岩体力学习题
岩体力学习题集,答案
岩体力学习题集一、名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度二、填空题1．表征岩石抗剪性能的基本指数是（）和（）。
2．如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是（）和（）。
3．岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的增加，变形总量逐次（），变形增量逐次（）。
4．所谓洞室围岩一般是指洞室周围（）倍半径范围内的岩体。
5．边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（）、（）和（）三种类型。
6．垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（），弹性模量（）；顺层面加压时的抗压强度（），弹性模量（）。
7．莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（）应力和（）应力有关，而与（）应力无关。
8．岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于（）的；而破坏面又总是与中间主应力（）。
岩体力学计算题
计算题四、岩石的强度特征(1) 在劈裂法测定岩石单轴抗拉强度的试验中，采用的立方体岩石试件的边长为5cm，一组平行试验得到的破坏荷载分别为16.7、17.2、17.0kN，试求其抗拉强度。
解：由公式σt=2P t/πa2=2×P t×103/3.14×52×10-4=0.255P t(MPa)σt1=0.255×16.7=4.2585σt2=0.255×17.2=4.386σt3=0.255×17.0=4.335则所求抗拉强度：σt==(4.2585+4.386+4.335)/3=4.33MPa。
(2) 在野外用点荷载测定岩石抗拉强度，得到一组数据如下：试计算其抗拉强度。
(K=0.96)解：因为K=0.96，P t、D为上表数据，由公式σt=KI s=KP t/D2代入上述数据依次得：σt=8.3、9.9、10.7、10.1、7.7、8.7、10.4、9.1。
求平均值有σt=9.4MPa。
(3) 试导出倾斜板法抗剪强度试验的计算公式。
解：如上图所示：根据平衡条件有：Σx=0τ-P sinα/A-P f cosα/A=0τ=P (sinα- f cosα)/AΣy=0σ-P cosα-P f sinα=0σ=P (cosα+ f sinα)式中：P为压力机的总垂直力。
σ为作用在试件剪切面上的法向总压力。
τ为作用在试件剪切面上的切向总剪力。
f为压力机整板下面的滚珠的磨擦系数。
α为剪切面与水平面所成的角度。
则倾斜板法抗剪强度试验的计算公式为:σ=P(cosα+ f sinα)/Aτ=P(sinα- f cosα)/A(4) 倾斜板法抗剪强度试验中，已知倾斜板的倾角α分别为30º、40º、50º、和60º，如果试样边长为5cm,据经验估计岩石的力学参数c=15kPa，φ=31º，试估计各级破坏荷载值。
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二、岩块和岩体的地质基础一、解释下例名词术语5、节理密度：反映结构面发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。
6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体：岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
11、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
12、岩体结构：岩体中结构面与结构体的排列组合特征。
14、岩石质量指标RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
二、简答题(1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法？分别是什么？答：结构面的成因类型分成两种，一是地质成因类型，根据地质成因的不同，可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类；按破裂面的力学成因可分为剪性结构面和张性结构面两类。
(2) 结构面的连续性有几种定义方法？如何定义？结构面的连续性反映结构面的贯通程度，常用线连续系数和面连续性系数表示。
线连续性系数是指结构面迹线延伸方向单位长度内贯通部分的总和；面连续性系数是指结构面单位面积内贯通部分面积的总和。
(5) 在我国，通常将岩体结构分为哪几类？.将岩体结构划分为5大类，即：整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。
(6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度？答：岩石的风化程度可通过定性指标和某些定量指标来表述，定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
国标《岩土工程勘察规范》中提出用风化岩块的纵波速度、波速比和风化系数等指标来评价岩块的风化程度。
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。
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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：122223 5.00 5.00 5.0()()002222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+= 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：122223 4.00000()() 4.0 4.02222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=- 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：122223 5.705.00 5.00()() 2.00.702222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=-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:122223 6.06.0 6.0 6.0 6.0()()0 6.02222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=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：12222310.9110.0 1.010.0 1.0()() 3.00.092222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+= 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。
岩体力学习题及答案
习题一绪论1.1 选择题1.1.1 岩石与岩体的关系是（）。
（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1.1.2 大部分岩体属于（）。
（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1.2 简答题1.2.1 岩石力学的基本研究内容和研究方法？1.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种？1.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些，如何影响的？1.2.4 岩石与岩体的关系是什么？1.2.5 岩石与岩体的地质特征的区别与联系？习题二第一章岩石物理力学性质2.1 选择题2.1.1 已知某岩石饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.82，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2.1.2 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（）（A）弹性体（B）塑性体（C）弹塑性体（D）完全弹性体2.1.3 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）增大（B）减小（C）不变（D）无法判断2.1.4 在岩石的含水率试验中，试件烘干时应将温度控制在（）（A）95~105℃（B）100~105℃（C）100~110℃（D）105~110℃2.1.5 按照格理菲斯强度理论，脆性岩体破坏主要原因是（）（A）受拉破坏（B）受压破坏（C）弯曲破坏（D）剪切破坏2.1.6在缺乏试验资料时，一般取岩石抗拉强度为抗压强度的（）（A）1/2~1/5（B）1/10~1/50（C）2~5倍（D）10~50倍2.1.7岩石的弹性模量一般指（）。
（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2.1.8某岩石试件相对密度d s=2.60，孔隙比e=0.05，则该岩石的干密度ρd为（）（A）2.45（B）2.46（C）2.47（D）2.482.1.9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？（）（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2.2简答题2.2.1 何谓岩石中的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？2.2.2 常见岩石的结构连结类型有哪几种？2.2.3 影响岩石力学性质的主要因素有哪些，如何影响的？2.2.4 什么是全应力应变曲线?为什么普通材料试验机得不出全应力应变曲线?2.2.5 在三轴压缩试验条件下,岩石的力学性质会发生哪些变化?2.2.6 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？2.2.7 表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？2.2.8 岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。
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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。
岩体力学习题
第一章 概述习题1、 岩石力学的定义：2、 岩石力学研究内容3、岩石力学的研究方法第二章 岩石的物理性质习题习题2-1 已知岩样的容重γ=24.5kN/m 3，比重85.2=s G ，天然含水量(同土力学概念)%80=ω，试计算该岩样的孔隙率n ，干容重d γ及饱和容重m γ。
习题2-2 有一长2.0m 、截面积0.5m 2的大理岩柱体，求在环境温度骤然下降40℃条件下，岩柱散失的热量及因温差引起的变形大小？(已知大理岩石比热C g J c/85.0=，线膨胀系数C/1105.15-⨯=α)。
习题2-3 在由中粒花岗岩构成的工程岩体中，有三组原生节理互成直角相交，各组节理的间距分别为20cm 、30cm 和40cm ，试计算裂隙频率和结构体的大小，并判断该岩体属于哪种结构类型。
习题2-4 据现场观测，中粒花岗岩体中节理均呈微张开(宽度小于1mm)，节理面有轻度风化，但保持潮湿状态，又实测点荷载指数为7.5，如按最有利的条件开凿直径5m 的隧洞，试估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。
第三章 岩石强度 习题习题3-1 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa 时即发生破坏，破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则)，试计算：1)内摩擦角。
2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。
3)在上述试验中与最大主应力平面成30°夹角的那个平面上的抗剪强度。
4)破坏面上的正应力和剪应力。
5)预计一下单轴拉伸试验中的抗拉强度。
6)岩石在垂直荷载等于零的直接剪切试验中发生破坏，试画出这时的莫尔圆。
7)假若岩石的抗拉强度等于其抗压强度的10%，你如何改变莫尔包络线去代替那种直线型的破坏包络线。
8)假若将一个直径为8cm 的圆柱形试件进行扭转试验，试预计一下要用多大的扭矩才能使它破坏？习题3-2 将直径为3cm 的岩心切成厚度为0.7cm 的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到10000N 时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。
岩体力学——题库9套题
《岩石力学》练习题九双击自动滚屏学院：环境工程学院课程名称：岩石力学命题人：专业班级：学号：学生层次：第页共页一、解释下列术语（18分，每小题3分）1.岩石的峰值强度2.隧道围岩应力3.岩体结构4.剪切破坏5.岩石的渗透性6. 蠕变二、问答题（47分）1.简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。
（8分）2.在静水压力状态下，围岩应力的分布有何特征？（10分）3.简述岩石力学中常用的莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论的基本假设与适用条件？（12分）4.体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？（10分）5.解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？（7分）三、计算题（35分）1. 已知某岩体的抗剪强度指标为粘结力c=2Mpa、内摩擦角υ＝30°，它的抗拉强度σt＝－1Mpa。
已测出该岩体中某点的最大主应力σ1＝12MPa，最小主应力σ3＝3Mpa。
试分别用莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论判断该点的岩石是否破坏。
（20分）2. 当测得一种岩石的单轴抗压强度为8Mpa。
在常规三轴试验中，当围压加到4Mpa 时测得的抗压强度为16.4Mpa。
求这种岩石的粘结力c和内摩擦角υ的值。
（15分）《岩石力学》练习题八双击自动滚屏学院：环境工程学院课程名称：岩石力学命题人：专业班级：学号：学生层次：第页共页一、解释下列术语（18分，每小题3分）1.残余强度2.岩体原始应力3.岩体结构4.塑性破坏5.岩石的渗透性6. 岩石的RQD质量指标二、问答题（47分）1.用应力解除法测岩体应力的基本原理是什么？（8分）2.简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。
（10分）3.简述岩石力学中常用的莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论的基本假设与适用条件？（12分）4.在实验室用岩块制成的岩石试件测出的岩石强度及变形参数一般不能直接用于工程设计，为什么？（10分）5.解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？（7分）三、计算题（35分）1. 在岩石常规三轴试验中，已知侧压力σ3分别为5.1MPa、20.4MPa、0Mpa时，对应的破坏轴向压力分别是179.9MPa、329MPa、161Mpa，近似取包络线为直线，求岩石的c和υ值。
岩石力学习题
岩石的物理力学性质习题1、某岩样试件，测得容量3/9.1cm kg =γ，比重69.2=∆，含水量0029=d ω试求该岩样的孔隙比v ε，孔隙度n ，饱和度s r 和干容量d γ。
2、某岩样测得其容量3/2厘米克=γ，天然含水量为W 0024=d ，及比重71.2=∆，试计算该岩样的孔隙度n ，孔隙比v ε，水下容量/γ及饱和度S r 。
3、设岩石的容量 3/0025.0cm kg =γ，孔隙度n=2.5%，求其密度及比重。
4、在岩石力学中，测定岩石的抗拉强度，目前常用的是劈裂法，其计算公式为 S dtPt π2=。
拟请证明上式。
5、三块3555cm ⨯⨯ 立方体试件，分别作倾角为48°，55°，64°的抗剪强度试验，其施加的最大载荷分别为4.5T,2.8T 和2T ，求岩石的C 、Φ值，并绘出抗剪强度的曲线图。
6、试用莫尔应力圆画出： （1）单向拉伸；（2）纯剪切；（3）单向压缩；（4）双向拉伸；（5）双向压缩7、有一块几何尺寸为7×7×7cm 3的石英岩立方体试块。
当试块承受20吨压力后，试块轴向缩短了0.003cm ，横向增长了0.000238cm.试求石英岩试块的弹性模量和泊松比。
8、推导马克斯威尔模型应变与时间的函数关系。
9、已知石灰岩的比重23/1048.2cm kg -⨯=∆，容重33/102.2cm kg -⨯=γ，孔隙度005=n 。
试求该岩石的孔隙比，单位体积的岩石孔隙体积，岩石颗粒体积和水的体积。
10、有三块几何尺寸()cm 555⨯⨯相同的花岗岩试件，在自然状态下称的重量分别为312.5克，337.5克和325克。
经过烘干后的恒重分别为290.4克，332.1克和311.25克。
将烘干试件放入水中后测得孔隙的体积为0.753cm ，0.53cm 和0.6253cm .试求该花岗岩的容重γ，比重∆，孔隙度n ，孔隙比v ε，含水量d W 和饱和度Sr 。
岩石力学试题及答案
岩石力学试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 岩石力学研究的主要对象是什么？A. 岩石的物理性质B. 岩石的力学性质C. 岩石的化学性质D. 岩石的生物性质答案：B2. 岩石的弹性模量通常用来描述岩石的什么特性？A. 强度B. 硬度C. 韧性D. 弹性答案：D3. 岩石的单轴抗压强度是指什么？A. 岩石在单轴压缩下的极限强度B. 岩石在单轴拉伸下的极限强度C. 岩石在双轴压缩下的极限强度D. 岩石在三轴压缩下的极限强度答案：A4. 岩石的孔隙率是指什么？A. 岩石中孔隙的总体积与岩石总体积的比值B. 岩石中固体颗粒的总体积与岩石总体积的比值C. 岩石中水分的总体积与岩石总体积的比值D. 岩石中气体的总体积与岩石总体积的比值答案：A5. 岩石的摩擦角是指什么？A. 岩石内部颗粒间的摩擦阻力B. 岩石与岩石之间的摩擦阻力C. 岩石与工具之间的摩擦阻力D. 岩石与水之间的摩擦阻力答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 岩石力学中常用的实验方法包括哪些？A. 单轴压缩实验B. 单轴拉伸实验C. 三轴压缩实验D. 点荷载强度实验答案：A, C2. 岩石的破坏模式通常包括哪些？A. 剪切破坏B. 拉伸破坏C. 压缩破坏D. 弯曲破坏答案：A, C3. 岩石力学在工程中的应用包括哪些？A. 隧道工程B. 采矿工程C. 道路工程D. 桥梁工程答案：A, B, C, D4. 岩石力学中，影响岩石强度的因素有哪些？A. 岩石的矿物组成B. 岩石的孔隙率C. 岩石的水分含量D. 岩石的温度答案：A, B, C5. 岩石的变形特性通常包括哪些？A. 弹性变形B. 塑性变形C. 脆性变形D. 韧性变形答案：A, B, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 岩石的抗压强度通常高于其抗拉强度。
（正确）2. 岩石的孔隙率越高，其强度越低。
（正确）3. 岩石的摩擦角越大，其抗剪强度越高。
（正确）4. 岩石的弹性模量与其硬度无关。
岩体力学练习题
6
7、某矿石英砂的试验成果，其单向抗拉强度 σt=16MPa,单向抗压强度σc=120MPa，试求该 岩石的抗剪强度的C、φ值。
1 、 已 知 岩 样 的 容 重 γ=24.5kN/m3 ， 比 重 Gs=2.85 ，天然含水量 ω0=8% ，试计算该岩样 的孔隙率n，干容重 γd及饱和容重γm 。
1
2、已知大理岩单向抗 压强度σc=80MPa，内 摩擦角 ＝25°，试计算侧压为40MPa时，其 三轴抗压强度为多少？
2
3、已知岩块C=10MPa，φ=60°，用库仑—莫 尔准则计算当围压为 0 和 5MPa 时试件破坏时 的轴压。
7
8、设某花岗岩埋深1000米，其上覆盖地层的 平均容重为γ=26kN/m3,花岗岩处于弹性状态， 泊松比μ=0.25。试求该花岗岩在自重作用下 的出事垂直应力和水平应力。
v 26 1000 26MPa
h
0.25 v 26 8.6667MPa 1 0.75
3
4、某岩石的室内剪切试验成果如下，当正应 力分别为6MPa和10MPa时，剪切强度分别为 19.2MPa和22MPa，假设该岩石强度服从莫尔 斜直线理论，试求： (1)该岩石的剪切强度参数； (2)当侧限压力σ3=10MPa时该岩石的三轴压缩 强度。
4
5 、安山岩的单轴抗压强度 σc=100MPa 。当该 岩石进行三轴试验时，当侧压力σ2＝σ3＝ 20MPa ，岩石的三向抗压强度 σ 1 ＝ 260MPa 。 计算内摩擦角φ和凝聚力c；
岩体力学习题集_答案
岩体力学习题集一、名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论 18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力二、填空题1．表征岩石抗剪性能的基本指数是（）和（）。
2．如果将岩石作为弹性体看待，表征其变形性质的基本指标是（）和（）。
3．岩石在单轴压力作用下，随加荷、卸荷次数的增加，变形总量逐次（），变形增量逐次（）。
4．所谓洞室围岩一般是指洞室周围（）倍半径范围内的岩体。
5．边坡岩体中，滑移体的边界条件包括（）、（）和（）三种类型。
6．垂直于岩石层面加压时，其抗压强度（），弹性模量（）；顺层面加压时的抗压强度（），弹性模量（）。
7．莫尔强度理论认为：岩石的破坏仅与（）应力和（）应力有关，而与（）应力无关。
8．岩石在复杂应力状态下发生剪切破坏时，破坏面的法线与最大主应力之间的夹角总是等于（）的；而破坏面又总是与中间主应力（）。
9．不论何种天然应力条件下，边坡形成后，在边坡表面岩体中的最大主应力的作用方向与边坡面（），最小主应力作用方向与边坡面（）。
岩体力学习题及答案(精装版)
二、岩块和岩体的地质基础一、解释下例名词术语5、节理密度：反映结构面发育的密集程度，常用线密度表示，即单位长度内节理条数。
6、节理连续性：节理的连续性反映结构面贯通程度，常用线连续性系数表示，即单位长度内贯通部分的长度。
7、节理粗糙度系数JRC：表示结构面起伏和粗糙程度的指标，通常用纵刻面仪测出剖面轮廓线与标准曲线对比来获得。
8、节理壁抗压强度JCS：用施密特锤法（或回弹仪）测得的用来衡量节理壁抗压能力的指标。
9、节理张开度：指节理面两壁间的垂直距离。
10、岩体：岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构，赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。
11、结构体：岩体中被结构面切割围限的岩石块体。
12、岩体结构：岩体中结构面与结构体的排列组合特征。
14、岩石质量指标RQD：大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
二、简答题(1) 岩体中的结构面按成因有哪几种分法？分别是什么？答：结构面的成因类型分成两种，一是地质成因类型，根据地质成因的不同，可将结构面划分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三类；按破裂面的力学成因可分为剪性结构面和张性结构面两类。
(2) 结构面的连续性有几种定义方法？如何定义？结构面的连续性反映结构面的贯通程度，常用线连续系数和面连续性系数表示。
线连续性系数是指结构面迹线延伸方向单位长度内贯通部分的总和；面连续性系数是指结构面单位面积内贯通部分面积的总和。
(5) 在我国，通常将岩体结构分为哪几类？.将岩体结构划分为5大类，即：整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构、散体状结构。
(6) 通常用哪些指标评价岩体的风化程度？答：岩石的风化程度可通过定性指标和某些定量指标来表述，定性指标主要有：颜色、矿物蚀变程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。
定量指标主要有风化空隙率指标和波速指标等。
国标《岩土工程勘察规范》中提出用风化岩块的纵波速度、波速比和风化系数等指标来评价岩块的风化程度。
(完整版)岩石力学考试试题含答案
岩石力学考试试题1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（ )（ A ）岩体中含有大量的不连续( 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（）.（ 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1、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、A 10、D6、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、A2、C3、C4、A5、D6、A7、C8、B9、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（）。
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根据下面对某边坡内片麻岩岩块强度、岩体结构面的特征及赋存环境的描述，分别利用RMR及Q分类法对岩体进行分级，并估算岩体变形模量、经验抗剪强度参数。
然后，利用Hoek-Brown估算法求岩体强度参数，绘制岩体Hoek-Brown强度包络线。
（在EXCEL表中完成所有的计算和制图）表岩体描述表作业二利用2组岩石三轴压缩实验数据，求两组岩石泊松比μ、在不同围σ3压条件下的弹性模量E，岩石抗剪强度参数C、φ，绘制σ-E关系3图，绘制摩尔应力曲线和强度包络线。
（在EXCEL表和CAD中完成所有的计算和制图）采石边坡1潜在崩塌体稳定性分析气象条件采石场属亚热带季风气候区，雨量充沛，全年降雨量年平均雨量为1530.2mm，降水多集中在5、6、7、8月份，占全年总降水量的70%，最大年降雨量达2350mm。
在降雨集中的季节，雨水大量入渗，岩质斜坡中部、后缘的拉张裂隙和陡倾张节理充水，裂隙两侧的岩土体将承受静水压力。
地形地貌矿点处地形陡峻，自然坡形可分为多段，594.0m山峰以下为陡坡，平均坡度约50°，594.0m山峰以上坡度稍缓，坡角约40°，局部谷地内为陡坡。
采石边坡岩性及结构特征采石边坡内地层为C3的灰白色、灰色微晶-细晶灰岩夹白云岩，巨厚层状，岩质坚硬。
岩层倾向NW50°，倾角约24°。
采取岩石样10件，在室内试验完成了天然和饱和条件下容重和单轴抗压强度试验、饱和抗拉强度试验，成果见表1。
采石边坡分区根据工程地质岩组、岩石的完整程度等，将该采石边坡分为10个区（图2-1），各区内岩体特征和地质环境问题现状描述如下：120(m)809010011012010203040506070100110120130140分区界线图2-1 采矿点地质环境现状分布图1、Ⅰ区：卸荷破碎带分布在二级平台以上开采掌子面的北侧，受构造节理、爆破和卸荷的综合影响，岩体破碎、裂隙十分发育。
卸荷松动带厚度约1.5m ，表面分布有松动危岩体，危岩体块径0.5-1.0m 。
该区主要矿山地质环境问题为危岩体和潜在不稳定斜坡。
2、Ⅱ区：块状-整块结构完整岩分布区分布在二级平台以上的开采掌子面，北侧为表层卸荷带，南侧边界为泥质充填的溶隙。
区内分布2~3组节理，其中，掌子面上部节理相对密集，普遍被3组节理切割成块状岩体；掌子面下部节理相对较少，仅见2组节理，呈整块结构。
开采掌子面由节理面构成，该节理面倾向118°，倾角约78°，与坡面相比，略呈反倾。
除组成坡面的节理外，其他主要节理的产状为： ① 倾向358°，倾角78°，节理间距100-200cm ，节理平直。
② 倾向240°，倾角26°，节理间距80-120cm ，节理平直。
该区岩体相对较完整，天然条件下，开采掌子面整体稳定性好，仅顶部的块状岩体局部存在崩塌的可能性，在后面将进行稳定性的详细计算。
3、Ⅲ区：条状破碎岩分布区分布在二级平台以上的开采掌子面，东侧为泥质充填的溶隙。
区内以构造节理为主，但掌子面顶部有部分卸荷节理。
构造节理多为垂向节理，节理产状：①倾向130°-140°，倾角80°-85°，节理间距50-100cm。
②倾向210°-220°，倾角80°-86°，节理间距80-100cm。
③倾向82°，倾角6°，节理间距100-150cm。
该区主要的矿山地质环境问题是潜在崩塌体。
4、Ⅳ区：块状—整块结构完整岩分布区分布在二级平台以上的开采掌子面。
普遍发育2~3组构造节理，其中，掌子面顶部节理3组，掌子面下部2组，主要节理产状：①倾向130°-140°，倾角80°-85°，节理间距80-150cm。
②倾向210°-220°，倾角80°-86°，节理间距100-200cm。
③倾向40°，倾角43°，偶可见。
自然条件下，该区开采掌子面整体处于稳定状态。
5、Ⅴ区：整块结构完整岩分布区分布在二级平台以上的开采掌子面，发育2~3组节理，除顶部节理切割成块状外，中部岩体完整，呈整块状。
主要节理的产状如下：①倾向190°-195°，倾角81°，为开采掌子面的壁面。
②倾向130°-135°，倾角80°-85°，节理间距80-150cm。
③倾向210°-220°，倾角80°-86°，节理间距100-200cm。
该区顶部存在松动危岩和溶蚀裂隙。
下部接近二级平台的部分，存在较破碎的岩体，除发育有上述的三组节理外，还存在一组缓倾的节理，节理产状：倾向55°，倾角26°。
Ⅳ区与Ⅴ区分界处发育有垂向节理，形成两面临空的转折段，存在发生整体倾倒崩塌的可能性，后续将进行详细计算。
6、Ⅵ区：块状结构岩体分布区分布在二级平台以上的开采掌子面，受3组节理切割为块状岩体。
主要节理产状为：①倾向185°-195°，倾角81°，为开采掌子面的壁面。
②倾向305°-310°，倾角80°-85°，节理间距80-150cm。
③倾向55°-60°，倾角80°-86°，节理间距100-200cm。
开采掌子面的表面存在板状危岩体，危岩体受第一组节理控制，掌子面西侧分布有大量危岩。
7、Ⅶ区：条状—整块结构岩体分布区分布在二级平台以上掌子面，发育有3组节理，以垂向节理为主，节理产状同Ⅵ区，局部存在危岩体，以垂直条状危岩为主。
8、Ⅷ区：块状结构岩体分布区分布在一级平台和二级平台间的开采掌子面，被3组节理切割为块状岩体，局部受爆破和卸荷作用影响，块体已松动。
主要节理的产状：①倾向220°-232°，倾角80°-86°，节理间距100-200cm。
②倾向130°-140°，倾角80°-85°，节理间距80-150cm。
③倾向242°，倾角36°，节理间距100-200cm。
9、Ⅸ区：块状结构岩体分布区岩体总体完整，被几条大节理切割为块状岩体，主要节理产状： ① 倾向56°，倾角83°，为几条张开大型贯通节理。
② 倾向180°，倾角83°。
③ 倾向305°，倾角84°。
该区主要矿山地质环境问题为松动危岩。
10、Ⅹ区：碎裂岩体分布区在该区域布置1条节理测线，测线方向222°，测线长度15m ，图3-2为测线所测节理面等密度图，可以看出，区内主要节理分布在3个中心，优势节理分别为： ① 倾向190°~195°，倾角75°~85°，对应中心一；② 倾向210°~220°，倾角15°~30°，对应第二和第三个中心 ③ 倾向290°~300°，倾角80°~90°的结构面。
新构造运动与地震自有地震记载以来该断裂带发生MS≥4.8级地震12次，MS≥6.0级地震4次，最大震级6.8级。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），地震基本烈度值小于6，地震动峰值加速度小于0.05，进行稳定性评价时可不考虑地震加速度。
稳定性评价方法对于该采石边坡的稳定性评价采取极限平衡法进行定量分析，通过倾倒式崩塌稳定性计算和滑动式崩塌稳定性计算两种类型计算，对不同分区分别在天然工况和暴雨工况下进行稳定性系数计算，进行稳定性评价。
具体计算公式参照《地质灾害防治工程勘查防治规范DB50/143-2003》如下： 倾倒式崩塌稳定性计算方法一、由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算(图2a)：()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛α-βα+β+β-+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛α-βα+β-β-⋅cos cos bsin 3h sin h H V a W cos cos bsin h H 32sin h H f 21F w lk ＝(危岩体重心在倾覆点之外时)(1)()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++-⋅+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⋅-⋅=αβαββαβαββcos cos sin 3sin cos cos sin 32sin 21bh h H V aW bh H h H f F w lk (危岩体重心在倾覆点之内时) (2)式中：h ——后缘裂隙深度(m)；wh —— 后缘裂隙充水高度(m)；H ——后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离(m)； a ——危岩体重心到倾覆点的水平距离(m)；b ——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离(m)；0h ——危岩体重心到倾覆点的垂直距离(ｍ)；lkf ——危岩体抗拉强度标准值(kPa)，根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定；α——危岩体与基座接触面倾角(º)，外倾时取正值，内倾时取负值； β——后缘裂隙倾角(º)； V ——后缘裂缝静水压力。
其它符号意义同前。
图2a 倾倒式崩塌体稳定性计算（由后缘岩体抗拉强度控制）二、由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算(图2b)：⎪⎪⎭⎫⎝⎛β+β⋅+⋅=cos b sin h 31V aW b f 31F w 2lk （3）式中各符号意义同前。
图2b 倾倒式崩塌体稳定性计算 （由底部岩体抗拉强度控制）滑动式崩塌体稳定性计算方法 滑移式崩塌体稳定性计算模型见图3。
图3 滑移式崩塌体稳定性计算模型稳定系数K f 为： αααφαααcos )cos (sin tan )sin )sin (cos (V A W CLU V A W Kf+++---=（4）式中：V ——后缘裂缝静水压力：221HV W γ=（5）U ——沿滑面扬压力：LHU W γ21=（6）其余符号意义同前。
评价参数在采石场内采取碳酸盐岩石，在室内进行了岩石力学实验，强度参数如表2：表2 岩石力学强度参数表分区评价模型考虑各区内主要结构面与坡面关系，根据赤平投影确定确定潜在崩塌体可能破坏的模式，并选择典型剖面构建稳定性计算剖面。
各区结构面分布情况见表3：表3 采石边坡各区赤平投影分析图根据各区各区构建计算剖面如图4：高100110120130140Ⅵ和Ⅸ区计算剖面相Ⅵ区计算剖面Ⅴ区计算剖面相对相对相Ⅳ区计算剖面Ⅲ区计算剖面Ⅱ区计算剖面相对高程(m)图4 采石边坡各区计算剖面图计算工况进行稳定性计算时考虑的工况类型如下：1．工况1：自重+天然状态下裂隙水压力。