岩体力学复习资料

岩体力学复习资料
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。

软化系数：指岩石试件的饱和抗压强度与干燥状态下的抗压强度的比值。

3、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。

4、蠕变：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象。

5、结构面：指在地质历史发展过程中，岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的宏观地质界面或带。

又称弱面或地质界面，是指存在于岩体内部的各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如假整合、不整合、褶皱、断层、层面、节理和片理等。

6、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体，突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象或运动称为崩塌。

7、滑坡：斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象。

8、剪胀：在剪应力作用下，模型上半部沿凸台斜面滑动，除有切向运动外，还产生向上的移动。

这种剪切过程中产生的法向移动分量称之“剪胀”。

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。

剪胀角（angleofdilatancy）：岩体结构面在剪切变形过程中所发生的法向位移与切向位移之比的反正切值。

9、岩石质量指标（RQD）：指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。

10、岩石的长期强度：岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度
11、流变性：指在外界条件不变时，岩石应变或应力随时间而变化的性质。

12、岩体强度:指岩体抵抗外力破坏的能力。

13、结构面类型：按形成原因分为原生结构面、构造结构面、次生结构面；
按贯通情况分为非贯通性结构面、半贯通性结构面、贯通性结构面。

14、流变性的表现:蠕变、松弛和弹性后效。

15、蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变。

16、主动支护：地下开挖后，围岩不发生过度变形或破碎之前进行主动人为支护以避免过度
变形而破坏称为主动支护。

17、注浆的作用：防渗、堵漏、加固、纠偏。

18、边坡破坏的类型：松弛张裂、崩塌、倾倒、蠕动、滑坡
19、格里菲斯强度理论：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
拉应力所致。

20、库伦强度理论：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，既抗摩擦强度等于岩石本身
抗剪切摩擦的粘结力和剪切面上的法向力产生的摩擦力。

21、莫尔强度理论：岩石到达极限状态时，滑动平面上的剪应力达到一个取决于正应力与材
料性质的最大值，即σ=f(τ)。

对应于各种应力状态（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
22、库伦-莫尔强度准则：库伦直线与莫尔应力圆包络线相结合。

23、ISRM指定的岩石力学试验标准：（单轴抗压）加载速率为0.5—1.0MPa/s；破坏时间一
般为5—10分钟。

试件保存期不超过30天，试件形状为直径不小于50mm柱形试件，高径比2.5-3.0.
24、巷道周边不产生拉应力的条件：侧压系数为1/3
25、巷道支护机理：由巷道围岩性质、压力大小、巷道的服务年限、用途及巷道的断面
形状等因素决定支护形式及支护材料。

26、自然界中的三大类岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩。

岩浆岩特点：
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。

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。

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：
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。

胶结碎屑岩：是沉积物经过胶结、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。

粘土岩：包括页岩和泥岩。

其性质较差。

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，经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。

接触变质岩：侵入体周围形成岩体。

岩体透水性强，抗风化能力降低。

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。

区域变质岩：这种变质岩的分布范围广，岩石厚度大，变质程度均一。

一般块状岩石性质较好，层状片状岩石性质较差。

27、锚杆的作用：悬吊作用、组合梁（拱）作用、挤压加固作用、减跨作用。

28、刚性支护：为限制围岩位移过大、防止有害松动、保持围岩稳定性而采取的支护措施。

包括钢支撑、木支撑、混凝土衬砌及覆喷混凝土等。

主要作用是提供大于围岩发生破坏产生的最小松动压力的支护抗力，从而提高支护安全度。

29、柔性支护：能密贴围岩或深入到岩体内部，有效地发挥围岩自承能力，允许围岩有一定
变形而不破坏，甚至同被加固的岩体作整体运动时仍能保证相当大支护抗力的支护措施。

包括锚杆支护、喷射混凝土支护及喷锚(网)复合支护等。

30、喷射混凝土的作用：1、支撑围岩2、“卸载”作用3、填平补强围岩4、覆盖围岩表面
5、阻止围岩松动
6、分配外力
31、岩石破坏的形式及原因：
(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
32、莫尔圆表示岩石的单轴拉伸、单轴压缩、剪切、双向压缩、双向拉伸
莫尔应力圆如图所示：其中纯剪切应力圆为圆点。

33、蠕变、松弛、弹性后效、流变性的区别：
a.流变性:岩石在力的作用下发生与时间相关的变形的性质。

b.蠕变：指在应力为恒定的情况下岩石变形随时间发展的现象；
c.松弛指在应变保持恒定的情况下岩石的应力随时间而减少的现象。

d.弹性后效指在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。

34、全应力应变曲线的定义：
在单轴压缩下，记录岩石试件被压破坏前后变形过程的应力应变曲线。

35、普通材料试验机得不出全应力应变曲线的原因：
普通材料实验机整体刚度相对较小，对试件施加载荷产生的反作用力将使实验机构件产生较大变形（弹性能储存），当岩石试件被压坏时，试件抗压能力急剧下降，致使实验机弹性变形迅速恢复（弹性能释放）摧毁岩石试件，而得不到岩石破坏后的应力应变曲线。

36、结构面的类型、成因、举例说明
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。

37、蠕变的定义：指在应力不变的情况下，岩石的变形随时间不断增长的现象；
蠕变的类型：稳定蠕变和不稳定蠕变；
典型的蠕变包括几个阶段：三个；
每个阶段的特点：第Ⅰ阶段：称为初始蠕变段。

在此阶段的应变一时间曲线向下弯曲；应变与时间大致呈对数关系，即ε∝㏒t。

第Ⅱ阶段：称为等速蠕变段或稳定蠕变段。

在此阶段内变形缓慢，应变与时间近于线性关系。

第Ⅲ阶段：称为加速蠕变段。

此阶段内呈加速蠕变，将导致岩石的迅速破坏；
画出蠕变曲线图：
38、RQD是什么，如何计算：
指大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。

RQD=大于10cm的岩芯累计长度/钻孔进尺长度*100%
39、岩石的长期强度是什么：
岩石的强度是随外荷载作用时间的延长而降低的，通常把作用时间t→∞的强度S∞称为岩石的长期强度；
和瞬时强度的关系：长期强度与顺势强度之比等于0.4-0.8.
40、峰前应力应变曲线的类型、代表的岩石性质及应力应变图：
峰前区应力应变曲线形态可分为直线型、下凹型、上凹型、S型、平缓型，分别表示了
岩石受力作用后呈现的弹性、弹塑性、塑弹性、塑弹塑性和弹粘性性质。

41、岩石的塑性与流变性的区别：
塑性指岩石在高应力（超过屈服极限）作用时，产生不可恢复变形的性质。

流变性指岩石在任何应力作用下，随时间增长而产生的不可恢复的变形。

相同点：均为不可恢复变形；不同点：变形产生的原因、机理不同。

单选题
1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（ A ）。

（A ）岩体中含有大量的不连续面（B ）岩体中含有水
（C ）岩体为非均质材料（D ）岩石的弹性模量比岩体的大
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 ）。

（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？（ D ）
（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 ）
（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（ C ）
（A）劈理面（B）解理面（C）结构面（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
11、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（ C ）。

（A）15~30MPa （B）<5MPa （C）5~15MPa （D）<2MPa
12、我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（ D ）。

（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
13、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（ D ）。

（A）0.55~0.35 （B）0.35~0.15 （C）>0.55 （D）0.75~0.55
14、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？（ B ）。

（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
15、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？（ D ）。

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
16、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（ B ）
（A）I级（B）II级（C）III级（D）IV级
17、初始地应力主要包括（ C ）。

（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
18、初始地应力是指（ A ）。

（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
19、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
20、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
21、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
22、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
23、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
24、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
25、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
26、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
27、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）
28、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
29、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
30、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
31、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
32、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
33、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
34、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
35、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
36、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
37、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
38、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°
39、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℃
40、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
41、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
42、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
43、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
44、格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于（ A ）。

（A）拉应力引起的拉裂破坏（B）压应力引起的剪切破坏
（C）压应力引起的拉裂破坏（D）剪应力引起的剪切破坏
45、已知某岩石饱水状态与干燥状态的单轴抗压强度比为0.78，则该岩石（）。

（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。