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2、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
3 、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
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>柱状>板状
（D）板状>块状>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）锥形结构体>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（）
（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、C
3、C
4、A
5、D
6、A
7、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）15~30MPa （B）<5MPa （C）5~15MPa （D）<2MPa
2、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）0.55~0.35 （B）0.35~0.15 （C）>0.55 （D）0.75~0.55
4、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）RQD和节理密度（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？（）。

①地应力大小；②地下水；③结构面方位；④结构面粗糙度。

（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③
6、某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa，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）IV级
问答题
1、为什么要进行工程岩体分类？
1、C
2、D
3、D
4、B
5、D
6、B
选择题
1、初始地应力主要包括（）。

（A）自重应力（B）构造应力
（C）自重应力和构造应力（D）残余应力
2、初始地应力是指（）。

（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）>1
6、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、C
2、A
3、B
4、B
5、B
6、B
选择题
1、在工程实践中，洞室围岩稳定性主要取决于（ B ）。

（A）岩石强度（B）岩体强度（C）结构体强度（D）结构面强度
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，浄宽5.5m，浄高7.4m，围岩容
重 r=20 ，适用铁路隧道计算方法确定围岩压力。

7.3一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围岩岩石容
重 r=23 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。

7.4Ⅲ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。

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 ）。

（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—莫尔强度理论，若岩石强度曲线是一条直线，则岩石破坏时破裂面与最大主应力作用方向的夹角为（ C ）。

（A）45°（B）45°+φ/2 （C）45°-φ/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（D ）。

（A）95~105℃（B）100~105℃
（C）100~110℃（D）105~110℃
16、按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（ A ）。

（A）受拉破坏（B）受压破坏（C）弯曲破坏（D）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
（C）2~5倍（D）10~50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ρd为（ D ）
（A）2.45 （B）2.46 （C）2.47 （D）2.48
19、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）弹簧模型（B）缓冲模型（C）弹簧与缓冲器并联（D）弹簧与缓冲器串联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>柱状>板状
（D）板状>块状>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）锥形结构体>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）>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（D）模拟试验
3.1 某均质岩体的纵波波速是，横波波速是，岩石容重
，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：
动泊松比
动弹性模量
动剪切模量G，按公式
3.2 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：
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。

6.1 设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为，花岗岩
处于弹性状态，泊松比。

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（B）26000和8667
（C）2600和866（D）2600和866.7
解答
（1）垂直应力计算
（2）水平应力计算
其中：侧压力系数的大小与岩体的性质有关，当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，侧压力系数为
所以：
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φ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
2
450φα+=，并由题意知060=α，所以得岩石的内摩擦角︒=30φ。

再由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合()φφσφσsin 1sin 1cos 231-++=C ，由题意知岩石单轴压缩实验时MPa 281=σ，MPa 03=σ，继而求得MPa C 314
=。

即得摩尔-库仑方程式为σφστ23314+=
+=tg C f 。

（2）
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3/25m kN =γ，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ρσ和环向应力θσ大小？
（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r -ρσ和r -θσ曲线图。

解：（1）由题意知该巷道处的垂直应力Ma H v 1025400=⨯==γσ，并由侧压力系数为1，得水平应力Ma v h 10==λσσ。

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
02202(1)(1)r a r a r θσσσσ⎧=-⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩
再由题意知，式中原始应力MPa h v 100===σσσ，断面半径m a 5=，离巷道壁面2m 处围岩即为距巷道中心距离m r 7=，代入上式得MPa r 9.4=σ，
MPa 1
.15=θσ。

1. 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φφστtg tg C f 2
3314+=
+=
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—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φ和粘聚力C ？
（2）当对其进行三轴压缩实验，围压为10MPa 时，轴向压应力达到多少时岩石破坏？
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
2
450φα+=，并由题意知060=α，所以得岩石的内摩擦角︒=30φ。

再由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合()φ
φσφσsin 1sin 1cos 231-++=C ，由题意知岩石单轴压缩实验时MPa 401=σ，MPa 03=σ，继而求得MPa C 320
=。

（2）当进行三轴实验时，MPa 103=σ，由摩尔-库仑破坏准则知岩石破坏时主应力符合()φ
φσφσsin 1sin 1cos 231-++=C ，即求得MPa 701=σ，即轴向压应力达到70MPa 时岩石破坏。

2. 在地下600m 处，掘进一圆形巷道，断面半径为3m ，覆盖岩层的容重3/27m kN =γ，侧压力系数为1，试求：
（1）求离巷道壁面4m 处围岩的径向应力ρσ和环向应力θσ大小？
（2）绘出巷道顶板中线和侧壁中线处的r -ρσ和r -θσ曲线图。

解：（1）由题意知该巷道处的垂直应力Ma H v 2.1627600=⨯==γσ，并由侧压
力系数为1，得水平应力Ma v h 2.16==λσσ。

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
02202(1)(1)r a r a r θσσσσ⎧=-⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩
再由题意知，式中原始应力MPa h v 2.160===σσσ，断面半径m a 3=，离巷道壁面4m 处围岩即为距巷道中心距离m r 7=，代入上式得MPa r 2.13=σ，MPa 2.19=θσ。

（2）
《岩石力学》
岩石力学习题
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（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2.50~2.80之间。

7.岩石含空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0.5~0.8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d γ；比重S G ；水的容重ω
γ 据土力学公式：空隙比e = d *1S G ωγγ-；空隙率e n e 1=+d n 1*S
G ωγγ=- 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b n ，大开空隙体积vb v 占总空隙体积v v 的百分比为k ，
岩石相对密度为s G ，则岩石吸水率a w 与大开空隙率的关系表示如下：
()()a s ****1*****1*1*m w m v vb
vb vb s s s v s vb s s s b k k k v v k k v v v v G v G v G v v G n ωωρρ======⎛⎫--- ⎪ ⎪⎝⎭
14.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，岩石饱和吸水率与开型空隙率的关系如下（s G 为岩石相对密度，b n 为大开空隙率）：
()a
s *1***1*1m w m vb vb vb s s s vb s s s b v v v v G v G v v G n ωωρρ=====⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭
15.何谓岩石强度，取决于哪些因素？
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。

一、解释下列术语（每小题4分，共28分）
1.岩石的三向抗压强度岩石在三向同时受压时每个单向分别的强度极限
2.结构面具有一定形态而且普遍存在的地质构造迹象的平面或曲面。

不同的结构面，其力学性质不同、规模大小不一。

3.原岩应力岩石在地下未受人类扰动时的原始应力状态
4.流变在外力作用下，岩石的变形和流动
5.岩石的碎胀性岩石破碎后的体积VP比原体积V增大的性能称为岩石的碎胀性，用碎胀系数ξ来表示。

6.蠕变岩石在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象
7.矿山压力地下矿体被开采后，其周围岩体发生了变形和位移，同时围岩内的应力也增大和减小，甚至改变了原有的性质。

这种引起围岩位移的力和岩体变化后的应力就叫矿山压力。

二、简答题（每小题7分，共42分）
1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？
都是岩石形状改变的一种类型，膨胀和扩容时岩石的体积会增大，扩容和蠕变时需要受力
岩体按结构类型分成哪几类？各有何特征？
整体块状
层状
碎裂
散体
用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？。