岩体力学测试题及答案

岩体力学测试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题[2]分，共[20]分）

1.岩体的变形模量是衡量岩体抗变形能力的指标，其单位为：

A.MPa

B.kN/m

C.MPa/m

D.kN

2.在岩体力学中，下列哪一项不是影响岩体强度的主要因素：

A.岩石种类

B.岩体结构

C.岩体温度

D.地下水

3.岩体的弹性模量E与泊松比ν之间的关系是：

A.E=3ν

B.E=2ν

C.E=1/ν

D.E=ν^2

4.在岩石的弹性模量试验中，通常采用哪种试验方法：

A.单轴压缩试验

B.三轴压缩试验

C.扭转试验

D.抗剪试验

5.岩石的单轴抗压强度是指岩石在单轴压缩条件下所能承受的最大压力，其测试方法为：

A.压力传感器测试

B.渗透率测试

C.弯曲强度测试

D.压力试验机测试

6.岩石的三轴抗压强度是指在三个方向上同时施加压力的条件下，岩石所能承受的最大压力，其测试方法为：

A.压力传感器测试

B.渗透率测试

C.弯曲强度测试

D.三轴压力试验机测试

7.岩石的抗剪强度是指在剪切面上岩石所能承受的最大剪切应力，其测试方法为：

A.压力传感器测试

B.渗透率测试

C.弯曲强度测试

D.抗剪试验机测试

8.岩石的抗拉强度通常比抗压强度低，这是因为：

A.岩石内部存在裂隙

B.岩石内部存在层理

C.岩石内部存在矿物颗粒

D.以上都是

9.岩石的抗剪强度试验中，常用的剪切试验机类型为：

A.压力试验机

B.扭转试验机

C.抗剪试验机

D.压力传感器

10.岩石的三轴压缩试验中，轴向应力与侧向应力之比称为：

A.应力比

B.压缩比

C.压缩模量

D.压缩系数

二、填空题（每题[2]分，共[20]分）

1.岩石的抗压强度是指岩石在单轴压缩条件下所能承受的最大_________。

2.岩石的三轴抗压强度是指在三个方向上同时施加_________的条件下，岩石所能承受的最大压力。

3.岩石的抗剪强度是指在剪切面上岩石所能承受的最大_________。

4.岩石的变形模量是衡量岩体抗变形能力的指标，其单位为_________。

5.岩石的弹性模量E与泊松比ν之间的关系是：_________。

6.岩石的单轴抗压强度试验中，常用的试验方法为_________。

7.岩石的三轴抗压强度试验中，轴向应力与侧向应力之比称为_________。

8.岩石的抗剪强度试验中，常用的剪切试验机类型为_________。

9.岩石的抗拉强度通常比抗压强度低，这是因为_________。

10.岩石的三轴压缩试验中，常用的试验方法为_________。

三、判断题（每题[2]分，共[20]分）

1.岩石的单轴抗压强度试验中，岩石试样的尺寸越小，其抗压强度越高。（）

2.岩石的三轴抗压强度试验中，轴向应力与侧向应力之比越大，岩石的抗压强度越高。（）

3.岩石的抗剪强度试验中，剪切面的粗糙程度对试验结果没有影响。（）

4.岩石的变形模量是衡量岩体抗变形能力的指标，其数值越大，岩体的变形能力越强。（）

5.岩石的弹性模量E与泊松比ν之间的关系是：E=3ν。（）

6.岩石的单轴抗压强度试验中，岩石试样的尺寸越大，其抗压强度越高。（）

7.岩石的三轴抗压强度试验中，轴向应力与侧向应力之比越大，岩石的抗剪强度越低。（）

8.岩石的抗剪强度试验中，剪切面的粗糙程度对试验结果有影响。（）

9.岩石的抗拉强度通常比抗压强度高，这是因为岩石内部存在裂隙和层理。（）

10.岩石的三轴压缩试验中，常用的试验方法为单轴压缩试验。（）

四、简答题（每题[5]分，共[25]分）

1.简述岩石三轴压缩试验中轴向应力与侧向应力的作用及对岩石强度的影响。

2.解释岩石抗剪强度试验中剪切面的粗糙程度对试验结果的影响。

3.简要说明岩石变形模量在岩体力学测试中的意义。

4.描述岩石单轴抗压强度试验的基本步骤及注意事项。

5.解释泊松比在岩体力学中的作用及其对岩石变形的影响。

五、计算题（每题[10]分，共[40]分）

1.已知岩石试样的单轴抗压强度为100MPa，变形模量为5000MPa，计算该岩石试样的泊松比。

2.在岩石三轴压缩试验中，某试样的轴向应力为50MPa，侧向应力为25MPa，试样的抗剪强度为30MPa，计算该试样的内摩擦角。

3.一岩石试样的尺寸为50mm×50mm×100mm，进行单轴压缩试验，测得破坏荷载为500kN，计算该岩石试样的抗压强度。

4.在岩石抗剪强度试验中，某试样的剪切面粗糙度为0.4，剪切荷载为200kN，计算该试样的剪切强度系数。

5.已知一岩石试样的弹性模量为20000MPa，泊松比为0.3，计算该试样的剪切模量。

六、论述题（每题[15]分，共[30]分）

1.论述岩石力学性质对工程地质评价的重要性。

2.论述岩体力学测试在岩土工程设计中的应用及其作用。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析：

1.A岩体的变形模量单位为MPa。

2.C岩体温度不是影响岩体强度的主要因素。

3.D岩石的弹性模量E与泊松比ν之间的关系是E=ν^2。

4.A岩石弹性模量试验通常采用单轴压缩试验。

5.D岩石的单轴抗压强度测试方法为压力试验机测试。

6.D岩石的三轴抗压强度测试方法为三轴压力试验机测试。

7.D岩石的抗剪强度测试方法为抗剪试验机测试。

8.D岩石的抗拉强度通常比抗压强度低，因为岩石内部存在裂隙、层理和矿物颗粒。

9.C岩石的抗剪强度试验中，常用的剪切试验机类型为抗剪试验机。

10.A岩石的三轴压缩试验中，轴向应力与侧向应力之比称为应力比。

二、填空题答案及解析：

1.压力

2.压力

3.剪切应力

4.MPa

5.E=ν^2

6.单轴压缩试验

7.应力比

8.抗剪试验机

9.岩石内部存在裂隙、层理和矿物颗粒

10.三轴压缩试验

三、判断题答案及解析：

1.×岩石试样的尺寸越小，其抗压强度不一定越高。

2.√轴向应力与侧向应力之比越大，岩石的抗压强度越高。

3.×岩石抗剪强度试验中，剪切面的粗糙程度对试验结果有影响。

4.√岩石的变形模量数值越大，岩体的变形能力越强。

5.√岩石的弹性模量E与泊松比ν之间的关系是E=ν^2。

6.×岩石试样的尺寸越大，其抗压强度不一定越高。

7.×轴向应力与侧向应力之比越大，岩石的抗剪强度不一定越低。

8.√岩石抗剪强度试验中，剪切面的粗糙程度对试验结果有影响。

9.×岩石的抗拉强度通常比抗压强度低。

10.×岩石的三轴压缩试验中，常用的试验方法不是单轴压缩试验。

四、简答题答案及解析：

1.轴向应力与侧向应力在岩石三轴压缩试验中分别代表岩石在三个方向上的应力状态。轴向应力主要影响岩石的压缩强度，而侧向应力则影响岩石的变形和破坏模式。轴向应力与侧向应力之比（应力比）对岩石的强度有显著影响，应力比越大，岩石的抗压强度越高。

2.岩石抗剪强度试验中，剪切面的粗糙程度会影响剪切面上的摩擦力，从而影响岩石的剪切强度。粗糙度越大，摩擦力越大，岩石的剪切强度越高。

3.岩石变形模量在岩体力学测试中用于衡量岩体的抗变形能力，是评价岩体稳定性的重要指标。

4.岩石单轴抗压强度试验的基本步骤包括：制备试样、安装试样、施加轴向应力、记录破坏荷载。注意事项包括：试样制备要均匀，试验过程中要保持试样干燥，试验速度要适中。

5.泊松比在岩体力学中用于描述岩石在受力时横向变形与纵向变形的比例关系，它反映了岩石的各向同性程度。泊松比越小，岩石的各向同性越强，变形越均匀。

五、计算题答案及解析：

1.泊松比ν=(E/(2*(1+ν)))^(1/2)=(20000/(2*(1+0.3)))^(1/2)=0.286。

2.内摩擦角φ=arctan(τ/(σ'-c))=arctan(30/(25-0))=71.57°。

3.抗压强度=破坏荷载/(试样面积)=500kN/(50mm*50mm)=100MPa。

4.剪切强度系数=剪切荷载/(试样面积)/剪切面粗糙度=200kN/(50mm*50mm)/0.4=250MPa。

5.剪切模量G=E/(2*(1+ν))=20000/(2*(1+0.3))=10000MPa。

六、论述题答案及解析：

1.岩石力学性质对工程