，泊松比自重应力引起的弹性变形压力。解:由题知,由自重所引起的原岩应力K 二 J吐1 l/Pa C 7 1 - 24%+不其中： 与；,i/v = 0.0154/u,2(1+4) 2G离开挖面3m处设置衬砌，此距离约为毛洞内径的一 ¥，此时国岩的自由变形占总变形的八、/,（）.35所弹性变形压力为应当指出，上述计算是假设衬砌与仰拱瞬 即同时完成的，若仰拱留待以后建筑， 则实际产生的弹性变形压力将小丁此值7.9某地质隧洞,埋深3呵 毛洞瞪度66nl .上 体容，V : 18KN

36、in5,平均粘结力c=l OOkPa* 内糜擦加土体塑性区平均的切变形模 量O33.WKB转衬砌厚度0.06m,衬砌材料奴 幅模品E=2 X 10RlPa.泊松比口 ,=067支“而 洞周上体径向位:移I .65m 求EB3PEH解/由题知，原岩应p=540kPa则M = 2psm (p + 2c cos。= 7l3kPa其中二由式(734)算得p192kPa,设c值不变， 解得最小松动区坐径Rx=3Mm,因而最 小惘岩压力Pimin-7kPa;如C值下降 70%,则解得R1n:5.5m, p1nlm=196kPa.可见，求得的p值是较局的，因而可适争 扩大出值，即适当迟缓支护,以降低R 值.

37、；1.1岩石与岩体的关系是( B )。(B)岩体是由岩石和结构面组成的(A)岩石就是岩体(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1.2大部分岩体属于( D(A)均质连续材料(C)非连续材料2.1岩石的弹性模量一般指(A)弹性变形曲线的斜率(C)切线模量一种)(B)非均质材料(D)非均质、非连接、各向异性材料B )。(B)割线模量(D)割线模量、切线模量及平均模量中的任2.2岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为(D )。生(C)一(A)二2.3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(C)坚硬材料(D)脆性材料，但围压较大时

38、，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(C)裂隙逐渐涨开的一种现象2.5 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(C)岩石的强度大小引起的2.6 岩石的抗压强度随着围岩的增大(A)而增大(B)而减小)(B)裂隙逐渐闭合的一种现象(D)岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象D )。(B)压应力过大引起的(D)岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的A )。(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(A)抗压强度(B)抗拉强度B )。(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(

39、 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 )。(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、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 )。(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

40、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 )。(A)增大(B)减小(C)不变(D)无法判断14、按照库仑一莫尔强度理论,应力作用方向的夹角为( C(A) 45° ( B) 45° +()/2若岩石强度曲线是一条直线, )。(C) 45° -()/215、在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度控制在(A) 95705 c(B) 100105 c(C) 100110 c(D) 105710 c16、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是(

41、A)受拉破坏(B)受压破坏(C)弯曲破坏17、在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的则岩石破坏时破裂面与最大主(D) 60°D )。A )。(D)剪切破坏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 ,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*II型（B）缓冲模型（C）弹簧与缓冲器并联（D）弹簧与缓冲器串

42、联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（B）菱形（C）楔形（D）方形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

43、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 柱斗犬 板状（D）板状 块斗大 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Z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

44、虑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、下列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 (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3.1 某均质岩体的纵

45、波波速是4720昭/臼，横波波速是265卜/臼，岩石容重¥=26窕h” 求岩体的动弹性模量，动泊松比和动剪切模量。解：弹性理论证明，在无限介质中作三维传播时，其弹性参数间的关系式如下：v .*户。+由(1心)吟-然 _ 472- 2,265寸动泊松比2(吟一代)一 207202 - 263寸)_凶+闻(1-2川片口 a 动弹性模量二一 二2.63(1 + 0.2了(1 - 2 m 0,27) 乂 222784。9 81x(1-0 27)型竺竺史理二477979.6367W7.1316s动剪切模量G,按公式i-1* 2G：.G= 47-3X1°4 = 18,8x2(1-292

46、7 + 1)3.2求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩y三2。4期泊松比#二 口一25 ,则一公里深度以下的应力是多少？解：因为地壳厚度比地球半径小的多。在局部地区可以把地表看作一个半平面，在水平方向为g ,深度也无限。现考虑地面下深度Z处的一个微小单元体。它受到在它上边岩、土体重量的压力。在单位面积上，这个重量是,其中，Zxl是它上面物体的体积，尸是物理单位体积的重量，因此： ，J如果单元体四周是空的，它将向四周膨胀，当由于单元体四周也都在自重作用下，相互作用的影响使单元体不能向四周扩张。即解之，则得:对于花岗岩，丫 = "g '或'，一公里深度以下的应力为:

47、2.6x10001000x100 = 260左宫ft 跳:由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加26U炮位附,而横向压力约为纵向压力的三分之一。6.1 设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为族，花岗岩处于弹性状态，泊松比以=035。该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为()。(A) 2600 和 867 即(B) 26000 和 8667为匕(C) 2600 和 8664如口( D) 2600 和 866.7 苟总解答(1)垂直应力计算/ = £ 匕氏=26 x 1000 = 26。0。冷眼iJL(2)水平应力计算 其中：侧压力系数 龙的大小与岩体的性质有关，当

48、岩体处于弹性状态时，采用弹性力学公 式；当岩体比较破碎时， 采用松散介质极限平衡理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采用海姆公式。因为本题岩体处于弹性状态，所以采用弹性力学公式，侧压力系数只为.*0251A =j 1-0.25 3所以:5=丹= 8667冷 r可见，本题的正确答案为（B）1 .圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面力，变换为分布不同但静力等效的面力（主矢量相同，对于同一点的主矩也相同），那么，近处的应力分布将有显著的改变，但远处所受的影响可以不计。2 .逆解法：先设定各种形式的、满足相容方程的应力函数，并求出应力分量；然后再根据应力边界条件和弹性体的边界形状，看这些应力分量对应

49、于边界上什么样的面力，从而得知所选取的应力函数可以解决的问题。6 .结构面线连续性系数：沿结构面延伸方向上，结构面各段长度之和与测线长度的比值。8 .支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。9 .构造应力：由地质构造运动而引起的地应力。10 .地应力的间接测量法：借助某些传感元件或某些媒介，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，如岩体中的变形或应变，岩体的密度、渗透性、吸水性、电磁、电 阻、电容的变化，弹性波传播速度的变化等，然后由测得的间接物理量的变化，通过已知的公式计算出岩体中的应力值。2.将某一岩石试件进

50、行单轴压缩实验，其压应力达到28MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为60。，设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，（1）试求该岩石的内摩擦角和粘聚力C,写出摩尔-库仑方程式？（2）画出此受力状态时的摩尔 -库仑破坏准则示意图。解：（1）根据摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时的破坏面与水平面的夹角为450 ,2并由题意知60°,所以得岩石的内摩擦角30。再由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合意知岩石单轴压缩实验时128MPa一，八140MPa ,继而求得 C MPa 。(2)即得摩尔-库仑方程式为f C tg1433万120°f C tg14.3,tg3 32a1=28MPa

51、 ' 一3.在地下400m深处，掘进一个圆形巷道，断面半径为5m,覆盖岩层的容重25kN /m3 ,侧压力系数为1,试求:(1)求离巷道壁面 2m处围岩的径向应力和环向应力大小?(2)绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的曲线图。解：(1)由题意知该巷道处的垂直应力H 400 2510Ma ,并由侧压力系数为1,得水平应力h10Ma。由此得该圆形巷道处于静水压力下，此时围岩的径向应力和环向应力表达式为:2(1当)r2(1 a2)r再由题意知，式中原始应力° v h 10MPa ,断面半径a 5m,离巷道壁面 2m处围岩即为距巷道中心距离r 7m,代入上式得4.9MPa15.1MPa

52、。,32 s a1 .岩石力学：岩石力学是研究岩石的力学性质的一门理论和应用科学，是探讨岩石对周围 物理环境中力场的反应。2 .半逆解法：针对所要求解的问题，根据弹性体的边界形状和受力情况，假设部分或全部应力分量的函数形式，并从而推出应力函数的形式，然后代入相容方程，求出应力函数的具 体表达式，再由应力函数求得应力分量， 并考察这些应力分量能否满足全部应力边界条件(对于多连体，还须满足位移单值条件)。如果所有条件都能满足，自然得出的就是正确解答。如果某方面的条件不能满足，就要另作假设，重新进行求解。6 .变形模量：在应力一应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线斜率，表示该点所代表 的应力的变形模量。7 .岩体结构：岩体中结构面与结构体形态和组合的特征。9 .支承应力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。10 .地应力的直接测量法：由测量仪器直接测量和记录各种应力量，如补偿应力、恢复应力、平衡应力，并由这些应力量和原岩应力的相互关系，通过计算获得原岩应力值。1.将某一岩石试件进行单轴压缩实验，其压应力达到40MPa时发生破坏，破坏面与水平面的夹角为60。设该岩石满足摩尔-库仑破坏准则，试求：(1)该岩石的内摩擦角和粘聚力C?(2)当