东北大学岩土力学考试答案

东北大学继续教育学院
岩石力学试卷（作业考核线上2） B 卷（共 6 页）
一、
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）岩石是岩体的主要组成部分
2、流变性质指材料的应力应变关系与（ B ）因素有关系的性质。

（A）强度（B）时间（C）载荷大小（D）材料属性
3、比较岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为（ C ）。

（A）抗压强度<抗剪强度<抗拉强度（B）抗压强度>抗拉强度>抗剪强度
（C）抗压强度>抗剪强度>抗拉强度
4、影响岩体力学性质各向异性的主要因素为（ B ）。

（A）地下水（B）结构面（C）构造应力场
5、巴西试验是一种间接测定岩石（ B ）强度的试验方法。

（A）抗压（B）抗拉（C）抗剪
6、蠕变是指介质在大小和方向均不改变的外力作用下，介质的（B ）随时间的变化而
增大的现象。

（A）应力（B）应变（C）粘性
7、下列参数不是岩石强度指标的为（ A ）。

（A）弹性模量（B）内聚力（C）摩擦角
8、在地应力测量中以下那种方法不属于直接测量法（D ）
（A）扁千斤顶法（B）声发射法（C）水力劈裂法（D）全应力解除法
9、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）（C）（D）60°
10、岩石质量指标RQD是（A）以上岩芯累计长度和钻孔长度的百分比。

（A）10cm（B）20cm（C）30cm
11、下列关于岩石长期强度S∞和瞬间强度S0的关系正确的是（D）。

（A）S∞＞S0 （B）S∞≤S0 （C）S∞≥S0 （D）S∞＜S0
12、下列关于库伦强度理论论述不正确的是（B）
(A) 库伦准则是摩尔强度理论的一个特例(B)适用于受拉破坏
(C) 适用于岩石压剪破坏(D)适用于结构面压剪破坏
13、关于格里菲斯强度理论论述不正确的是（C）
(A)岩石抗压强度为抗拉强度的8倍
(B)证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏 (C)不仅适用于脆性岩石对其他岩石也适用
(D)微裂纹延展方向与最大主应力方向斜交，最终与最大主应力方向一致 二、 填空题（每题2分，共16分）
１． 流变方程主要包括（蠕变方程）、（松弛方程 ）和（弹性后效方程 ）。

２． 岩石的弹性变形特性常用（弹性模量）和（泊松比）两个常数来表示。

３． 岩石变形性质按卸载后变形是否可以恢复可分为（ 弹性变形 ）和（塑性变形）两类。

４． 岩石的剪切模量G 可用岩石的弹性模量E 和泊松比μ计算，其计算公式为（ G
K 32
λ=）
；同样岩石的拉梅常数λ也可以用岩石的弹性模量E 和泊松比μ计算，其公式为（)
(2G V +=
λλ
）。

５． 岩坡的破坏类型从形态上看可分为（ 岩崩 ）和（岩滑）两种。

６． 巴西劈裂试验中，P 为劈裂破坏时最大压力，D 为岩石圆盘的直径，T 为岩石圆盘厚度，
则岩石抗拉强度的公式为（σt =2P/πDH ）。

７． 岩石的力学性质可分为变形性质和强度性质两类，变形性质主要通过（ 应变关系 ）
关系来反映，强度性质主要通过（应力）来反映。

8. 边坡的变形主要变现为（松动）和（蠕动）。

三．判断题（每题1分，共6分）
1.岩石的粘性变形是指岩石在去除外力后不能恢复的变形。

（ 错 ）
2.摩尔强度理论认为材料发生破坏或屈服，主要因某一截面上的剪应力达到一定程度，和作用在该面上的正应力无关。

（ 错 ）
3.在三轴压缩条件下，岩石的抗压强度随围压增大而增大。

（ 对 ）
4.岩石在单轴压缩试验时，加载速率越快，测得的弹性模量越小，加载速率越慢，弹性模量越大。

（ 错 ）
5.凯尔文体是由弹性元件和粘性元件并联而成的流变模型。

（对）
6.岩石在循环载荷作用下，其强度一般要低于静态强度。

（对）
四、简答题（每题4分，共16分）
1.地下水对岩体稳定性的不利影响包括哪几个方面？
答:静水压力、动水压力、物理化学作用降低力学强度。

2.在实验室对岩石做蠕变试验，岩石的蠕变可划分成几个阶段？
答：减速蠕变阶段或初始蠕变阶段、等速蠕变阶段、加速蠕变阶段。

3.根据结构面的形成原因，结构面分为哪几类？其力学性质主要包括哪几个方面？答：地下水、结构面、坡脚开挖或侵蚀、上部加载
4.边坡破坏失稳的主要影响因素？
答：1.岩体结构因素
2.岩性风化作用和侵蚀作用的影响
3.力学因素的影响
4.水因素的影响
5.气温因素的影响
6.岩体结构面赋存物和地下水化学成分的因素的影响
7.时间因素和渐进破坏的影响
8.构造作用和残余应力的影响
9.扰动因素的影响
五、问答与计算题（36分）
1.阐述岩体的主要强度理论和强度条件（列举其中3种）（9分）
答：（1）最大线应变理论：该理论认为，使材料发生拉伸破坏的决定因素是拉伸应变。

不论单元体处在什么样的应力状态下，当其拉伸线应变达到单向拉伸破坏瞬间的极限应变值，岩石就会发生破裂。

其强度条件为：—单向拉伸时拉断瞬间的伸长应变—岩石单元体的拉伸线应变0εε≤0εε
（2）格里菲斯理论：在任何材料内部存在着各种缺陷，当含有这些裂隙的材料处于复杂应力状态之下，在这些裂隙端部会产生大的拉应力集中。

当这些裂隙端部某一个拉应力值超过该材料的抗拉强度值时，裂隙便开始扩展，其方向最后将与最大主应力方向平行，导致材料发生脆性拉伸破坏。

其强度条件为：1) 当时，2) 当时，为拉应力，此值为时产生裂隙
（3）摩尔强度理论：该理论认为材料在压应力作用下发生破坏或屈服，主要因某一截面上的剪应力达到一定程度，但也和作用在该面上的正应力有关。

其强度条件为：某点的应力状态的应力圆处于该表达式所代表的曲线之下，则该点不会发生破坏，与该强度曲线相切则岩石在此截面发生剪坏。

2.简述岩石力学数值分析方法的主要用途，常用的数值分析方法都有那些？（6分）
答：岩石力学数值分析方法主要用于研究岩土工程活动和自然环境变化过程中岩体及其加固结构的力学行为和工程活动对周围环境的影响。

目前常用的方法有有限元法、边界元法、有限差分法、加权余量法、离散元法、刚体元法、不连续变形分析法、流形方法等。

其中前四种是基于连续介质力学的方法，后三种是基于非连续介质力学的方法。

3.维护地下工程稳定的基本原则是哪四个?（8分）
答：（1）合理利用和充分发挥岩体强度。

岩石强度差异很大，将工程位置设计在岩性好的岩层中；避免岩石强度的损坏；充分发挥岩体的承载能力；加固岩体。

（2）改善围岩的应力条件。

选择合理的隧（巷）道断面形状和尺寸；选择合理的位置和方向；“卸压”方法
（3）合理支护。

包括支护形式、支护刚度、支护时间、支护受力情况
（4）强调监测和信息反馈。

地质条件复杂，难以完全预知，岩体力学性质有许多不确定性；岩体工程设计与施工不能像“白箱”那样操作，有一个确定性的结果；通过围岩在施工中的反响，来判断和推测以后可能出现的变化规律，成为控制巷道稳定的最现实的方法；利用监测和反馈技术，通过施工过程或后期的监测，结合数字和力学现代理论，获得预测的结果或用于指导设计和施工。

4.一个直径为5cm，高度为10cm的岩石试样进行单轴压缩试验，当压力达到235kN时，该岩石试样发生破坏，破坏面与主应力作用平面的夹角为60°。

假设该岩石抗剪强度遵循Mohr-Coulomb准则，试计算：
1）岩石的抗压强度；
2）破坏面上的正应力和剪应力；
3）岩石的内摩擦角和内聚力。

（13分）。