岩石力学作业

岩石力学习题

第一章绪论

1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。

1.2 岩体的力学特征是什么？

1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类，各有什么特点？

1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。

1.5 岩石力学的研究方法有哪些？

第二章岩石的物理力学性质

2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度

2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？

2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？

2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重，天然含水量，试计算该岩样的孔隙率n，干容重及饱和容重。

2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？

2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。

2.7 什么是岩石的全应力－应变曲线？什么是刚性试验机？为什么普通材料试

验机不能得出岩石的全应力－应变曲线？

2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？

2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？

2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？

2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。

2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。

2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。

2.14 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？

2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛？

2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段？各阶段有何特点？

2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征？

2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。

2.19 什么是岩石的长期强度？它与岩石的瞬时强度有什么关系？

2.20 请根据坐标下的库仑准则，推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式，式中。

2.21 将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到100MPa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65°，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。

2.22 请推导马克斯威尔模型的本构方程、蠕变方程和松弛方程，并画出力学模型、蠕变和松弛曲线。

2.23 请推导开尔文模型的本构方程、蠕变方程、卸载方程和松弛方程

，并画出力学模型、蠕变曲线。

第3章岩体的力学特性

3.1 名词解释：岩体结构、岩体结构面、切割度、卸荷裂隙、工程岩体、RQD、BQ、RMR

3.2 结构面按其成因通常分为哪几种类型，各有什么特点？

3.3 简述结构面的自然特征。

3.4 结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关？

3.5 为什么结构面的力学性质具有尺寸效应？其尺寸效应体现在哪几个方面？3.6 简述工程岩体分类的目的。

3.7 在CSIR分类法、Q分类法和BQ分类法中各考虑了岩体的哪些因素？

3.8 如何进行CSIR分类？

3.9 有一潮湿岩体，节理水压力为0，点荷载强度指标为3MPa，节理间距为0.45m，岩石质量指标RQD为55%。试按表3-6制定一张与节理状态对应的岩体评分RMR

值表。

3.10 如何通过岩体分级确定岩体的有关力学参数？

3.11 以含一条结构面的岩石试样的强度分析为基础，简单介绍岩体强度与结构面强度和岩石强度的关系，并在理论上证明结构面方位对岩体强度的影响。

3.12 岩体强度的确定方法主要有哪些？

3.13 简述Hoek-Brown岩体强度估算方法。

3.14 岩体与岩石的变形有何异同？

3.15 岩体的变形参数确定方法有哪些？

3.16 在岩体的变形试验中，承压板法、钻孔变形法和狭缝法各有哪些优缺点？

3.17 岩体变形曲线可分为几类？各类岩体变形曲线有何特点？

3.18 在一次岩体地震波试验中，测得压缩波与剪切被的波速分别为4500m/s、2500m/s，假定岩体的容重为25.6kN/m3，试计算、。

第4章岩体地应力及其测量方法

4.1 地壳是静止不动的还是变动的？怎样理解岩体的自然平衡状态？

4.2 岩体原始应力状态与哪些因素有关？

4.3 试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。

4.4 什么是岩体的构造应力？构造应力是怎样产生的？土中有无构造应力？为什么？

4.5 试判断正断层、逆断层、平移断层产生时，其最大主应力与最小主应力的方向？

4.6 什么是侧压系数？侧压系数能否大于1？从侧压系数值的大小如何说明岩体所处的应力状态？

4.7 某花岗岩埋深一公里，其上覆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多少。

4.8 简述地应力测量的重要性。

4.9 地应力是如何形成的？控制某一工程区域地应力状态的主要因素是什么？

4.10 简述地壳浅部地应力分布的基本规律。

4.11 地应力测量方法分哪两类？两类的主要区别在哪里？每类包括那些主要测量技术？

4.12 简述水压致裂法的基本测量原理和主要优缺点。

4.13 简述声发射法的主要测试原理。

4.14 简述套孔应力解除法的基本测量原理和主要测试步骤。

第5章岩石地下工程

5.1 名词解释：围岩、二次应力场、围岩压力

5.2 简述地下工程的Barton分类和埋置深度分类。

5.3 分析地下工程围岩应力的弹塑性分布特征。

5.4 简述地下工程围岩体的破坏机理。

5.5 简述地下工程脆性围岩、塑性围岩的破坏形式及产生的机制。

5.6 什么是新奥法？简述其要点。

5.7 地下工程支护设计方法有哪几种？

5.8 地下工程支护结构有哪几种类型？锚喷支护的力学作用机理是什么？

5.9 锚杆支护对围岩有哪些作用？如何确定锚杆的长度和间距？

5.10 什么是围岩变形曲线和支护特性曲线？支护特性曲线的主要作用是什么？

5.11 今在的均质石灰岩体地表下100m深度处开挖一个圆形洞室，已知岩体的物理力学性指标为：kN/m3，C=0.3MPa，=，试问洞壁是否稳定？

第6章岩石边坡工程

6.1 边坡的分类有哪些？

6.2 简述岩石边坡破坏的基本类型及其特点。

6.3 影响边坡稳定性的因素有什么？哪些是主要因素？

6.4 岩石边坡稳定性分析主要有哪几种方法？极限平衡法的原理是什么？

6.5 岩石边坡加固常见的方法有哪些？

6.6 请推导单一平面滑动破坏的岩坡，滑动体后部可能出现的张裂缝的最大深度

为，式中，为岩石重度，c为滑面粘聚力，为内摩擦角。

6.7 已知均质岩坡的，c=300kPa，=25kN/m3，问当岩坡高度为200m时，坡角应当采用多少度？如果已知坡角为50度，问极限的坡高是多少？

6.8 有一岩坡坡高H=100m，坡顶垂直张裂隙深40m，坡角，结构面倾角

。岩体的性质指标为：=25kN/m3，=0，=。试问当裂隙内的水深达何值时，岩坡处于极限平衡状态？

第7章岩石地基工程

7.1 岩石地基工程有哪些特征？

7.2 岩石地基设计应满足哪些原则？

7.3 岩石地基上常用的基础型式有哪几种，地基破坏模式有那些？

7.4 确定岩石地基中应力分布的意义是什么？

7.5 根据完整岩石和结构面的性质，可以将岩石地基的沉降分为哪三种类型？7.6 岩石地基承载力的确定应考虑哪些因素，主要有哪几种方法？

7.7 岩石地基加固常用的方法有哪些？

7.8 设岩基上条形基础受倾斜荷载，其倾斜角，基础的埋置深度为3m，基础宽度b=8m。岩基岩体的物理力学性指标是：=25kN/m3，c=3MPa，=31°，试求岩基的极限承载力，并绘出其相应的滑动面。