岩石力学习题讲解 - 360文档中心

岩石力学习题+思考题答案.docx

岩石力学习题+思考题答案.docx1第一章习题与思考题答案1．构成岩石的主要造岩矿物有那些？答：岩石的主要物质成分 : 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、赤铁矿等。

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主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？答：岩石中结构连结的类型主要有两种：1.结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，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，主要指那些，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。

它包括矿物的解理、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新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 : 岩浆岩分三大类，其特点：1）深成岩：常形成较大的入侵体。

岩石力学计算题

岩石力学计算题1. 题目- 已知某岩石试件在单轴压缩试验下，试件直径D = 50mm，高度H=100mm，破坏时的最大荷载P = 100kN。

求该岩石的单轴抗压强度σ_c。

2. 题目解析- 单轴抗压强度σ_c的计算公式为σ_c=(P)/(A)，其中P是破坏时的最大荷载，A是试件的横截面积。

- 对于圆形试件，其横截面积A = frac{π D^2}{4}，已知D = 50mm=0.05m，则A=frac{π×(0.05)^2}{4}- 计算A=(π×0.0025)/(4)≈ 0.001963m^2- 已知P = 100kN = 100000N- 根据σ_c=(P)/(A)，可得σ_c=(100000)/(0.001963)≈ 50.94MPa二、相关学习资料整理（以人教版知识体系为例）1. 基础知识部分- 岩石的基本物理性质- 岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。

其物理性质包括密度、重度等。

密度ρ=(m)/(V)（m为质量，V为体积），重度γ=ρ g（g 为重力加速度）。

这些基本物理性质是理解岩石力学性质的基础，例如密度较大的岩石在相同条件下可能具有更高的强度。

- 岩石的应力 - 应变关系- 在岩石力学中，应力σ=(F)/(A)（F为作用力，A为受力面积），应变varepsilon=(Δ l)/(l)（Δ l为变形量，l为原长）。

岩石的应力 - 应变曲线通常可以分为几个阶段，如压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段。

在单轴压缩试验中，弹性阶段岩石的应力与应变近似满足胡克定律σ = Evarepsilon（E为弹性模量）。

2. 单轴压缩试验相关知识- 试验目的- 单轴压缩试验是测定岩石单轴抗压强度的重要方法。

通过该试验可以得到岩石在单轴受压状态下的强度、弹性模量、泊松比等重要力学参数。

- 试验设备- 主要设备包括压力试验机、试件制备模具等。

压力试验机能够对试件施加轴向压力，并测量压力大小；试件制备模具用于制作符合标准尺寸要求的岩石试件。

(完整版)岩石力学与工程典型题解

绪论典型题解1.1岩石和岩体的概念有何不同？答：所谓岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体；所谓岩体是在一定的地质条件下，含有诸如节理、裂隙、层理和断层等地质结构面的复杂地质体。

岩石就是指岩块，在一般情况下，不含有地质结构面。

1.2在力学性质上，岩体具有什么特征？答：岩体具有不连续性、各向异性、不均匀性、岩石块单元体的可移动性、赋存地质因子这五条特征。

-------------------------------------------------------------------岩石和岩体的基本物理力学性质典型题解2.1某岩石试件，测得容重3/9.1cm kg =γ，比重△＝2.69，含水量%29=d ω，试求该岩样的孔隙比v ε，孔隙度n ，饱和度r S 和干容重d γ。

解：孔隙比：83.019.1)29.01(69.21)1(=-+=-+∆=γωεd v孔隙度：%3.45%10083.0183.0%1001=⨯+=⨯+=v v n εε 饱和度：%9483.0%2969.2=⨯==εωG S r干容重：)/(47.183.0169.213cm g d =+=+∆=εγ 上述指标，也可利用三相图进行计算，若从以知条件Vωγ=入手，则可先假设V=1，然后推算出三相重量及体积，按各物理指标的定义，即可将各指标求得：设31cm V =，则按容重定义：g V W 9.1=⨯=γ 按含水量定义：s s d W V W 29.0==γωω 按三相图： W W W s =+ω 即： 9.129.0=+s s W W故： g W s 47.129.19.1==g W W W s 43.047.19.1=-=-=ω按比重定义：3547.069.247.1cm W V s s ==∆=水的容重：3/1cm g =ωγ343.0cm W V ==ωωωγ因而，3023.0)43.0547.0(1)(cm V V V V s a =+-=+-=ω345.0023.043.0cm V V V a V =+=+=ω至此，所有的各物理量均以求得，即可由定义得：83.0547.0543.0===s V V V V ε %3.45%1001453.0%100=⨯=⨯=V V n V3/47.1147.1cm g V V S r ===ω2.2大理岩的抗剪强度试验，当126,10n n MPa MPa σσ==时，1219.3,22n n MPa MPa ττ==。

《岩石力学》习题库及详细答案

《岩⽯⼒学》习题库及详细答案练习题⼀、名词解释：1、各向异性：岩⽯的全部或部分物理、⼒学性质随⽅向不同⽽表现出差异的性质。

2、软化系数：饱⽔岩样抗压强度与⾃然风⼲岩样抗压强度的⽐值。

3、初始碎胀系数：破碎后样⾃然堆积体积与原体积之⽐。

4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。

5、本构⽅程：描述岩⽯应⼒与应变及其与应⼒速率、应变速率之间关系的⽅程（物理⽅程）。

6、平⾯应⼒问题：某⼀⽅向应⼒为0。

（受⼒体在⼏何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平⾯应变问题：受⼒体呈等截⾯柱体，受⼒后仅两个⽅向有应变，此类问题在弹性⼒学中称为平⾯应变问题。

2．给定载荷：巷道围岩相对孤⽴，⽀架仅承受孤⽴围岩的载荷。

3．长时强度：作⽤时间为⽆限⼤时的强度（最低值）。

4．扩容现象：岩⽯破坏前，因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移，导致体积扩⼤的现象5．⽀承压⼒：回采空间周围煤岩体应⼒增⾼区的切向应⼒。

1．平⾯应⼒问题：受⼒体呈等厚薄板状，所受应⼒为平⾯应⼒，在弹性⼒学中称为平⾯应⼒问题。

2．给定变形：围岩与母体岩层存在⼒学联系，⽀架承受围岩变形⽽产⽣的压⼒，这种⼯作⽅式称为给定变形。

3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩⽯强度称为准岩体强度。

4．剪胀现象：岩⽯受⼒破坏后，部断裂岩块之间相互错动增加部空间在宏观上表现体积增⼤现象。

5．滞环：岩⽯属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其⾯积⼤⼩表⽰因摩擦等原因消耗的能量。

1、岩⽯的视密度：单位体积岩⽯（包括空隙）的质量。

2、扩容现象：岩⽯破坏前，因微裂隙产⽣及部⼩块体相对滑移，导致体积扩⼤的现象。

3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停⽌加、卸载，应变需经⼀段时间达到应有值的现象。

5、粘弹性：岩⽯在发⽣的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。

6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度⼩于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩⽯。

1.砂⼟液化：饱⽔砂⼟在地震、动⼒荷载或其它物理作⽤下，受到强烈振动⽽丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作⽤或现象。

岩体力学习题讲解二

方法三：Roclab软件
基于Windows平台的计算程序“RocLab” 以实现本文中提出的公式的可视化计算。 RocLab是一款岩体强度分析工具，它基于最新版本的Generalized Hoek-Brown failure标准，可以用来确定岩体强度参数。
Roclab软件界面
岩体
岩块
matlab绘制的应力圆
作业二
7. 某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度为： C=10Mpa、υ=45°，试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度？解：由
1 sin c 2C 2Ctg (45o / 2) 48.3MPa(4 34) 1 sin
t c tg (45 / 2) 8.3MPa(4 35)
τ
30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
岩块节理面岩体
σ
(2)应用如下经验公式
C m A C T C
B
B 1 AB 1 C
B 1 m arctg AB 1 C
grid on axis equal hold off; %角度[0,2*pi] %半径
3）对于节理: υj=15°、 Cj=0 、
tg j C j
σ τ c τ m τ j
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11.3606738 13.09154 15 16.2875 17.8 19.23 20.63 21.9845 23.30659 24.5967 25.85789 0.08139057 1.137348 1.8 2.40519 2.93 3.416 3.873 4.30667 4.721652 5.120906 5.506687 0 0.267949 0.5 0.80385 1.07 1.34 1.608 1.87564 2.143594 2.411543 2.679492

岩体力学习题讲解正确版本

FS
• 8. 拟在地表以下1500米处开挖一水平圆形洞室，
已知岩体的单轴抗压强度 σc=100Mpa，岩体天
然密度ρ=2.75g/cm3，岩体中天然应力比值系数
λ=1，试评价该地下洞室开挖后的稳定性。
解：
v h gh 2.751015001000 41.25MPa
5.试述岩块的单轴抗拉强度(σt)比抗压强度 (σc)小得多的原因是什么？
答: (1)岩块中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。 (2) 抗拉强度对裂隙的敏感性要强于抗压强度; (3) 拉应力具有弱化强度效应.
• 第五章
BQ的计算方法
6. 有一节理面的起伏角i=20°，基本摩擦角 φb=35°，两壁岩石的内摩擦角φ=40°， C=10Mpa, 作出节理面的剪切强度曲线。
图解法
n

x
y
2

x

y
2
2

xy
2
cos
1800 2 2
10.08Mpa
n
x

2
y
2

xy
2
sin
1800 2 2
7.46Mpa
2. 假定岩石中一点的应力为： σ1=61.2Mpa ， σ3= -11.4Mpa室内实验测得的岩石单轴抗拉强度 σt= -8.7Mpa ，剪切强度参数 C=30Mpa, tgΦ=1.54, 试用格里菲斯判据和库仑—纳维尔判据分别判断该岩块是否破坏，并讨论结果。
(2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征；

《岩石力学》习题库及问题详解

练习题一、名词解释：1、各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的性质。

2、软化系数：饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。

3、初始碎胀系数：破碎后样自然堆积体积与原体积之比。

4、岩体裂隙度K：取样线上单位长度上的节理数。

5、本构方程：描述岩石应力与应变及其与应力速率、应变速率之间关系的方程（物理方程）。

6、平面应力问题：某一方向应力为0。

（受力体在几何上为等厚薄板，如薄板梁、砂轮等）1．平面应变问题：受力体呈等截面柱体，受力后仅两个方向有应变，此类问题在弹性力学中称为平面应变问题。

2．给定载荷：巷道围岩相对孤立，支架仅承受孤立围岩的载荷。

3．长时强度：作用时间为无限大时的强度（最低值）。

4．扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象5．支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。

1．平面应力问题：受力体呈等厚薄板状，所受应力为平面应力，在弹性力学中称为平面应力问题。

2．给定变形：围岩与母体岩层存在力学联系，支架承受围岩变形而产生的压力，这种工作方式称为给定变形。

3．准岩体强度：考虑裂隙发育程度，经过修正后的岩石强度称为准岩体强度。

4．剪胀现象：岩石受力破坏后，内部断裂岩块之间相互错动增加内部空间在宏观上表现体积增大现象。

5．滞环：岩石属滞弹性体，加卸载曲线围成的环状图形，其面积大小表示因内摩擦等原因消耗的能量。

1、岩石的视密度：单位体积岩石（包括空隙）的质量。

2、扩容现象：岩石破坏前，因微裂隙产生及内部小块体相对滑移，导致体积扩大的现象。

3、岩体切割度Xe：岩体被裂隙割裂分离的程度：4、弹性后效：停止加、卸载，应变需经一段时间达到应有值的现象。

5、粘弹性：岩石在发生的弹性变形具有滞后性，变形可缓慢恢复。

6、软岩（地质定义）：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀类岩石。

1.砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

重大岩石力学第四版-许明土木工程岩石力学课程复复习重点课后习题以及解答

1.1解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。

答：岩石是具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶）的集合体。

岩体是只在地质历史过程中形成的，有岩石单元体（或称眼快）和结构面网络组成的，具有一定的结构并附存在一定的天然的应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

岩石与岩体的重要区别就是岩体包含若干不连续面，由于不连续面的存在岩体的强度远远低于岩石强度。

1.2岩体的力学特征是什么？变形特征：有弹性；流变特征：蠕变；强度特征：由岩块岩石强度和结构强度共同表现。

结构完整，结构面不发育，岩石强度可替代岩体强度；岩体沿某一结构面产生整体华东，岩体强度受结构面强度控制。

1.3自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？答:按地质成因分类,自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。

其中深成岩常形成巨大的侵入体,有巨型岩体,大的如岩盘、岩基,其形成环境都处在高温高压之下,形成过程中由于岩浆有充分的分异作用,常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等,其岩性较均一,变化较小,岩体结构呈典型的块状结构,结构多为六面体和八面体,岩体颗粒均匀,多为粗-中粒结构。

沉积岩是地面即成岩石在外力的作用下，经过风华，搬运，沉积固结等沉积而成。

其主要特征是1、层理构造显著。

2、沉积岩中常含古代生物遗迹，经过石化作用即形成化石，有的具有干裂、空隙、结核等。

变质岩岩性紧密，岩石重结晶明显；具有一定结构和构造，即为矿物颗粒定向排列2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度孔隙比：孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比空隙率：土体中空隙体积与土总体积之比，以百分率表示吸水率：是指岩石在大气压力和室温条件下吸水的质量与岩石固体颗粒质量之比的百分数之比-Wa渗透性：岩石在水压力作用下，岩石的空隙和裂隙通过水的能力。

《岩石力学》习题库及答案02解读

练习题1.1岩石与岩体的关系是（ B ）。

（A）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1.2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2.1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） B、（C）（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（C）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 ）。

（A）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（D）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 ）。

（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（D）岩石内部裂隙逐渐张开的贯通引起的2.6岩石的抗压强度随着围岩的增大（A ）。

（A）而增大（B）而减小（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（ 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（ 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 ）。

岩体力学习题讲解正确版本

F N x d y co s xy d y sin yx d y tan co s y d y tan sin FT y d y tan co s yx d y tan sin x d y sin xy d y co s
解: (1)查表4-5得 1）对于岩块: m=17，s=1，A=1.086, B=0.696，T=-0.059
τ=1.086×75×（σ/75+0.059）0.696
2）对于岩体: m=0.34，s=0.0001， A=0.295，B=0.691，T=-0.0003
τ=0.295×75×（σ/75+0.0003）0.691
I
C tan b i tan
1 6 .9 8 M P a
υ
b+ i
σ
7．某裂隙化安山岩，通过野外调查和室内实验，已知岩体属质量中等一类，RMR 值为44，Q值为1，岩块单轴抗压强度σc=75Mpa，薄膜充填节理强度为： υj=15°、Cj=0，假定岩体强度服从Hoek--Brown经验准则，求： (1) 绘出岩块、岩体及节理三者的强度曲线（法向应力范围为0—10Mpa）； (2) 绘出该岩体Cm和υm随法向应力变化的曲线(法向应力范围为0—2.5Mpa）；
4.试述岩块的单轴抗拉强度(σ t)比抗压强度 (σ c)小得多的原因是什么？
答: (1)岩块中包含有大量的微裂隙和孔隙，岩块抗拉强度受其影响很大，直接削弱了岩块的抗拉强度。 (2) 抗拉强度对裂隙的敏感性要强于抗压强度; (3) 拉应力具有弱化强度效应.
5. 某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度为： C=10Mpa、υ=45°，试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度？解：由

岩石力学考前练习题及答案讲解学习-知识归纳整理

知识归纳整理岩石力学考前练习题及答案第 1 页/共 14 页求知若饥，虚心若愚。

精品资料1.自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？按照成因分为：岩浆岩，沉积岩，变质岩。

各自特点：岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。

沉积岩具有层理构造，沿不同的方向表现出不同的力学性能。

变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质和变质程度有关。

2.岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？答：结构是针对构成岩石的微细粒子部分而言的，而岩石的构造是指较大的部分，构造比结构使用更广泛。

联结有结晶联结和胶结联结。

3.岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？a 重力密度（重度）：岩石单位体积（包括岩石中的孔隙体积）的分量。

r =W/Vb 质量密度：岩石单位体积（包括岩石中的孔隙体积）的质量。

c 相对密度：岩石的干分量除以岩石的实体积（不包括岩石中的孔隙体积）所得的量与1个大气压下4 C时的纯水的重度的比值。

Gs = Ws/VsRwd 孔隙率：岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比。

n = Vv/Ve 孔隙比：孔隙的体积Vv与固体的体积Vs的比值。

e = Vv/Vs e = n/1-nf 天然含水率：天然状态下岩石中水的分量Ww与岩石烘干分量Ws比值的百分率。

g 吸水率：干燥岩石试样在一具大气压和室温条件下吸入水的分量Ww与岩石干分量Ws之比的百分率h 饱水率：岩样在强制状态下，岩样的最大吸入水的分量与岩样的烘干分量的比值的百分率。

I 饱水系数：岩石吸水率与饱水率比值的百分率。

J 渗透性：在水压力作用下，岩石的空隙和裂缝透过水的能力。

k 膨胀性：岩石浸水后体积增大的性质。

l 崩解性：岩石与水相互作用时失去黏结性并变成彻底丧失强度的松散物质的性能。

千里之行，始于足下。

精品资料m 软化性：岩石与水相互作用时强度降低的特性。

o 抗冻性：岩石反抗冻融破坏的性能。

4.岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。

岩石力学题第四章例题和习题

例：求在自重作用下地壳中的应力状态：如果花岗岩，泊松比，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，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，是它上面物体的体积，是物理单位体积的重量，因此：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，，一公里深度以下的应力为：2/260m kg z z ==γσ]2/8726025.0125.0m kg x x =⨯-==σσ 由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加，而横向压力约为纵向压力的三分之一。

练习 1．有一圆形隧峒直径为5米，埋深（以洞中心线标起）610米，上覆岩层的平均容重γ=3g/cm 3，泊松比μ=0.25，假设只在重力场的作用下，试求：（1）天然的水平应力。

（2）计算洞壁上的应力（按θ=00，100，200。

900），并画出随θ角变化的曲线。

（3）计算θ=00，900时的围岩径向应力及切向应力并画出相应的图形，确定出距离峒室中心多远时才近似于天然应力区。

（4）若峒内施加0.15Mpa内水压力，试求峒壁上的应力。

2假设轴对称厚壁衬砌园巷内均匀作用有水压力P，试描述距圆心r 处的应力状态。

3 自地表向下的岩层以次是：表土层，层厚H1=60m，容重γ1＝20KN/m3，内摩擦角Φ1＝30°，泊松比μ1＝0.3；砂岩层厚H2=60m，容重γ2＝25KN/m3，内摩擦角Φ2＝45°，泊松比μ2＝0.25。

求距地表50m及100m 处的原岩中由自重引起的水平应力4在埋深为200米的岩体内开挖一峒径为2a=2m的圆形峒室，假若岩体的天然应力为静水压力式的，上覆岩层的平均容重r=2.7g/cm3,试求：（5）洞壁、2倍洞半径、6倍洞半径处的围岩应力；（6）根据上述结果说明围岩应力的分布特征；（7）若围岩的抗剪强度指标c=0.4Mpa,φ=30度，试用莫尔-库仑强度条件评价洞壁的稳定性。

岩石力学期末考试题及答案详解

岩石力学一、单项选择题(每小题1分，共10分)1、绝大多数得岩浆岩是由下列组成（）A、结晶矿物B、非结晶矿物C、母岩D、岩石块体2、下列说法正确的是（）A、等围三轴试验得实用性弱B、地下工程是三围的，所以做三轴力学实验很重要C、岩体强度不是岩体工程设计的重要参数D、节理结构面不是影响岩体强度得重要因素3、关于围岩得说法错误的是（）A、围岩愈好洞室逾稳定B、围岩压力大小与洞室跨度成反比C、围岩逾差压力值相应就大D、围岩压力大小与洞室跨度成正比4、下面关于平面滑动得一般条件错误的是（）A、滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行B、滑动面得倾角必须大于坡面倾角C、滑动面的倾角必须大于该平面的摩擦角D、岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面5、岩浆岩体产生的裂隙一般是张开的，从冷却表面向深处一般为数米到多少米？（）A、10-20mB、5-10mC、10-15mD、20-25m6、岩体力学性质的改变对边坡稳定性的影响错误的（）A、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越小B、风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性大大降低C、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越大D、坡体岩体风化越深，斜坡稳定性越差7、对片麻岩渗透系数与应力关系得试验表明当应力变化范围为5MPa时，岩体渗透系数相差---倍。

（）A、20B、70C、100D、508、世界上测定原岩应力最深测点已达（）A、2000mB、3000mC、4000mD、5000m9、对于山岭地下工程，一般埋深超过多少米基本上都可以划分为深埋地下工程（）A、10B、50C、30D、4010、地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决。

（）A、围岩的岩性B、围岩的结构C、围岩的岩性及结构D、围岩的大小二、多项选择题(下面各小题的五个备选答案中有2－5个正确答案，错选、或漏选，该题无分，每小题1分，共10分)1、岩体变形试验按施加荷载作用方向分为：（）A、承压板法B、狭缝法C、挖试洞D、环形试验2、影响岩体变形特性得主要特性（）A、岩体的岩性B、试件尺寸C、温度D、岩体的重量3、地下工程围岩压力的确定方法：（）A、间接推算法B观预测法C、直接测量法D、工程模拟法4、水力特性主要与岩体结构面有关得因素（）A、组数B、方向C、粗糙起伏度D、张开度及胶结充填特征5、水压致裂的特点（）A、设备简单B、设备复杂C、操作方便和测值直观D、适应性强6．滑坡的滑动形式有（）A、平面滑动B、楔形滑动C、垂直滑动、D、旋转滑动7、边坡按成因可分为（）A、天然的山坡B、谷坡C、人工边坡D、土质边坡8、双层地基破坏主要有破坏模式（）A、垂直破坏B、充切破坏C、折断破坏D、弯曲破坏9、压性断层主要指（）A、压逆性断层B、张性断层C、逆掩断层D、剪性断层10、蠕变模型通用得基本单元：（）A、临界单元B、粘性单元C、塑性单元D、弹性单元三、填空题（每空1分，共20分）1.岩石按照成因分（）、（）、（）三种类型。

岩体力学课后习题答案解析

一章：1.叙述岩体力学的定义.岩体力学主要是研究岩体和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。

2.何谓岩石？何谓岩体？岩石与岩体有何不同之处？（1）岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。

（2）岩体：一定工程范围内的自然地质体。

（3）不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。

3.何谓岩体结构？岩体结构的两大要素是什么？（1）岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系；或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。

（2）结构体和结构面。

4.岩体结构的六大类型？块状、镶嵌、层状、碎裂、层状碎裂、松散结构。

5.岩体有哪些特征？6.（1）不连续；受结构面控制，岩块可看作连续。

（2）各向异性；结构面有一定的排列趋势，不同方向力学性质不同。

（3）不均匀性；岩体中的结构面方向、分布、密度及被结构面切割成的岩块的大小、形状和镶嵌情况等在各部位不同，各部位的力学性质不同。

（4）赋存地质因子特性（水、气、热、初应力）都会对岩体有一定作用。

二章：1.岩石物理力学性质有哪些？岩石的质量指标，水理性质指标，描述岩石风化能力指标，完整岩石的单轴抗压强度，抗拉强度，剪切强度，三向压缩强度和各种受力状态相对应的变形特性。

2.影响岩石强度特性的主要因素有哪些？对单轴抗压强度的影响因素有承压板、岩石试件尺寸及形状（形状、尺寸、高径比），加载速率、环境（含水率、温度）。

对三相压缩强度的影响因素：侧向压力、试件尺寸与加载速率、加载路径、空隙压力。

3.什么是岩石的应力应变全过程曲线？所谓应力应变全过程曲线是指在刚性实验机上进行实验所获得的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。

4.简述岩石刚性实验机的工作原理？：压力机加压（贮存弹性应能）岩石试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。

AA′O2O1面积—峰点后，岩块产生微小位移所需的能。

岩石力学计算题

第2章岩石物理力学性质例：某岩样试件，测得密度为1.9kg/cm3，比重为2.69，含水量为29%。

试求该岩样的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容量。

解：孔隙比：83.019.1)29.01(69.21)1(=-+=-+∆=γωεd v孔隙度：%3.45%10083.0183.0%1001=⨯+=⨯+=v v n εε 饱和度：%9483.0%2969.2=⨯==εωG S r 干容重：)/(47.183.0169.213cm g d =+=+∆=εγ 例某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度c=10MPa ，φ=45°，试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。

解：由例大理岩的抗剪强度试验，当σ1n=6MPa, σ2n=10MPa ，τ1n=19.2MPa, τ2n=22MPa 。

该岩石作三轴抗压强度试验时，当σa=0，则Rc=100MPa 。

求侧压力 σa=6MPa 时，其三轴抗压强度等于多少？解：（1）计算内摩擦角φφστtg C n n 11+= （1） φστtg C n n 22+= （2）联立求解： 021212219.20.735106n n n n tg ττφφσσ--===⇒=--（2）计算系数K ：7.335sin 135sin 1sin 1sin 10=-+=-+=φφK（3）计算三轴抗压强度： 0100 3.7612.22C a S S K MPa σ=+=+⨯=第3章岩石本构关系与强度理论例：已知岩石的应力状态如图，并已知岩石的内聚力为4MPa ，内摩擦角为35°。

求：（1）各单元体莫尔应力圆，主应力大小和方向；（2）用莫尔库仑理论判断，岩石是否发生破坏解：（1）A 单元：主应力大小：13 5.00 5.0022x y MPa σσσσ++==±= 方向：与x σ的夹角20tan 200 5.0xyx yτθσσ===--，0θ=︒莫尔应力图：圆心：135.002.522σσ++==半径：13 5.002.522σσ--==B 单元：主应力大小：13 4.000 4.022x y MPa σσσσ++==- 方向：与x σ的夹角2 4.0tan 20xyx yτθσσ===∞-，45θ=︒ 莫尔应力图：圆心：134.0 4.0022σσ+-==半径：13 4.0( 4.0)4.022σσ---==C 单元：主应力大小：13 5.705.000.7022x y MPa σσσσ++==-方向：与x σ的夹角22 2.0tan 20.85.00xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图：圆心：135.70.72.522σσ+-==半径：13 5.7(0.7)3.222σσ---==D 单元：主应力大小：13 6.06.0 6.0 6.022x y MPa σσσσ++==方向：与x σ的夹角20tan 206.0 6.0xyx yτθσσ===--，0θ=︒莫尔应力图：圆心：136.0 6.06.022σσ++==半径：13 6.0 6.0022σσ--==E 单元：主应力大小：1310.9110.0 1.00.0922x y MPa σσσσ++=== 方向：与x σ的夹角22 3.0tan 20.6710.0 1.0xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图：圆心：1310.910.095.522σσ++==半径：1310.910.095.4122σσ--==A 岩石单元体没有破坏,B 不存在正应力，存在切应力。