2011年中南大学考研岩石力学
中南大学岩体力学考试题
一、名词解释（本题10分，每小题4分）1、岩石质量指标：2、岩石流变：3、结构面状态：4、岩体工程分类：5、围岩：二、判断题（本题10分，每小题1分，共10小题）1、岩体力学的创始人为太沙基，土力学的创始人为米勒。
（ ）2、岩体力学单轴试验曲线为采用液压伺服试验机做的全应力应变曲线。
（ ）3、当计算岩体工程的弹性变形时，弹性模量应采用切线弹性模量；当计算总变形时，弹性模量应采用隔线弹性模量。
（ ）4、采用添加润滑试件端部（如垫云母片：涂黄油在端部）和加长试件是方法可以减小端部效应。
（ ）5、方形构件劈裂实验，当a c /小于等于0.25时，理论计算压力与压条下压力分布方式无关。
（ ）6、岩体结构面胶结一定充填，充填不一定胶结。
（ ）7、岩体试验过程中，法向压力较大时，可能发生剪胀；法向压力较小时，可能发生剪断。
（ ）8、岩体的水理性质主要是指吸水性、软化性、膨胀性和崩解行，以及抗冻性和渗透性。
岩石软化性愈强，饱和度越高。
（ ）9、国际岩石力学学会（ISRM ）建议：岩石单轴试验的加载速率为0.5-1秒/MPa ，从开始试验直至试件破坏的时间为5-10分钟。
（ ）10、构造应力场分析是岩体力学问题研究中一项重要工作，可以确定构造应力场的主应力方向和大小。
（ ）三、填空题（本题20分，每题2分，共10小题）1、岩石的全应力曲线分为_______、_______两大区段和五个阶段。
2、_______判断是从材料内部结构研究其破坏机理的良好开端，为岩石的裂缝发展提供了一个近似理论。
3、_______判断在岩体力学的试验室试验结果和岩体力学参数之间架了一座桥梁，克服了借助经验方法将岩石力学参数进行拆减的缺陷。
4、岩石综合勘察方法包括_______和_______。
5、蠕变曲线上的弹性应变和粘性应变各占一半处的时刻对应的时间叫_______。
6、围压增大到某一数值时，岩石的变形特征接近理想弹塑性，其破坏形式由脆性破坏转为塑性破坏，对应围压称为_______。
岩石力学-硕士研究生课程报告-中南大学
十l商■■ 1 J97ar硕士研究生课程报告题目顺层高边坡稳定性影响因素及工程灾害防治姓名____________________ 曾义___________________ 专业班级_____________ 岩土13级__________________ 任课教师___________ 阳军生张学民_________________中南大学土木工程学院引言近年来，随着铁路公路建设步伐加快，铁路公路等级不断提高，边坡防护建设工程中所遇到的岩土边坡安全稳定性问题也相应增多，并成为岩土工程中比较常见的技术难题。
由于工程建设的需要，往往在一定程度上破坏或扰动原来较为稳定的岩土体而形成新的人工边坡，因而普遍存在着边坡稳定的问题需要解决。
国家实施西部大开发战略以来，西部山区高等级公路得到迅速发展。
在山区修建高等级公路不可避免会遇到大量的深挖高填路基，就目前建设的高速公路情况看:一般情况下，100km 长的山区高等级公路，挖填方路基段落长度占路线总长度的60%以上。
已建高速公路最高的填方已达到50 多米,最高的挖方边坡高度已超过100m。
尽管山区高等级公路的建设越来越倡导环境保护，尽量避免深挖高填，但路基作为公路的主要结构，其边坡稳定问题不可避免。
在山区复杂多变的地质条件下建设高等级公路，其边坡稳定性问题必将受到人们的普遍关注，高边坡岩土安全状况直接关系到公路交通运输安全。
虽然计算理论方法、地质探测技术、现代监测技术、边坡加固技术及施工技术不断的在进步，但顺层边坡稳定性问题和高边坡稳定性问题，时至今日依然是国内外学者研究的热点问题，并逐步涌现出许多的新的研究方向。
1、顺倾高边坡稳定性研究现状随着人类工程活动的发展，对边坡问题的研究也在不断深入，归纳前人对边坡问题的研究大致可分为以下几个阶段：人们对边坡稳定性的关注和研究最早是从滑坡现象开始的（张倬元等，2001）。
1 9世纪末和20世纪初期，伴随着欧美资本主义国家的工业化而兴起的大规模土木工程建设（如修筑铁路、公路，露天采矿，天然建材开采等），出现了较多的人工边坡，诱发了大量滑坡和崩塌，造成了很大的损失。
中南大学2012硕士研究生入学考试试题935岩石力学
中南大学2012年硕士研究生入学考试试题935 岩石力学一、名词解释（10x3分）1．岩体结构2．松弛3．变形地压4．岩石的长期强度5．岩体的渗透性6．岩石的密度7．岩体初始应力8．岩石单轴抗压强度9．岩石切线弹模10．岩石本构模型二、作图和说明（30分）1请作出岩石试件单轴压缩全应力一应变曲线示意图，并说明各阶段变形和破裂现象的特征。
（10分）2 请作出马克斯韦尔（maxwell）流变模型组成图。
写出其本构方程，然后推导出蠕变方程和松弛方程，并绘制出相应蠕变和松弛曲线示意图。
（20分）三、问答和分析题（45分）1请绘图说明围岩与支护结构相互作用的原理是什么？请结合该原理分析岩石地下工程新奥法施工中及时采用喷锚支护结构的合理性。
（12分）2 岩体工程分析所考虑主要因素有哪些？国内外代表性的岩体分析方法有哪些？（6分）3 在什么情况下岩质边坡有可能发生平面破坏、楔体破坏和倾倒破坏？边坡检测主要包括哪些内容？（10分）4 简述地壳浅部地应力分布的基本规律。
（8分）5 莫尔强度准则及莫尔一库仑强度准则分布是什么？两者的区别有哪些？（9分）四、计算题（45分）1 用同种岩石在不同围压下作了两组常规三轴试验，第一组试件在围压为5MPa下测得平均三轴抗压强度为55MPa，第二组试件在围压为10MPa下测得平均三轴抗压强度为75MPa。
试根据莫尔一库仑准则计算这种岩石的内摩擦角和粘结力。
（12分）2 有一岩柱，在单向受力时其抗压强度为60Mpa，该岩石内摩擦角Φ=40度，采用摩尔一库仑强度理论，当侧向压力为5MPa时，求：①其轴向应力为多大时，岩体发生破坏？②破坏面位置？③其破坏面上的正应力和剪应力？（15分）3 有一圆形竖井，半径6.0m，围岩平均平均容重为28KN/m³，试计算在650m深度距竖井中心8.0m处的三向应力状态，设计算深度处岩石的泊松比为0.25。
（12分）4 已知某处岩体完整性系数为0.80，从现场取样后在实验室内测得该种岩石单轴抗压强度σc=80MPa，单轴抗拉强度σt=4.0mpa，试估算该岩体的准抗压强度和准抗拉强度。
中南大学2011年博士研究生入学考试试题答案大概
一、从可持续发展战略及现代建筑技术发展要求的角度，说明水泥混凝土材料的发展趋势。
新材料技术的发展促使混凝土通过复合走向高性能和智能化道路。
复合就是在基体材料中添加一种或多种材料通过某种手段实现其有效结合从而提高基体材料性能的技术手段，其目的是实现混凝土的高性能化和智能化。
混凝土的高性能，主要体现在：高的工作性、高强度和高的耐久性（如：水工混凝土的抗渗、寒冷地区的抗冻、机场和公路混凝土路面的抗冲耐磨、海工或化工混凝土工程的抗酸性侵蚀、大体积混凝土的抗裂等）。
所谓智能化，就是在混凝土原有的组分的基础上复合智能型组分，使混凝土材料具有自感知和记忆、自调节、自修复特性的多功能材料。
绿色技术的发展引导混凝土向节能减排、循环使用的方向发展混凝土虽然拥有众多优势，但其对环境的影响却不能忽视。
混凝土每年大约消耗15亿吨的水泥和近90亿吨的天然砂石料，可以说是世界上最大的天然资源用户,其生产和应用必将给生态环境带来许多不利的影响。
所以混凝土就必然面临这一问题所带来的冲击，可持续经济、循环经济、节能减排等一系列国家政策要求混凝土必须走绿色之路。
自然就要从水泥和砂石料这两方面着手解决了。
以工业废料代替水泥以实现节能减排许多工业废料如煤热电厂排放的粉煤灰、炼钢厂排放的粒化高炉矿渣（磨细）、工业燃煤后留下的未能充分燃烧的煤矸石（磨细），生产硅金属的排放的硅灰等都可以用来部分代替水泥，而不降低混凝土的性能。
事实上，这些工业废料等量代替水泥后，如果配料得当，往往能够提高甚至大幅度混凝土的各种性能，如强度和耐久性能。
我国的三峡大坝，使用量2800万m3,约合6720万吨，其中的粉煤灰替代水泥的量为40%,既减少了成本，又成功解决了三峡大坝大体积混凝土温升的问题。
硅灰已成为现代高强高性能混凝土必不可少的矿物掺合料之一。
文献,利用56%的矿渣和和30%煤矸石制备无孰料水泥，也就是说用矿渣和煤矸石经过一定处理完全代替水泥，配制低等级的混凝土混凝土，已经成为可能。
2011西安科技大学岩体力学参考答案
2011年考研试题参考答案一、名词解释（每题3分，共30分）1.岩石力学：主要研究岩石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、地下水场等）发生变化后，作出响应的一门力学分支。
2.饱和吸水率：岩石在强制状态下，岩石吸入水分的质量与岩样烘干质量的比值。
3. 岩石的孔隙率—指孔隙的体积与试件总体积的比值。
4．弹性后效：指的是材料在弹性范围内受某一不变载荷作用，其弹性变形随时间缓缓增长的现象。
在去除载荷后，不能立即恢复而需要经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状。
5.岩石的水理性——岩石在水溶液作用下表现出来的性质，称为水理性质。
其主要包括吸水性、透水性、溶蚀性、软化性和抗冻性等。
6.软化系数：岩石饱水状态的抗压强度与其干燥状态的抗压强度的比值。
7.岩石扩容：指岩石在外力的作用下，发生非线性的体积膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的，岩石的这种现象，称为岩石扩容。
8.应力松弛：物体变形保持一定，内部应力随时间增长而逐渐减小的现象。
9.崩解性质：岩石与水相互作用时失去粘结性，并变成完全丧失强度的松散物质的性能。
10.屈服应力：指岩石从弹性变为塑性的转折点处所对应的应力（或岩石在受到外力的作用下，达到应力极限时，表现出外力增速缓慢，而应变速率增大的情况，）此时的应力称为屈服应力。
二、填空题（每题3分，共30分）1.众所周知，岩石力学理论的指导是采矿的重要基础。
主要表现在采矿活动过程中的开挖，能够改变地下岩石原始物理环境的应力场，对这种“人-地”活动变化规律，需要应用专门为此目的而发展起来的岩石力学分析方法来解决。
2.岩石是由固体、液体和气体组成的，因此，岩石的物理性质是指在岩石中三相组分的相对含量不同所表现出的物理性态，其中与工程性质密切相关的基本物理性质有岩石的密度和岩石的孔隙性。
3.岩石的变形性质按卸荷后变形是否可以恢复的现象可以划分为弹性变形和塑性变形两类情况。
4.岩石的破坏是指岩石材料的应力超过了岩石的极限或者应变超过了岩石的使用限制。
中南大学土木建筑学院导师介绍
土木建筑工程图学研究
副教授
2005年
硕导
108
娄平
男
196811
道路与铁道工程
列车-轨道（桥梁）系统振动分析
教授
2005年
硕导
109
魏红卫
男
196605
道路与铁道工程
道路与铁道工程、结构工程、岩土工程
副教授
2005年
硕导
110
周小林
男
196504
道路与铁道工程
无缝线路稳定性研究
副教授
2005年
博导
35
李亮
男
196210
道路与铁道工程
地基基础和路基工程
教授
1998年
博导
36
徐林荣
男
196409
道路与铁道工程
路基工程和地基处理
教授
1999年
博导
37
傅鹤林
男
196509
桥梁与隧道工程
边坡工程、隧道与地下工程、地基处理
教授
1998年
博导
38
谢友均
男
196401
土木工程材料
混凝土的结构与性能
教授
1995年
副教授
2007年
硕导
126
王晓光
男
195705
防灾减灾工程及防护工程
大型混凝土结构计算、分析和试验
副教授
2007年
硕导
127
刘钺
男
197008
城市规划与设计
城市规划设计与理论
高级规划师
2007年
硕导
128
张运良
男
196304
岩石力学题库(5)之令狐文艳创作
第一部分 填空题令狐文艳1、岩石力学定义 ①岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应的科学。
识记（1分/空） ②岩石力学是研究岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题。
识记（1分/空）2、岩石力学研究内容 ①岩石力学研究的主要领域可概括为基本原理、实验室和现场试验、实际应用。
识记（1分/空）3、岩石力学研究方法 ①岩石力学研究方法主要有工程地质研究法、试验法、数学力学、分析法、综合分析法。
理解（1分/空）4、岩石的常用物理指标 ①在工程上常用到的物理指标有：容量、比重、孔隙率、吸水率、膨胀性、崩解性等。
识记（1分/空）②岩石的容量γ是指岩石的单位体积（包括岩石孔隙体积）的重力，单位是3/m KN 与岩石密度ρ的关系为：8.9⨯=ργ。
识记（1分/空）③岩石的密度ρ是指岩石的单位体积的质量（包括孔隙体积）单位是3/m kg 与岩石容重γ的关系为：8.9⨯=ργ。
识记（1分/空） ④岩石的比重就是岩石的干的重力除以岩石的实际体积，再与4。
C 时水的容重相比。
计算公式是：s w s s W G νγ=。
识记（1分/空） ⑤孔隙率是指岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比，工程设计上所用的孔隙率常是利用w s dr G γη-=1计算出来。
识记（1分/空） ⑥孔隙率是反映岩石的密度和岩石质量的重要参数。
孔隙率愈大表示岩石中的空隙和细微裂隙愈多，岩石的抗压强度随之是降低。
理解（1分/空） ⑦表示岩石吸水能力的物理指标有吸水率和饱和吸水率，两者的比值被称为饱水系数，它对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。
理解应用（1分/空）⑧岩石的吸水能力大小，一般取决于岩石所含孔隙的多少以及孔隙和细裂隙的连通情况。
岩石中包含的孔隙和细微裂隙愈多，连通情况愈好，则岩石吸入的水量就愈多。
理解（1分/空）⑨岩石的抗冻性就是岩石抵抗冻融破坏的性能，一般用抗冻系数和重力损失率两个物理指标来表示。
3-3 岩石的力学特性
D— 试件直径；cm。 试件直径1.27～3.05cm 要求:（由于离散性大），每组15个，取均值 岩石的抗拉强度远远小于其抗压强度，一般情况下，
1 1 t ( ~ ) c 10 50
23
抗拉强度 ：
t
MC I
峰值前应力-应变关系
(1965)
少裂隙、 致密、坚硬、少裂隙 岩性较软
致密、坚硬、多裂隙
较多裂隙、 岩性较软
13
峰值后应力-应变关系
瓦维斯基和法赫斯特根据后区曲线将岩石全过程曲线分为Ⅰ 型和Ⅱ型，Ⅰ型为稳定破裂传播型，峰值后外力做功才能使试件 进一步破坏； Ⅱ型为非稳定破裂传播型。
葛修润院士认为Ⅱ型是人为因素控制，控制轴线应变，峰后 曲线在P点之右。
30
变角板剪切试验缺点是α角不能太大或太小，太大易倾倒而 太小不易剪切破坏，一般在30°~60°间选取。
31
32
§3.4 岩石三轴压缩条件下的力学特性 一、岩石三轴抗压强度
岩石在三向压缩作用下达到破坏时的最大压应力。加
载方式包括真三轴和常规三轴加载两种。
33
一、岩石三轴抗压强度Fra bibliotek围压越大，岩石的三轴极限 强度σ1p (峰值强度)越大。
20.5MPa，25MPa）
44
二、岩石的流变模型
岩石的流变本构模型：用于描述岩石应力－应变关系随时 间变化的规律。它是通过试验－理论－应用证实而得到的。 本构模型分类： 1、经验公式模型：根据不同试验条件及不同岩石种类求得 的数学表达式，这种表达式通常采用幂函数、指数函数、 对数函数的形式表达。 2、积分模型：是在考虑施加的应力不是一个常数时的更一 般的情况下，采用积分的形式表示应力－应变－时间关系 的本构方程。 3、组合模型：将岩石抽象成一系列简单元件（弹簧、阻尼 器、摩擦块），将其组合来模拟岩石的流变特性而建立的 本构方程。 45
中南大学土木建筑学院导师
2005年
硕导
115
黄建陵
男
196507
土木工程规划与管理
工程经济与评价项目管理
研究员
2006年
硕导
116
郭峰
男
196504
土木工程规划与管理
项目管理、企业（管理）理论
副教授
2006年
硕导
117
喻泽红
女
196604
岩土工程
结构工程、岩土工程、道路工程
教授
1999年
硕导
118
金亮星
男
196809
桥梁结构空间分析与设计理论
教授
1998年
博导
20
郭文华
男
196911
桥梁与隧道工程
桥梁结构振动与稳定
教授
2000年
博导
21
阳军生
男
196902
桥梁与隧道工程
城市隧道工程与环境、隧道与地下结构分析
教授
1998年
博导
22
黄方林
男
196409
桥梁与隧道工程
桥梁健康监测、结构参数识别
教授
2000年
博导
23
文雨松
陆铁坚
男
196304
结构工程
结构抗震
副教授
2000年
硕导
65
乔建东
男
196702
桥梁与隧道工程
桥梁结构行为及设计理论
副教授
2000年
硕导
66
周栩
男
195301
土木工程规划与管理
工程经济与评价项目管理
副教授
2000年
硕导
岩石力学实验报告
岩石力学实验报告姓名：学号：班级：同组者姓名：日期：中南大学土木工程学院岩土工程实验室目录一、单轴抗压强度试验 (2)二、单轴压缩变形试验 (3)三、间接抗拉强度试验（劈裂法） (6)1．单轴抗压强度试验适用于能制成规则试件的各类岩石。
2．试件可用岩芯或岩块加工制成。
试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。
3．试件尺寸要求：⑴圆柱体直径宜为48~54mm。
⑵含大颗粒的岩石，试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。
⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。
4．试件精度要求：⑴试件两端面不平整度误差不得大于0.05mm。
⑵沿试件高度，直径的误差不得大于0.3mm。
⑶端面应垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.250。
5．主要仪器和设备：⑴钻石机、锯石机、磨石机、车床等。
⑵测量平台。
⑶检测合格并能按规定速率连续而均匀地加荷的200KN压力试验机。
6．试验应按下列步骤进行：⑴将试件置于压力机承压板中心，使试件两端面接触均匀。
⑵以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷直至破坏，记录破坏荷载及加载过程中出现的现象。
⑶试验结束后，应描述试件的破坏形态。
7.试验成果整理应符合下列要求：⑴按下列公式计算岩石单轴抗压强度：PR=A式中R——岩石单轴抗压强度（MPa）P——试件破坏荷载(N)A——试件截面积(mm2)⑵计算值取3位有效数字。
⑶单轴抗压强度试验记录应包括工程名称、取样位置、试件编号、试件描述、试件尺寸和破坏荷载。
抗压强度试验记录试验者___________ 计算者__________ 校核者___________ 试验日期__________1．单轴压缩变形试验适用于能制成规则试件的各类岩石。
2．试件可用岩心或岩块加工制成。
试件在采取、运输和制备过程中，应避免产生裂缝。
3．试件尺寸要求：⑴圆柱体直径宜为48~54mm 。
⑵含大颗粒的岩石，试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10倍。
⑶试件高度与直径之比宜为2.0~2.5。
(完整版)岩石力学复习题及参考答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案岩石力学(专科)一、名词解释：1.岩体2.围岩3.稳定蠕变4.柔性支护5.塑性破坏6.稳定蠕变7.剪胀8.长期强度9.脆性破坏10.端部效应11.构造应力12.松脱地压13.非稳定蠕变14.结构面充填度15.变形地压16.延性17.蠕变18.岩体结构19.真三轴试验20.扩容21.剪胀率二、问答题：1.解释锚杆支护的挤压加固作用，并指出其适用条件。
2.说明不连续面的起伏对不连续面抗剪强度的作用，写出无充填规则齿状不连续面的抗剪强度表达式。
3.解释锚杆支护的组合作用，并指出其适用条件。
4.什么是常规三轴压缩试验？试指出在常规三轴试验中，随围压增大，岩石的抗压强度和变形特征。
5.解释断层和水对露天矿边坡稳定性的作用。
6.说明岩石单轴压缩试验中产生端面效应的原因，如何消除端部效应对试验结果的影响？7.岩石有哪些基本破坏方式？莫尔-库论理论和格里菲斯理论分别适用于哪种破坏方式？8.对岩石进行三轴压缩试验，试问在不同的围压条件下，岩石的变形性质、弹性模量和强度可能发生的变化是什么？9.简述采用喷射混凝土对巷道进行支护的力学作用。
10.如何根据岩石的单轴压缩试验曲线确定岩石的三种弹模？岩石的三种弹模分别反映岩石的什么特征?11.岩石在普通试验机上进行单轴压缩试验，试问有哪几种典型的应力应变曲线形式（要求画出相应的曲线）？三、判断题：1.图1所示为被一组节理切割的岩体所处的受力状态（应力圆）以及组成岩体的岩石的强度曲线（a ）和节理强度曲线（b ），图中节理面法线与最大主应力之间的夹角为α。
试判别图中表示的分析结果是否正确。
[ ]a.岩体沿节理剪切破坏( )b. 岩体沿节理剪切破坏( )图12.设计一条水平坑道断面如图2所示，其长轴与原岩应力分量p 平行，短轴与原岩应力分量q 平行。
已知1/>q p 。
这样的坑道断面布置将使围岩处于较好的应力状态或是不好的应力状态。