岩体力学复习思考题

第一章复习思考题

1、岩块具有哪些力学特征？

答：1.岩块的力学性质与组成岩块的矿物成分及其相对含量有关 2.岩块的力学性质与组成岩块的岩石结构构造有关3.岩块的力学性质与岩块的微结构面发育程度有关4.岩块的风化程度对岩块力学性质也有影响。

2、软弱结构面具有哪些地质特性？

答：1.多为泥质结构或泥质定向结构2.细粘粒含量很高3.含水量较大密度较小4.常具有一定的胀缩性5.抗冲能力差，容易产生渗透变形6.力学性质较差，强度低，压缩大。

3、结构面特征对岩体性质的影响是什么？

答：1.产状：常用结构面的走向，倾向和倾角表示，结构面与最大主平面之间夹角贝塔角控制着掩体的破坏机理与强度；当贝塔角小于九十度时，岩体将沿结构面滑移破坏；当贝塔角大于九十度时岩体的将平行结构面产生劈裂拉张破坏；贝塔角等于零度时岩体将横切结构面产生剪断岩体破坏2.连续性：常用线连续性系数k，迹长和面连续性愈好，k等于一时，结构面完全贯通，3.密度：一般的，结构面发育越密集，岩体的完整性越差，渗透性越差，渗透性增强岩体强度降低4.张开度：一般都，张开度越大，则岩体力学性质越差5.形态：一般的，用结构面的侧壁起伏形态和粗糙度表示。6.充填胶结情况：

4、《岩土工程勘察规范》（国标GB50021-2001）用哪两个指标来评价岩块的风化程度？

答：波速比kv和风化系数kf

5、岩体的定义是什么？

答：在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面组成的赋存于一定的天然应力状态和地下水等地面环境中

的地质体。

6、按结构类型划分岩体有哪五种？

答：整体状结构，块状结构，层状结构，碎裂结构，块状结构，层状结构，散状结构等五种类型。

7、为什么要进行岩体工程分类？岩块和岩体的工程分类方法有哪些？

第二章复习思考题

1、岩石密度对岩石力学性质有何影响？

答：1.密度越大，岩石强度越高2.密度大小也决定于地下工程的几何尺寸及其布置

2、岩石空隙性对岩石力学性质有何影响？

答：1.空隙率愈大，岩石强度越低，塑性变形越大2.空隙率越大岩石抗风性降低3.空隙率愈大岩石透水增强，岩溶更加发育，从而降低岩石力学强度4.空隙中充填物的存在，形成软弱结构面

3、岩石的吸水率、饱水率和饱水系数有何区别？

答：1.吸水率：指的是岩石试件在常温下自由吸入水的质量与岩样干质量之比2.饱水率：指的是岩石试件在高压或真空条件下吸入水的质量与岩样干质量之比3.饱水系数：岩石的吸水率与饱和吸水率之比

4、岩石软化性对岩石力学性质有何影响？

答：岩石软化性：指岩石浸水饱和后强度低的性质；常用软化系数kr表示。影响：1.kR愈小，岩石软化性愈强。在水的作用下岩石承载能力降低2.kR愈小，岩石的抗冻性和抗风化能力越差3.kR愈小，岩石的工

程地质条件愈恶略工程稳定性也越差。

5、岩石透水性与哪些因素有关？它对岩石力学性质有何影响？

答：与渗透速度u和水压管I（用渗透系数k表示透水性k=v/I）；影响：1.渗透系数k取决于岩石中空隙的大小，数量、方向、及连同情况，2.透水性越差，岩体力学性质愈差，强度愈低

6、如何表征和计算岩石的密度、空隙性、吸水性、软化性和透水性。

第三章复习思考题

1、在单轴压缩连续加载条件下，岩块变形有何特征？结合应力--应变曲线分阶段加以阐述。

答：1.微裂隙压密阶段，OA曲线上凹曲线斜率随之增加而增大，表明岩块中微裂隙被压密，形成早期非线性形变2.弹性变形阶段（AB段)曲线呈直线，表明岩块变形表明岩块变形随σ成正比例增加，且为弹性形变。3.微破裂稳定发展阶段（BC段）：曲线偏离直线，表明岩块内出现新的微裂隙，并且随σ增加而逐渐发展为塑性变形4.非稳定破裂发展阶段（CD段）曲线下凹，曲线随σ增大而减小，表明岩块内微裂隙不断发展，知道试件破坏5.破坏后阶段（D点以后阶段）：曲线反向下凹，表明岩块内部结构完全破坏，形成宏观破裂面，变形主要表现为，沿宏观破裂面的块体滑动，但岩块并不完全失去承载能力。

2、在单轴压缩连续加载条件下，峰值前岩块应力--应变曲线的基本类型有几种？

答：共有六种类型：1.直线型，曲线不发生明显弯曲，一般的，致密、坚硬的岩石表现出这种类型；下凹形，曲线开始为直线，当应力增大到一定值以后，变下弯，直到破坏，为弹——塑性变形。一般的，含有微裂隙，坚硬的岩石表现出这种类型；S型，中部比较陡，较长的直线段而两端曲线段较短为塑——弹——塑变形，一般的，含有少量的裂隙，较软的岩石表现此类型；S型，中部较短而两端曲线较长，为塑——弹——塑变形，一般的，压缩性较高的岩石表现出此类型；开始为一小段直线段，之后为上弯曲线和直线段，为弹——塑——蠕变形。一般男的，岩盐，极端岩块表现出此类型。

3、变形模量及泊松比的定义及测定方法是什么？

答：变形模量：在单轴压缩条件下轴向压应力与轴向应变之比1.σ—ε曲线为直线类型时，变形模量用弹性模量E表示，即PE=σ/ε 2.当σ—ε曲线为非直线性时，变形模量用初始模量，切线模量、割线模量表示，即1.初始模量（Ei）：值曲线原点处的切线斜率。

Ei=σi/εi；2.切线模量（Et）：指曲线上中部直线段的斜率，Et=（σ2-σ1）/（ε2-ε1）；3.切割模量（Es）：指曲线上（σc/2）处的点与原点连线的斜率：Es=σ50/ε50；泊松比：在单轴压缩条件下，横

向应变εd与轴向应变εL之比：μ=-εd/εL

4、论述三轴压缩条件下岩石变形与破坏特征与单轴压缩的不同之处。

不同之处：1.岩石破坏前的应变随围岩压增大而增大2.岩石塑性变形随围岩压增大而增大3.岩石的物态也随围压变化而变化；一般的，随围压增大，由脆性状态向延性流动状态变化4.随围压增大，岩块的变形模量和泊松比都有一同程度的提高5.在围压的作用下，岩块破坏大致分为脆性破裂，剪切及塑性流动等三类。

5、何为流变、蠕变、应力松驰及弹性后效？

答：流变：指在尾部条件不变的条件下，岩石的变形或应力随时间变化的现象，包括蠕变，松弛，弹性后效。1.蠕变：指岩石在恒定载荷作用下，变形随时间逐渐增大的现象2.松弛：指应变一定时，应力随时间逐渐减小的现象3.弹性后效：指弹性变形在卸荷后随时间逐渐恢复的现象、（应变恢复总是落后于应力）

6、论述蠕变三阶段的变形特征。

答：蠕变的曲线特征：划分为三个阶段1.减速蠕变阶段2.等速蠕变阶段3.加速蠕变阶段

7、影响蠕变性质的因素有哪些？如何影响？

答：影响因素1.岩性，岩石本身性质是影响其蠕变性质的内在因素2.应力：对同一种岩石来说，应力大小不同，蠕变曲线的形状及各阶段的持续时间也不同3.温度，温度上升，岩石总应变与等速阶段应变速率都明显增加了，另外，岩石的总应变及蠕变等速率随温度增加幅度也不同4.湿度：一般情况下湿度大的岩石

比湿度小的岩石总蠕变大。

8、在单轴压缩循环加载条件下，当卸荷应力值不同时，岩块变形有何特征？

答：1.当卸载点P的应力值低于岩石弹性极限（A）时，即卸载荷曲线将基本上沿加荷曲线返回到原点，为弹性形变2.当卸载荷点p的应力值高于岩石弹性极限（A）时，则卸载曲线偏离原来的加荷曲线，也不能回到原点，其变形包括弹性变形εe和塑性变形εp，此时有

Ee=σ/εe；E=σ/（εe/εp）

9、如何测定岩石单轴抗压强度并分析测定单轴抗压强度的影响因素。

答：1.压实内部因素（矿物组成，结构构造、密度、风化程度等）2.实验条件：1.形态效应影响2.尺寸效应3.试件横断面积A（m㎡）则岩石的单轴抗压强度σc（Mpa）为σc=Pc/A高径比；4.试件加工精度5.加荷

速率6.端面条件7.湿度和温度8.层理结构。

10、岩块剪切强度参数有哪两个？它们在直剪和三轴试验中是如何确定的？

特别要掌握莫尔圆与抗剪强度的关系。

答：参数为：岩块内聚力和内摩擦角。实验时，先在试件上施加法向压力N，然后在水平方向主机施加水平剪力T，直到破坏。同一组岩样，在不同法向力σ下进行直剪试验，可得到不同σ下的抗剪断强度τf，且在τ-σ坐标中绘制出岩块强度包络线。；三轴试验：将一组试件试验得到的三轴压缩强度σ1m和相应的围压σ3投到σ1-σ3曲线。然后在曲线上选择——最佳直线段，求出其斜线斜率m和σ1轴上的截距b，按下式求剪切强度参数C，υ值：υ=sinˉ¹（m-1/m+1）；C=b*（1-sinυ）/2cosυ

11、阐述库仑一纳维尔判据及莫尔判据的主要内容及其应用。

答：库仑判据：岩石内任一点发生剪切破坏时，破坏面上的剪切应力τ应等于或大于岩石本身的抗剪强C 和摩擦阻力σtanυ之和；摩尔判据：当岩石中一点可能滑动面上的箭应力大于该面上的剪切强度时，该点就产生破坏，而滑动面的剪切强度τ又是作用于该面上法向力σ的函数。

12、分析岩块的单轴抗拉强度比抗压强度小得多的原因。

13、为什么在普通材料试验机上得不到全应力--应变曲线？

第四章复习思考题

1、结构面的法向刚度和剪切刚度是如何定义及测定的？

答：1.在剪应力作用下，结构面产生单位剪切位移所需要的应力，其值等于峰值前τ-△μ曲线上任意一点的切线斜率。确定方法：通过室内试验测出τ-△μ曲线，然后从曲线上求斜率。法向刚度指在法向应力作用下，结构面产生单位发行变形所需要的应力，数值上等于σn-△Uj曲线上的一点切线斜率。

2、影响结构面抗剪强度的主要因素有哪些？

答：1.平直无充填结构面：取决于壁岩岩性及平直光滑程度；若壁岩岩性软弱壁面平直光滑，则其摩擦强度低粘聚力小，其抗剪强度愈低2.粗糙起伏无充填的结构面：抗剪强度与法向应力、结构面形态、壁面岩性有关3.非贯通断续结构面：剪切破坏要经历线性变形——裂隙端部发生新裂隙——新旧裂隙扩展联合过程其应力状态复杂4.具有充填物的软弱结构面与充填物的物质成分结构，充填程度和厚度、含水率等因素

有关。

3、何为剪胀（爬坡）效应和啃断效应？

答：1.剪胀效应：在法向应力较低条件下，结构面的啃断效应在法向应力较大条件下，结构面破坏剪切破坏是由于岩块沿结构面滑动引起的垂向位移。啃断效应：在法向应力较大条件下，结构面破坏剪断凸起所

引起的破坏。