《岩石力学》习题库及答案02解读.docx

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《岩石力学》习题库及答案02解读

练习题

1.1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）岩体代表的范围大于岩石   （D）岩石是岩体的主要组成部分

1.2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

2.1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

2.2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）

2.3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

2.4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

2.5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

2.6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

2.7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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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°

15、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℃

16、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

 17、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

 18、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

19、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

20、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

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

（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

1、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

2、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

3、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

4、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

 5、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

6、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

3.1 某均质岩体的纵波波速是

，横波波速是

，岩石容重

，求岩体的动弹性模量，动泊松比和动剪切模量。

解：

弹性理论证明，在无限介质中作三维传播时，其弹性参数间的关系式如下：

动泊松比  

动弹性模量

动剪切模量G，按公式

3.2 求在自重作用下地壳中的应力状态：

如果花岗岩

，泊松比

，则一公里深度以下的应力是多少？

解：

因为地壳厚度比地球半径小的多。

在局部地区可以把地表看作一个半平面，在水平方向为

，深度也无限。

现考虑地面下深度Z处的一个微小单元体。

它受到在它上边岩、土体重量的压力。

在单位面积上，这个重量是

，其中，

是它上面物体的体积，

是物理单位体积的重量，因此：

          如果单元体四周是空的，它将向四周膨胀，当由于单元体四周也都在自重作用下，相互作用的影响使单元体不能向四周扩张。

即

；   

解之，则得：

对于花岗岩，

，一公里深度以下的应力为：

由此可见，深度每增加一公里，垂直压力增加

，而横向压力约为纵向压力的三分之一。

6.1设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均容重为

，花岗岩处于弹性状态，泊松比

。

该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力分别为（　）。

（A）2600和867

　　　　（B）26000和8667

（C）2600和866

　　　　（D）2600和866.7

解答　

（1）垂直应力计算

（2）水平应力计算

其中：

侧压力系数

的大小与岩体的性质有关，当岩体处于弹性状态时，采用弹性力学公式；当岩体比较破碎时，采用松散介质极限平衡理论公式；当岩体处于潜塑状态时，采用海姆公式。

因为本题岩体处于弹性状态，所以采用弹性力学公式，侧压力系数

为

所以：

可见，本题的正确答案为（B）

《岩石力学》练习题九

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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φ＝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φ的值。

（15分）

《岩石力学》练习题八

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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φ值。

（15分）

2.已知某岩体的抗剪强度指标为粘结力c=2Mpa、内摩擦角φ＝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）

《岩石力学》练习题七

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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.岩体结构2.冲击地压3.长期强度4.岩石的RQD质量指标5.岩石的渗透性6.莫尔强度理论

二、问答题（47分）

1.      解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？

（8分）

2.      岩体中的天然应力是哪些因素引起的？

（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.      简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。

（10分）

5.      常见的边坡破坏类型有哪些？

（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φ值。

（15分）

2.已知岩体中某点应力值为：

σ1＝61.2MPa，σ3＝－19.1MPa，c=50Mpa，φ＝57°，σt＝－8.7Mpa，试用莫尔――库仑判据和格里菲斯准则分别判断其是否破坏，并讨论其结果。

（20分）

《岩石力学》测试题一

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考试科目：

岩石力学

（不必抄题，但必须写明题号，试题共计三大题）

一、       解释下列术语（每小题4分，共28分）

1.岩石的三向抗压强度2.结构面3.原岩应力4.流变5.岩石的碎胀性6.蠕变7.矿山压力

二、       简答题（每小题7分，共42分）

1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？

2.岩体按结构类型分成哪几类？

各有何特征？

3.用应力解除法测岩体原始应力的基本原理是什么？

4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么？

5.在不同应力状态下，岩石可以有几种破坏形式？

6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？

喷射混凝土的厚度是否越大越好？

为什么？

三、       计算题（30分）

1. 将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2=σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。

试计算：

（1）内磨擦角φ；

（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？

（本题20分）

2.岩体处于100m深，上部岩体的平均容重γ=2.5T/M3，泊松比μ=0.2，自重应力为多少？

当侧压力系数为1.0时，自重应力为多少？

（本题10分）

《岩石力学》测试题二

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《矿山岩体力学》考试题

一、    根据你自己的理解，给下列术语赋予定义（每个词2分，共20分）

1.    真三轴压缩实验

2.    塑性破坏

3.    各向同性体

4.    原生结构面

5.    残余变形

6.    R、Q、D指标

7.    空壁应变法

8.    应力变化系数

9.    膨胀地压

10.采场顶板弯曲带

二、    回答下列问题（每小题5分，共40分）

1.    什么是莫尔一库仑准则？

均质岩石中的剪切破坏是否大声在剪切应力最大的面上？

2.    根据格里菲斯强度理论的基本观点，岩石中裂纹的扩张方向与裂纹延展方向有什么关系？

与最大主应力方向有什么关系？

3.    对于含有一组节理的岩体，单轴加压方向连续变化，岩体强度会发生怎样的变化（可绘图辅助说明）？

4.    坚硬致密的岩体与节理裂隙极其发育的岩体处于构造形迹埋藏深度岩石类型及上履岩层的容重均相同的条件下，它们的原岩应力是否相同？

为什么？

5.    圆形和椭圆形断面巷道的围岩应力分布有何特点（与折线形相比）？

6.    围岩塑性区范围的大小与支架支护反力间有怎样的关系？

7.    从维护围岩稳定的角度出发，怎样选择巷道的位置？

8.    常用的采空区处理方法有哪几种？

各有哪些优缺点？

三、    有一横推断层，走向东西，北侧向动移动，试用莫尔强度理论确定形成断层时的最大主应力的大致方向（绘图说明）。

（14分）

四、    某矿在距地表200米处的页岩中掘进半径为2.0M的巷道，上露岩层GAMA=25KN/M3围岩C的=2.5Mpa,FI=30,MU=0.5该巷道围岩时候会出现塑性区？

（13分）

在房柱法开采中，单一采场采完后，空区上履岩层的重力转移到采场左右两侧承压带中，使该两承压带中的垂直应力大幅度增加。

左右又各自采空一个采场后，原承压带（现称之为矿柱）的承载面积减小，而空区上履岩层

《岩石力学》测试题三

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考试科目：

岩石力学

（不必抄题，但必须写明题号，试题共计三大题）

一、          解释下列术语（每小题4分，共28分）

1.应力变化系数2.原生结构面3.原岩应力4.蠕变5.塑性破坏6.岩石的碎胀性7.膨胀地压

二、          简答题（每小题7分，共42分）

1.岩石的膨胀、扩容和蠕变等性质间有何异同点？

2.岩体按结构类型分成哪几类？

各有何特征？

3.假设某岩体内一点的应力状态为简单剪切，其剪应力从τ降到τ-△τ，问弹性应变能改变了多少？

4.格里菲斯强度理论的基本要点是什么？

5.用图线表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出有哪几个不同阶段?

6.喷射混凝土的支护作用主要体现在哪些方面？

喷射混凝土的厚度是否越大越好？

为什么？

三、          计算题（30分）

1.  将一岩石试件进行三向抗压试验，当侧压σ2=σ3=300kg/cm2时，垂直加压到2700kg/cm2试件破坏，其破坏面与最大主平面夹角成60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化。

试计算：

（1）内磨擦角φ；

（2）破坏面上的正应力和剪应力；（3）在正应力为零的那个面上的抗剪强度；（4）假如该试件受到压缩的最大主应力和拉伸最小主应力各为800kg/cm2，试用莫尔园表示该试件内任一点的应力状态？

（15分）

2.大理岩的抗剪强度试验，当σ1n=60千克/平方厘米,σ2n=100千克/平方厘米,τ1n=192千克/平方厘米,τ2n=220千克/平方厘米.该岩石作三轴抗压强度试验时，当σa=0，则Sc=1000千克/平方厘米。

求侧压力σa=60千克/平方厘米时，其三轴抗压强度等于多少？

（15分）

《岩石力学》练习题四

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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：

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一、解释下列术语（18分，每小题3分）

1.抗压强度2.原岩应力3.脆性破坏4.松驰5.岩体结构6.莫尔强度理论

二、问答题（47分）

1.      应力解除法的基本原理是什么？

（8分）

2.      简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。

（10分）

3.      对岩石进行单轴抗压试验，如果发生剪切破坏，破坏面是否一定是试样中的最大剪切应力面？

为什么？

如果发生拉断破坏，此时的抗压强度是否即为抗拉强度？

为什么？

（12分）

4.      试分别从地质和工程两个方面，简要叙述影响围岩压力的一些主要因素是什么？

（10分）

5.      影响边坡稳定有那些主要因素？

试举例说明之。

（7分）

三、计算题（35分）

1.有一块几何尺寸为7×7×7cm3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分）

2.在2000米深处的单元体，由复盖层重量引起的垂直应力为500kg/cm2，水平的压力为100kg/cm2。

这里有一个倾角为60o的正断层，求断层的正应力和剪应力，并用应力园表示。

（12分）

3.某矿大理岩试验成果如下：

其单向抗压强度Sc=1200kg/cm2；当侧压力σ2＝σ3＝400kg/cm2时，其破坏时垂直压力为σ1＝2800kg/cm2；当侧压力为σ2＝σ3＝800kg/cm2，其破坏时垂直压力为σ1＝3800kg/cm2。

试问

（1）当侧压力为σ2＝σ3＝600kg/cm2时，垂直压力σ1＝2400kg/cm2，其试件是否破坏？

（2）当侧压力为σ2＝σ3＝400kg/cm2时，垂直压力σ1＝3600kg/cm2时，其试件是否破坏？

（15分）

《岩石力学》练习题五

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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：

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一、解释下列术语（18分，每小题3分）

1.结构面2.原岩应力3.长期强度4.流变5.岩石的渗透性6.莫尔强度理论

二、问答题（47分）

1.      岩体的主要地质特征有哪些？

（8分）

2.      简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。

（10分）

3.      对岩石进行单轴抗压试验，如果发生剪切破坏，破坏面是否一定是试样中的最大剪切应力面？

为什么？

如果发生拉断破坏，此时的抗压强度是否即为抗拉强度？

为什么？

（12分）

4.      岩体中的天然应力是哪些因素引起的？

（10分）

5.      常见的边坡破坏类型有哪些？

（7分）

三、计算题（35分）

1.已知矿房顶板的最大主应力σ1＝611.97kg/cm2，最小主应力σ3＝－190.83kg/cm2。

矿石的单向抗拉强度St=-86kg/cm2。

试用格里菲斯强度理论判断矿房顶板的稳定性。

（10分）

2.有一半径为r=3m的圆形隧洞，埋藏深度H＝50m，岩石容重γ＝2.7t/m3，泊松比μ＝0.3，岩体弹性模量E=1.5×105kg/cm2。

试求θ＝0o、90o处的隧洞周边应力和位移。

（10分）

3.某矿大理岩试验成果如下：

其单向抗压强度Sc=1200kg/cm2；当侧压力σ2＝σ3＝400kg/cm2时，其破坏时垂直压力为σ1＝2800kg/cm2；当侧压力为σ2＝σ3＝800kg/cm2，其破坏时垂直压力为σ1＝3800kg/cm2。

试问

（1）当侧压力为σ2＝σ3＝600kg/cm2时，垂直压力σ1＝2400kg/cm2，其试件是否破坏？

（2）当侧压力为σ2＝σ3＝400kg/cm2时，垂直压力σ1＝3600kg/cm2时，其试件是否破坏？

（15分）

一、名词解释：

1、各向异性：

岩石的全部或部分