岩石力学与工程习题答案

1．

构成岩石的重要造岩矿物有正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿。

2．

为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？

答：基性岩石和超基性岩石重要由易风化的橄榄石、辉石及基性斜长石组成。所以基性岩石和超基性岩石

非常容易风化。

3、常见岩石的结构连结类型有那几种？

1.结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶互相嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩以及部分沉积岩的结构连结。

2.胶结连结：指颗粒与颗粒之间通过胶结物质连结在一起的连结。如沉积碎屑岩、部分粘土岩的结构连结。

4．

何谓岩石中的微结构面，重要指那些，各有什么特点？

答：岩石中的微结构面（或缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它涉及矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。

矿物的解理面：是指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。

晶粒边界：矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键、原子键、分子键等相连结。由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力，但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小，因此，晶粒边界就相对软弱。微裂隙：是指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线，也称显微裂隙。

粒间空隙：多在成岩过程中形成，如结晶岩中晶粒之间的小空隙，碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下的空隙。粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大的影响。

晶格缺陷：有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷，也有由于化学比例或原子重排列的毛病所

产生的物理上的缺陷。它与岩石的塑性变形有关。

5．

自然界中的岩石按地质成因分类，可分为几大类，各大类有何特点？

答：根据地质学的岩石成因分类可把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

岩浆岩特点：

1）深成岩：常形成较大的入侵体。颗粒均匀，多为粗-中粒状结构，致密坚硬，孔隙很小，力学强度高，

透水性较弱，抗水性较强。2）浅成岩：成分与深成岩相似，但产状和结构都不相同，多为岩床、岩墙和岩脉。均匀性差，与其他

岩种相比，它的性能较好。3）喷出岩：结构较复杂，岩性不均一，连续性较差，透水性较强，软弱结构面比较发育。

沉积岩特点：1）火山碎屑岩：具有岩浆和普通沉积岩的双重特性和过渡关系，各类火山岩的性质差别很大。2）胶结碎屑岩：是沉积物通过胶结、成岩固结硬化的岩石。其性质取决于胶结物的成分、胶结形式和

碎屑物成分和特点。3）粘土岩：涉及页岩和泥岩。其性质较差。4）化学岩和生物岩：碳酸盐类岩石，以石灰石分布最广。结构致密、坚硬、强度较高。

变质岩特点：是在已有岩石的基础之上，通过变质混合作用后形成的。在形成过程中由于其形成的温度和

压力的不同而具有不同的性质，形成了变质岩特有的片理、剥理和片麻结构等。据有明显的不均匀性和各向异性。变质岩特点1）

接触变质岩：侵入体周边形成岩体。岩体透水性强，抗风化能力减少。2）

动力变质岩：构造作用形成的断裂带及附近受到影响的岩石。它的胶结不好，裂隙、孔隙发育，

强度低，透水性强。3）

区域变质岩：这种变质岩的分布范围广，岩石厚度大，变质限度均一。一般块状岩石性质较好，

层状片状岩石性质较差。

6．

表达岩石物理性质的重要指标及其表达方式是什么？

答：指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。

7、

岩石破坏有几种形式？对各种破坏的因素作出解释。

答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，在试件中可产生三种破坏形式:

(1)X状共轭斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。

(2)单斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。

(3)拉伸破坏，破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度，导致岩石受拉伸破坏。

9、

什么是全应力-应变曲线？为什么普通材料实验机得不出全应力-应变曲线？

答：全应力应变曲线：能显示岩石在受压破坏过程中的应力、变形特性，特别是破坏后的强度与力学性质

的变化规律。由于材料实验机的刚度小，在试件压缩时，其支柱上存在很大的变形和变形能，在试件快要破坏时，该变形能忽然释放，加速试件破坏，从而得不出极限压力后的应力应变关系曲线。

11.在三轴压缩实验条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？

答：三轴压缩条件下，应力应变曲线如图1-31、1-32所示，围压对岩石变形的影响重要有：

(1)随着围压(σ

2=

σ

3)

的增大，岩石的抗压强度显著增长；

(2)随着围压(σ

2=

σ

3)

的增大，岩石破坏时，岩石的变形显著增长；

(3)随着围压(σ

2=

σ

3)

的增大，岩石的弹性极限显著增长；

(4)随着围压(σ

2=

σ

3)

的增大，岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变，岩石的性质发生了变化，由弹脆性---弹塑性---应变硬化。抗压强度显著增长；

12.什么是莫尔强度包络线？如何根据实验结果绘制莫尔强度包络线？

答：三轴抗压强度实验得出：对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件（不同的围压时的最大轴向压力值）给出了几乎恒定的强度指标值（直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角）。这一强度指标以莫尔强度包络线的形式给出.在不同围压条件下，得出不同的抗压强度，因而可以做出不同的莫尔应力圆,这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。

16.线弹性体、完全弹性体、弹性体三者的应力-应变关系有什么区别？

答：完全弹性体：循环加载时的σ

-ε

关系为曲线。加载途径与卸载途径完全重合。

线弹性体：循环加载时的σ

-ε关系为直线。加载途径与卸载途径完全重合。弹性体岩石：加载途径与卸载途径不同，但反复加载与卸载时，应力应变关系总是服从此环路的规律。

19.影响岩石力学性质的重要因素有哪些，如何影响的？

答：影响岩石力学性质的重要因素有水、温度、加载速度、风化限度及围压。

(1)

水对岩石力学性质的影响

1）

连结作用：束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧，起连接作用。

2）

润滑作用：由可溶盐、胶体矿物连接的岩石，当有水入侵时，可溶盐溶解，胶体水解，导致矿物颗

粒间连接力减弱，摩擦力减低，从而减少岩石的强度。

3）

水楔作用：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒运用其表面吸附力将

水分子拉倒自己周边，在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入，这种现象称水楔作用。（a）使岩石体积膨胀，产生膨胀压力

(b)水胶连接代替胶体连接产生润

滑作用，减少岩石强度

4）

孔隙压力作用：岩石受压时，岩石内孔隙水来不及排出，在孔隙内产生很高的孔隙压力，减少了岩

石的内聚力和内摩擦角，减小了岩石的抗剪强度。5）

溶蚀-潜蚀作用：岩石中渗透水在流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走，从而使岩石强度大为减低。(2)

温度对岩石力学性质的影响：随着温度的增高，岩石的延性加大，屈服点减少，强度也减少。(3)

加载速度对岩石力学性质的影响：加载速率越快，测得的弹性模量越大，获得的强度指标越高。国际岩石力学学会建议的加载速率为

0.5~1Mpa/s。(4)

围压对岩石力学性质的影响：岩石在三轴压缩条件下，岩石的强度和弹性极限都有显著增长。(5)

风化对岩石力学性质的影响a)

减少岩体结构面的粗糙限度并产生新的裂隙，b)

岩石在化学风化过程中，矿物成分发生变化，岩体强度减少。

2.地应力对岩体的影响体现在哪几个方面？

答：地应力对岩体力学性质的影响重要有：

(1)地应力影响岩体的承载能力：围压越大、承载能力越大。(2)地应力影响岩体的变形和破坏机制。如在低围压条件下破坏的岩体，在高围压条件下呈现出塑性变

形和塑性破坏。(3)地应力影响岩体中的应力传播的法则。非连续介质岩体在高围压条件下，其力学性质具有连续介质岩体的特性。

3．岩体结构划分的重要依据是结构面和结构体

4.简述各类岩体结构重要地质特性。

答：(1)完整结构岩体的地质特性多半是碎裂岩体中的结构面被后生作用愈合而成。

后生愈合作用有两种：其一为压力愈合，

其二为胶结愈合。(2)块裂结构岩体的地质特性：

多组或至少有一组软弱结构面切割及坚硬结构面参与切割成块状结构体的高级序岩体结构。其软弱结

构面重要为断层、层间错动也是重要的软弱结构面之一，参与切割的坚硬结构面一般延展较长，多数

为错动过的坚硬结构面，(3)板裂结构体的地质特性：

重要发育于通过褶皱作用的层状岩体内，受一组软弱结构面的切割，结构体呈板状。软弱结构面重要

为层间错动面结构体多数为组合板状结构体。(4)碎裂结构岩体的地质特性：

岩体的结构面重要为原生结构面及构造结构面。块状碎裂结构的结构体块度大，大多为1~2米，层状

碎裂结构的块度小，起块度与岩层厚度有关。如图2.2d。(5)断续结构岩体的地质特性结构面不连续，对岩体切割而不断，个别地方也有连续贯通构。(6)散体结构岩体的地质特性(a)碎屑状散体结构岩体

结构面:无序分布，结构面中有软弱的，也有坚硬的。

结构体重要为角砾(b)糜棱化散体结构岩体：重要指断层泥而言。

5．简述工程岩体的惟一性

答：在不同的岩体工程条件下，岩体结构可视为块裂结构，断续结构和碎裂结构。因此，岩体结构是相对的，而在拟定的地质条件和工程尺寸条件下，工程岩体结构才是唯一拟定的。

6．

按结构面成因、结构面通常分为几种类型？

答：.结构面按成因分：原生结构面、构造结构面、次生结构面

原生结构面：成岩阶段所形成的结构面。岩石成因不同又分为沉积结构面、火成结构面和变质结构面。

构造结构面：岩体在构造运动作用下形成的结构面。

次生结构面：在外力作用下（风化、地下水、卸载、爆破等）形成的各种界面。

7．

结构面的级别及其特性。

答：根据结构面的发育限度、规模大小、组合形式等可以将结构面分为五级.

Ⅰ级结构面:

对区域构造起控制作用的断裂带,延伸数十公里,深度可穿一个构造层.

Ⅱ级结构面:

延伸性强而宽度有限的地质界面,延伸数百米。

Ⅲ级结构面：局部性的断裂结构，重要指小断层，延伸数十米。

Ⅳ级结构面：一般延展性较差，无明显的宽度的结构面，延伸数米。

Ⅴ级结构面：延伸性甚差的微裂隙、节理。

8．描述结构面状态的指标。

答：结构面状态的指标涉及：

（1）结构面产状：对岩体是否会沿某一结构面滑动起控制作用。（2）结构面形态：决定结构面抗滑力的大小。结构面起伏越大，抗滑力也越大。（3）结构面的延展尺度：在工程范围内，延展尺度最大的结构面，控制着岩体的强度。（4）结构面的密集限度：以岩体裂隙度

K

和切割度

X

表达岩体结构面的密集限度。

9．

结构面的剪切变形、法向变形与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关。

10.结构面力学性质的尺寸效应体现在哪几个方面？

答：结构面试块长度增长，平均峰值摩擦角减少，试块面积增长，剪切应力呈现出减小趋势。此外，还体现在以下几个方面：（1）随着结构面尺寸的增大，达成峰值强度时的位移量增大；（2）试块尺寸增长，

剪

切破坏形式由脆性破坏向延伸破坏转化；（3）尺寸增长，峰值剪胀角减小，结构面粗糙度减小，尺寸效应也减小。

11.

岩体在多次循环荷载作用下岩体变形有什么特性？

答：

岩体在加载过程中，应力应变曲线呈上凹型，半途卸载回弹变形有滞后现象，并出现不可恢复的残余

变形，不管每一级加载与卸载循环曲线都是开环型。岩体在循环荷载作用下，而卸载时荷载又不降至零时，

相应的变形过程将出像闭环型式。

15.岩体中水渗流与土体中水渗流有什么区别？

答：岩体的水力学性质指岩体的渗透性能及在渗流作用下所表现的力学性质。

(1)土体的渗流以孔隙为主。

特点：(a)土体渗透性大小取决于岩性，土体中颗粒愈细，渗透性愈差；(b)土体可看作多孔连续介质；(c)土体的渗透性一般具有均质（或非均质）各向同性（黄土为各向异性）；(d)土体渗流符合达西渗流定律。

岩体的渗流以裂隙为主。特点：(a)岩体渗流大小取决于岩体中结构面的性质及岩块的性质；(b)岩体渗流以裂隙导水，微裂隙和孔隙储水为其特性；(c)岩体裂隙网络渗流具有定向性；(d)岩体一般看作非连续介质（对于密集裂隙可看作等效连续介质）；(e)岩体的渗流具有高度的非均质性和各向异性；(f)一般岩体中的渗流符合达西定律（岩溶管道流一般为紊流，不符合达西定律）；(g)岩体渗流受应力场影响明显；(h)复杂裂隙系统中的渗流，在裂隙交叉处，具有“偏流效应”，即裂隙水流经大小不同裂隙交叉

时，水流偏向宽敞裂隙一侧流动。

16.

地下水对岩体的物理、化学作用体现在哪几个方面？

答：地下水对岩体的影响分为：物理的、化学的和力学的影响。

(1)岩体的物理作用：

(a)润滑作用：在裂隙面上，水使裂隙面之间的摩擦系数减小。

(b)软化和泥化作用：结构面内某些物质与水结合后变软并成泥，减小了结构面之间的粘聚力和摩擦力。

(c)结合水的强化作用：在非饱和状态下，岩体含水能增强岩体颗粒之间的联系，从而增长岩体的强度。

(2)对岩体的化学作用：

(a)离子互换作用：富含

Ca、Mg

离子的地下水在流经富含

Na

离子的岩土时，Ca、Mg

离子置换岩土中的

Na

离子，

一方面，由水中

Na

离子富集使天然地下水软化，另一方面，岩土中的

Ca、Mg

离子增长了孔隙度和渗透性能。

(b)溶解作用和溶蚀作用：大气降雨中的酸性物质在地下水中对岩石中的石灰岩、白云岩、石膏等产生溶蚀作用，使岩体产生裂隙和溶洞，增长了岩体的渗透性能。

(c)水化作用：水渗透到岩体的矿物结晶格架中，使岩体的结构发生微观及宏观的改变，减小了岩体的内聚

力，膨胀岩体与水结合，使起岩体内部产生膨胀力。

(d)水解作用：当岩土体中的阳离子与水作用，使地下水中的

H+

（M

++H

O=M

OH+H+）浓度增长，水的酸度增长，当岩土体中的阴离子与水作用，使地下水中的

OH-

浓度增长，水的碱度增长。水解作用一方面改变地下水的

PH

值。

岩体的力学性质：

(e)氧化还原作用：岩土体与氧气作用发生氧化反映，岩土体的矿物组成发生改变，地下水的化学组成也发生改变（如硫化铁氧化后生成氧化铁和硫酸），从而影响岩土体的力学性质。

17.叙述地下水对岩土体的力学作用。

答：对岩土体产生的力学作用：重要通过空隙静水压力和空隙动水压力作用对岩土的力学性质施加影响。前者减小岩土体的有效应力而减少岩土体的强度，在裂隙岩土体中的空隙静水压力可使裂隙产生扩容变形；

后者对岩土体产生切向的推力以减少岩土体的抗剪强度。

18.岩体质量分类有和意义？

答：为了在工程设计与施工中能区分岩体质量的好坏和表现在稳定性上的差别，需要对岩体做出合理分类，作为选择工程结构参数、科学管理生产以及评价经济效益的依据之一，也是岩石力学与工程应用方面的基础性工作。

1．

简述地应力测量的重要性。

(1)应力测量为各种岩体工程进行科学合理的开挖设计和施工提供依据；(2)地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出

的研究以及地球动力学的研究也有重要的意义。

2．地应力是如何形成的？控制某一工程区域地应力状态的重要因素是什么？

答：地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初应力、绝相应力或原岩应力。地应力重要与地球的各种动力运动过程有关，涉及板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋

转、岩浆入侵和地壳非均匀扩容等。控制某一工程区域地应力状态的重要因素是构造应力场和重力应力场。

1）、大陆板块边界受压引起的应力场。2）、地幔热对流引起的应力场。3）、由地心引力引起的应力场。4）、

岩浆入侵引起的应力场。5）、地温梯度引起的应力场。6）、地表剥蚀产生的应力场。

3．简述地壳浅部地应力分布的基本规律。

答：地应力分布的一些基本规律：

(1)地应力是一个相对稳定的应力场，它是时间和空间的函数；

(2)实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量

(3)水平应力普遍大于垂直应力；

(4)平均水平应力与垂直应力的比值随深度的增长而减小，

σ

h，average

=(σ

h,max

+σ

h,min

)/2

100/H

+

0.3<=σ

h，average

/σ

v

<=1500/H

+0.5

(5)最大水平应力与最小水平应力也随深度呈线形增长关系；

σ

h，max

=6.7

+0.0444·H

(Mpa)

σ

h，min

=0.8

+0.0329·H

(Mpa)

(6)最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。

地应力的上述分布规律还会受到地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特性、岩体力学性质、温度、地下水等

因素的影响。

地应力测量方法分哪几类？它们的重要区别在哪里？每类涉及那些重要测量技术？

答：依据测量基本原理的不同，可将测量方法分为直接测量法和间接测量法两大类。

直接测量法是由测量仪器直接测量和记录各种应力量，涉及：扁千斤顶法、水力致裂法、刚性包体应

力计法和声发射法。间接测量法是借助某些传感器或某些介质，测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化，

如岩体中的变形和应变，然后由计算公式求出原岩应力值。涉及：套孔应力解除法和其他的应力应变解除法以及地球物理方法等。其中套孔应力解除法是目前国内外广泛使用的一种方法。

4．

简述水压致裂法的基本原理

5．

简述水压致裂法的重要测量环节。

(a)打钻孔到准备测量应力的部位；并将钻孔中待加压段用封隔器密封起来；(b)向隔离段注入高压水，记录孔裂开时的压力值

Pi,继续加压，直到裂隙扩张到孔径的

3

倍，关闭高压水

系统，保持水压恒定，此时的应力为关闭应力，记为

Ps

，最后卸压，使裂隙闭合，此时孔内压力为

P0

。(c)重新向密闭段注入高压水，使裂隙重新打开，记录裂隙重新打开时的压力

Pr,和随后的恒定关闭压力

Ps,其孔内压力时间曲线如图

3-9。(d)将封隔器卸压，从孔中取出，(e)用摄象机记录孔内的水压致裂裂隙，天然节理、裂隙的位置、方向和大小。

6．

对水压致裂法的重要优缺陷做出评价。

优点(a)能测量深部应力（已知最深为

5000

米）;(b)在没有地下工程或硐室的条件下，对露天边坡工程的地应力进行估算；缺陷

(a)只能拟定垂直钻孔平面内的最大主应力和最小主应力的大小和方向；(b)只合用与完整的脆性岩石中。

9．简述套孔应力解除法的基本测量原理和重要测试环节。

答：全应力解除法（套孔应力解除法）

全应力解除法即是测点岩体完全脱离地应力的作用，测量其变形值，再根据岩体的物理力学性质计算其原

岩应力。此种方法最为合用、可靠。

操作环节：

(a)从岩体表面向岩体内打大钻孔，直径一般为

130~150mm，(b)从大钻孔内再打小钻孔，直径一般为

36~38mm，(c)在小孔中央安装探头，(d)再用大钻头打大孔，解除探头上的压应力，记录岩体的变形值，(e)取出岩芯，测量岩芯的

E，μ

等物理力学参数，(f)根据理论公式计算原岩应力值。

套孔应力解除法又分为：孔径变形法、孔底应变法、孔壁应变法、空心包体应变法和实心包体应变法五种。

1.岩石力学弹性平面问题的基本方程有几个？每一类基本方程是从什么方面考虑的？

答:

岩石力学弹性平面问题的基本方程有三组共

8

个方程:

第一组:

平衡微分方程，它考虑微元体的力学平衡。

第二组:平面问题的几何方程，它考虑物体受理后的几何尺寸改变关系，即位移与应变的关系。

第三组:平面应变本构方程，它考虑了岩石在应力作用下，应力或应力速率与应变或应变速率的关系。

2.什么叫岩石的本构关系？岩石的本构关系一般有几种类型？

岩石的本构关系是指岩石的应力或应力速率与其应变或应变速率的关系。

岩石的本构关系一般分为：弹性本构关系、弹塑性本构关系和流变本构关系。

3.什么叫岩石的强度？岩石的破坏一般有几种类型？

岩石的强度是岩石抵抗外力破坏的能力。破坏是指岩石材料的应力或应变超过了自身的应力或应变的极限。岩石的破坏的形式重要有两种：断裂破坏（应力达成强度极限）和流变破坏（出现显著的塑性变形或流动现象）

4.对弹性平面问题，（1）应力状态有哪两种？其本构方程有什么关系？（2）假如体力为常量，其应力分布是否与应力状态和材料性质有关？为什么？

答：弹性平面问题的应力状态有平面应力状态和平面应变状态。

平面应变本构方程

平面应力本构方程

关系：将平面应力问题本构方程中的

E

换成

，换成

就可得到平面应变问题的本构方程。假如体力为常量，其应力分布是否与应力状态和材料性质无关。当体积力为常数时，平面问题的相容方程和决定应力分量的公式及边界条件式都不含任何弹性常数。因此应力分布与材料性质无关。

6.用莫尔应力圆画出：（1）单向拉伸；（2）纯剪切；（3）单向压缩；（4）双向压缩，（5）双向拉伸。

答：莫尔应力圆如图所示：其中纯剪切应力圆为圆点。

7.试证明：在发生最大与最小剪应力的面上，正应力的数值都等于两个主应力的平均值。

13.什么叫蠕变、松弛、弹性后效和流变？

答：蠕变：当应力不变时，变形随时间增长而增长的现象。

松弛：当应变不变时，应力随时间的增长而减小的现象。

弹性后效：加载和卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。岩石流变就是指材料的应力-应变关系与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有时间效应的现象

称为流变现象。

14.蠕变一般涉及几个阶段？每个阶段的特点是什么？

答：当作用在岩石上的应力超过某一值时，岩石的变形速率随着时间的增长而增长，最后导致岩石的破坏，

这种蠕变成为不稳定蠕变。这是典型的蠕变曲线。根据应变速率不同，其蠕变过程分为三个阶段：

第一阶段：图中ab段，应变速率随时间增长而减小，又称减速蠕变或初始蠕变阶段。

第二阶段：图中bc段，应变速率基本不变，也叫等速蠕变阶段。

第三阶段：图中cd段，应变速率迅速增长直到岩石破坏为止，也叫加速蠕变阶段。

15.不同受力条件下岩石的流变具有哪些特性？

答：岩石在不同的应力作用下，岩石变形与时间的关系各不相同。

当作用在岩石上的应力小于某一值时，岩石的变形速率随时间的增长而减小，最后趋于稳定，这中蠕变成为稳定蠕变。

当作用在岩石上的应力超过某一值时，岩石的变形速率随着时间的增长而增长，最后导致岩石的破坏，这种蠕变成为不稳定蠕变。

16.描述岩石流变性质的流变方程重要有几种？

答：岩石的流变涉及蠕变、松弛和弹性后效。其流变方程重要有蠕变方程、松弛方程、弹性后效方程。

17.流变模型的基本元件有弹性元件、塑性元件和粘性元件

18.叙述岩石力学中常见的几个流变模型的特点。

答：常见的几个流变模型为：圣维南体、马克思威尔体、开尔文体

19.何为岩石的长期强度，它与瞬时强度一般有什么关系？

答：岩石的长期强度：一般岩石在载荷达成瞬时强度时，岩石发生破坏。岩石在承受低于瞬时强度的情况

下，假如载荷连续作用在岩石上，由于流变作用，岩石也也许发生破坏。因此岩石的强度随外载荷的作用时

间

的

延

长

而

减

低

，

通

常

把

作

用

时

间

t

→∞

时

的

强

度

称

之

为

岩

石

的

长

期

强

度

。

长

期

强

度与瞬时强度的关系

20.何为岩石强度准则？为什么要提出强度准则？

答：岩石强度准则（破坏判据），它表征岩石在极限应力状态下（破坏条件）的应力状态和岩石强度参数之

间的关系，一般可表达为极限应力状态下的主应力间的关系方程。σ

1

=f(σ

2

,σ

3)

或τ

=f(σ

)

各种岩石的破坏方式机理，因此提出了不同的强度准则。提出强度准则是为了更好地了解岩石在何种应力

条件下发生破坏，从而避免该种应力状态的发生保护岩石，或促使该种应力状态的发生破坏岩石，达成其工程目的。

21.试论述

Coulomb,Mohr,Griffith

三准则的基本原理、重要的区别及其它们之间的关系。

答：库仑准则（Coulomb）:岩石的破坏重要是剪切破坏，岩石的强度，既抗摩擦强度等于岩石自身抗剪切

摩擦的粘结力和剪切面上的法向力产生的摩擦力。

莫尔把库仑准则推广到三向应力状态。实质：岩石到达极限状态时，滑动平面上的剪应力达成一个取决于

正应力与材料性质的最大值，即σ

=f(τ

)。

相应于各种应力状态（单轴、双轴和三轴压缩）下的破坏的岩石的莫尔应力圆的包络线，称为莫尔强度包络线。假如岩石的应力圆位于莫尔强度包络线内，则岩石不会产生破坏，假如岩石的应力圆与莫尔包络线相切或相交，则岩石会产生破坏。莫尔强度包络线的曲线型式有几种：斜直线型，二次抛物线型，

双曲线

型等。

格里菲斯（Griffith）理论：在脆性材料中，其材料断裂的起因是分布在材料中的微小裂纹尖端有拉应力（这种裂纹称为

Grifith

裂纹）所致。

区别：格里菲斯（Griffith）理论中岩石的破坏机理是岩石受到拉应力破坏所致。库仑准则和莫尔强度理

论则认为岩石破坏是岩体内的某个面上的剪切应力超过了剪切强度值。莫尔强度理论的包络线涉及了库仑

准则的直线型，还涉及抛物线型和双曲线型强度准则，因此，应用更广。

1，分析边坡工程对国民经济的影响作用。

答：1）边坡工程对露天矿建设的影响，2）边坡工程对铁路、公路、水利建

设的影响，3）边坡稳定性对各种工程安全性的影响及经济方面的投入

2．边坡的分类有自然边坡和人工边坡。

3．分析边坡失稳与破坏的基本类型及其力学成因。

答：边坡变形发展到一定限度，就会发生边坡失稳破坏。按其破坏方式重要分为崩塌和滑坡两

种。

（1）

崩塌：是指块状岩体与岩坡分离向前翻落而下。崩塌一般以边坡表面的破坏现象体现。

（2）

滑坡：是指岩体在自重力作用下，沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。一般以深层破坏体现出来。

(a)面剪切滑动：块体沿着平面滑移。常发生在由软弱夹层或裂隙的坡面。

(b)旋转剪切滑动：滑动面通常为弧形状，岩体沿此弧形状滑移。通常为均质泥岩或页

岩等岩层。

（3）滑塌：边坡松散岩土的坡角大于它的内摩擦角时，因表层蠕动进一步发展，使它沿着剪

切变形带顺坡滑移、滚动与坐塌，从而达成稳定坡脚的斜坡破坏过程，称为滑塌。

（4）岩块流动：常发生在均质硬岩中，岩石在达成其峰值强度时，岩体发生破坏。而使岩体

全面崩塌的情况。

（5）

岩层曲折：当岩层成层状沿坡面分布时，由于岩层自身的重力作用，或由于裂隙水的冰

胀作用，增长了岩层之间的张拉应力，使坡面岩层曲折。

4．分析影响边坡失稳的重要因素。

1）不连续面在边坡破坏中的作用：2）改变斜坡外形，引起坡体应力分布的变化3）改变斜坡岩体的力学性质，使坡