10级岩体力学(三)

勘查10级岩体力学复习思考题（三）——计算题

1.σ1最大主应力，σ3最小主应力，c为粘聚力，φ为岩石的内摩擦角，试推导出以极

限主应力表示的岩石强度方程。

2.岩体中有一结构面，其内摩擦角φs=35°，内聚力c s= 0，岩石内摩擦角φe=48°，

内聚力c e= 10Mp a，岩体受围压σ3 =σ2=10 Mp a，受最大主应力σ1= 45Mpa，结构面与σ1方向夹角为45°，试通过计算与作图回答以下问题。

①岩体是否稳定。

②若稳定，当孔隙水压力u为多少时岩体沿结构面滑动破坏。

3.在大理岩中，已经找到一个与主应力σ1成θ角的结构面。对原有结构面设c s=0，

摩擦角为φs，问该岩体沿结构面重新开始滑动需要的应力状态。

4.已知岩石试件三个方向的边长分别为a、b、c，在三向受力条件下的线应变分别为εx，

εy，εz，试求得以线应变表示的体积应变εv的表达式。

5.设某花岗岩埋深一公里，其上复盖地层的平均重度为γ=26kN/m3，花岗岩处于弹性

状态，泊松比μ=0.25。求该花岗岩在自重作用下的初始垂直应力和水平应力。

6.若要在天然应力的垂直分量为σv,水平应力分量为λσv的岩体中，开挖一硐顶不出

现拉伸应力的椭圆形硐，试问什么样的宽、高比（轴比）才能满主要求？若使硐顶的拉伸应力不大于岩体的抗拉强度σt，宽、高比又应为多大？

7.在埋深为200m处的岩体内开挖一硐径为2r a=2m的圆形隧洞，假若岩体的天然场为

静水压力式，上覆岩层的平均重度γ=27kN/m3，试求：

①洞壁、2倍洞半径、6天倍洞半径处的围岩应力；

②若围岩的抗剪强度指标内聚力c=0.4MPa，内摩擦角φ=30o，试用莫尔—

库伦强度条件评价洞壁的稳定性。

8.在中等坚硬的石灰岩中，开挖一埋深H=100m、硐半径r a=3m的圆形隧

硐，硐室围岩的物理力学性质指标内聚力c=0.3 MPa，内摩擦角φ=30o，重度γ=27kN/m3，试求下述情况塑性变形围压：

①塑性圈半径R=r a时的围岩压力；

②允许塑性圈的厚度为2m时的围岩压力。

9.某矿区一个竖井通过一软弱页岩夹层，它的埋深H=125m，夹层的泊松比μ=0.3，

上覆岩层的平均重度γ=25kN/m3，内聚力c=1.25MPa，内摩擦角φ=30°，问该岩层是否处于极限深度以内？

10.计划在地下50m某深处的岩体中修筑一高度为3m的隧道。已知岩体天然应力场中

的竖向应力是由岩体自重产生，天然应力比值系数λ=1.25，岩体的重度γ=25kN/m3，内聚力c =1.00MPa，内摩擦角φ=30°。

①若使隧道周边承受均匀压应力，试确定该隧道的形状及尺寸；

②判断在不进行支护时隧道周边能否破坏。

11.有一宽为6m，高为4m的隧道，已知围岩的侧压力系数λ=0.8，抗剪强度参数c

=28kp a、φ=30°，围岩重度γ= 24kN/m3，硐顶距地表50m，假如开挖后侧壁也不稳定，试分别用太沙基理论和普氏平衡拱理论计算硐顶及侧壁围岩压力。

12.设平巷的掘进条件为：掘进宽度2a=4.2m，高度H=2.8m,顶板岩石重度γ1= 24kN/m3，

内摩擦角φ=72°;两邦岩石重度及内摩擦角分别为γ2= 22kN/m3，φ=64°。试用泰氏理论确定每延米巷道的顶压及每延米巷道总的侧压。

13.假设洞室边墙处的节理面倾角β=500。如图，内摩擦角φ=40°，粘结力c=0，即无粘

结力，由实测知道洞室处平均垂直应力σ2=20kg/cm2，试计算岩石锚杆在边墙处应提供多大水平应力σ1时才能维持边墙的平衡？

14.一砂性土质隧道，埋深h=40m,围岩重度γ=20KN/m3，内摩擦角

?，隧道宽6m,

=

28

高8m,试确定围岩压力。

15.一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m,围岩重度γ=24KN/m3，

?，岩体

36

=抗压强度R=12Mp a，隧道宽6m,高8m,试确定围岩压力。

16.一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围岩岩石重度γ=22KN/m3，内摩擦角

?，岩石抗压强度R=8Mp a,隧道宽6m,高8m,使用泰沙基理论和普氏理论确定围36

=

岩压力。

17.Ⅲ类围岩中的一直墙型隧道，埋深26m,围岩重度γ=22KN/m3，计算内摩擦角

?，隧道宽6m,高8m。试按浅埋隧道确定围岩压力。

=

32

k

18.在坚硬的岩体中开挖一个近似椭圆洞室，洞跨2a=8m，洞高2b=12m,洞体埋藏深度

H=200m,岩体重度γ=25KN/m3，泊松比μ=0.35，岩石单轴抗压强度S c=960kg/cm2，求洞室是否稳定。

19.在中等坚硬的石灰岩中开挖圆形洞室。已知r a=3m，岩石块体密度γ=27KN/m3，隧

洞覆盖深度为100m米，岩石的c=0.3MPa，φ=30°，若允许塑性松动圈的厚度为2m，试求支护对围岩的反力p i。

20.某圆形洞室围岩γ=25千牛/米3，埋置深度H=160米，洞的半径r a=7米。设折减后

的凝聚力和内摩擦角为c=0.02MPa，φ=31°，求塑性松动压力。

21.某洞室围岩质量较好，γ=27千牛/米3，埋深H=100米，深的半径r a=5米。折减后

的凝聚力和内摩擦角为c=0.05MPa，φ=40.5°，求塑性松动压力。

22.井筒掘进半径为4m，在石灰岩中掘进，若岩石重度γ=28KN/m3，泊松比μ=0.2，求

深为400m，离井筒中心5m处岩体的径向应力及切向应力等于多少？

23.某岩性边坡破坏形式，已知滑面AB上的C=20kPa，φ=30°岩体的密度γ=25KN/m3，

当滑面上楔体滑动时，滑动体后部张裂缝CE的深度为多少？

24.有一单一结构面组成的岩质边坡，坡高50m，坡角i = 50°，垂直边坡走向坡体断面形

状如图所示。已知，岩体重度为γ= 26.5 kN/m3，结构面的抗剪强度参数C s= 18 kp a、φs=36°，结构面倾角β= 35°。试问：

1） 坡体内无地下水时边坡的稳定性如何？

2） 当坡顶距坡肩8m 处出现垂直向裂隙，若坡体不透水，裂隙中水沿结构面渗透并在坡脚排出，当裂隙中地下水面上升至距坡顶6m 时，边坡的稳定性系数K 是多少？

25. 一岩质边坡坡角 35=α，重度γ=25KN/m 3，岩层为顺坡，倾角与坡角相同，厚度

t =0.63m ，弹性模量E =350MPa ，内摩擦角φ=30°，则根据欧拉定理计算此岩坡的极限高度为。

26. 某厚层顺层高陡斜坡如下图，坡角与岩层倾角相同为α=75°，c =1.0MPa ，φ=45°，

γ=25KN/m 3，岩层厚t =5m , 层面φs =30°，若不考虑层面内聚力，试确定斜坡的极限高度。

27. 设岩坡的坡高50m ，坡角α=55°，坡内有一结构面穿过，其倾角β=75°。在边坡坡

顶面线10m 处有一条张裂隙，其深度为Z=18m 。岩石性质指标为γ=26KN/m 3，c=60kPa ，φj =30°，求水深Z w 对坡安全系数F s 的影响。

ZSL ：2013-4-13

H max

东北大学2015年春学期《工程岩体力学》在线作业3满分答案

15春学期《工程岩体力学》在线作业3 一、单选题： 1.岩体结构类型的划分取决于( )。(满分:5) A. 结构面的性质 B. 结构体型式 C. 结构体和结构面的组合形式 D. 三者都应考虑 正确答案:D 2.影响岩体基本质量的主要因素为( )。(满分:5) A. 岩石类型、埋深 B. 岩石类型、含水量、温度 C. 岩体完整程度和岩石坚硬程度 D. 岩石强度 正确答案:C 3. 区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点又有很大差别，这主要是由( )引起的。(满分:5) A. 地质因素 B. 岩体结构 C. 岩体自重 D. 残余应力 正确答案:A 4.分析围岩状态时，围岩应力问题主要计算( ) (满分:5) A. 二次应力场 B. 位移 C. 破坏范围 D. 围岩自稳时间 正确答案:A 5.岩体强度尺寸效应是指( )。(满分:5) A. 岩体强度与试件的尺寸没有什么关系 B. 岩体强度随试件的增大而增大的现象 C. 岩体强度随试件的增大而降低的现象 D. 岩体的强度比岩石的小 正确答案:C 6.下面关于主应力的描述正确的是( ) (满分:5) A. 岩体中的主要应力 B. 主应力是正应力分量 C. 作用方向跟坐标轴平行的应力 D. 任意截面上的正应力分量 正确答案:B 7.判断下列哪种情况不属于地应力场的构成要素( )。(满分:5) A. 地壳板块边界受压，以及岩浆岩侵入和地壳非均匀扩容引起的地应力 B. 地幔热对流引起的地应力场和温度变化不均匀引起的应力场 C. 由于地质构造运动和地球旋转引起的附加应力 D. 开挖引起的分布应力场 正确答案:D 8.结构面胶结性对结合性的影响是显著的，下列哪种胶结强度最低( )？(满分:5)

岩石力学-硕士研究生课程报告-中南大学

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）。19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。这时，人们才开始重视边坡失稳给人类造成的危害，并开始借用一般材料分析中的工程力学理论对滑坡进行半经验、半理论的研究。 20世纪50年代，我国学者引进苏联工程地质的体系，继承和发展了“地质历史分析”法，并将其应用于滑坡的分析和研究中，对边坡稳定性研究起到了推动作用（张倬元等，1994）。该阶段学者们着重边坡地质条件的描述和边坡类型的划分，采用工程地质类比法评价边坡稳定性。 20世纪60年代，世界上几起灾难性的边坡失稳事件的发生（如意大利的瓦依昂滑坡造成近3000人死亡和巨大的经济损失）（张倬元等，1994）,使人们逐渐认识到了结构面对边坡稳定性的控制作用以及边坡失稳的时效特征，初步形

岩石力学复习资料共20页

第一章 1 岩石的造岩矿物有哪些？P13 答：有正长石，斜长石，石英，黑云母，白云母，角闪石，辉石，橄榄石，方解石，白云石， 高岭石，赤铁矿等 2岩石的结构连接类型有结晶连接，胶结连接。P15 3何谓岩石的微结构面？主要是指那些？P13 岩石中的微结构面，是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。包括矿物解理，晶格缺陷，晶粒边界，粒间空隙，微裂隙等。 4 岩石按地质成因分类，分三类，有岩浆岩，沉积岩，变质岩。P17 岩浆岩：岩浆不断向地壳压力低的地方移动，以致冲破地壳深部的岩层，沿着地缝上升，上升到一定的高度，温度、压力都发生降低，当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留，凝成岩浆岩。 水成岩：也叫沉积岩，是由风化剥蚀作用或火山作用形成的物质，在原地或被外力搬运，在适当的条件下沉积下来，经胶结和成岩作用而形成的，其矿物成分主要是粘土矿物，碳酸盐和残余的石英长石等，句层理结构，岩性一般哟明显的各项异性，按形成条件及结构特点，沉积岩分为：火山碎屑岩，粘土岩，化学岩和生物化学岩 变质岩：是在已有岩石的基础上，经过变质混合作用后形成的，温度和压力的不同，生成比不同的变质岩。 5岩石物理性质的主要指标及其表达方式是什么？P24-29

有容重，比重，孔隙率，含水率吸水率，渗透系数，抗冻系数。 重点是：比重、容重、吸水率、透水性的公式看看。 岩石在一定的条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性，含水率=岩石中水的质量与岩石烘干质量的比值。 岩石的透水性是岩石能被水透过的的性能。可用渗透系数来衡量。 P30 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因是：一构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀、缩不均匀二导致岩石的结构破坏；二当温度降到O°C一下时，岩石空隙中的水讲结冰，其体积增大约9%，会产生很大的膨胀压力，使岩石结构发生改变，直至破坏。 6 岩石的的强度及岩石单轴压缩破坏有几种形式？P31 岩石在各种载荷的作用下达到破坏的时所能承受的最大压力称为岩石的强度。 有三种，X状共轭斜面剪切破坏；但斜面剪切破坏；拉伸破坏。P33 7 什么是全应力应变曲线？P48 曲线不仅包括应力应变达到峰值时的曲线，还包括岩石超过峰值强度破坏后的变形特征。要用刚性试验机才能获得。 8 什么是摩尔包络线？如何根据实验绘制摩尔包络线？ 试件破坏时的应力摩尔圆，沿着很多的摩尔圆绘制包裹的曲线，也就是摩尔强度曲线，有直线型，有抛物线型的，包络线与Y轴的截距称为岩石的粘结力，与X轴的夹角称为岩石的内摩擦角。 有两种方式得到摩尔包络线：一对五六个岩石试件做三轴压缩实验，每次的围压不等，由小到大，得出每次试件破坏时的应力摩尔圆，有时也用单

岩石力学 知识点整理

岩石力学 第一章 绪论 1、岩石力学是研究岩石或者岩体在受力的情况下变形、屈服、破坏及破坏后的力学效应。 2、岩石的吸水率的定义。 演示吸水率是指岩石在大气压力下吸收水的质量w m 与岩石固体颗粒质量s m 之比的百分数表示，一 般以a w 表示，即w 0s a s s m w 100%m m m m -==? 第二章 岩石的物理力学性质 1、影响岩石的固有属性的因素主要包括试件尺寸、试件形状、三维尺寸比例、加载速度、湿度等。 2、简述量积法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：凡能制备成规则试样的岩石均可 基本原理：G/A*H H ：均高；A ：平均断面；G ：重量 3、简述劈裂试验测岩石抗压强度的基本原理。 在试件上下支承面与压力机压板之间加一条垫条，将施加的压力变为线性荷载以使试件内部产生垂直于上下荷载作用方向的拉应力在对径压缩时圆盘中心点的压应力值为拉应力值的3倍而岩石的抗拉强度是抗压强度的1/10，岩石在受压破坏前就被抗拉应力破坏 4、简述蜡封法测量岩石容重的适用条件和基本原理。 适用条件：不能用量积法或水中称量法（非规则岩石试样且遇水易崩解，溶解及干缩湿胀的岩石） 基本原理：阿基米德浮力原理 首先选取有代表性的岩样在105~110℃温度下烘干24小时。取出，系上细线，称岩样重量（g s ）,持线将岩样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立即提出，检查岩样周围的蜡膜，若有起泡应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封岩样的重量（g 1），然后将蜡封岩样浸没于纯水中称其重量（g 2），则岩石的干容重（γd ）为： γd =g s /[（g 1-g 2）/γw -（g 1-g s ）/γn] 式中，γn 为蜡的容重（kN/m 3），.γw 为水的容重（kN/m 3） 附注：1. g 1- g 2即是试块受到的浮力，除以水的密度，（g 1- g 2）/γw 即整个试块体积。 2. （g 1- g s ）/γn 为蜡的体积 第三章 岩石的力学性质 1、岩石的抗压强度随着围压的增大而(增大或减小)? 增大而增大。 2、岩石的变形特性通常用弹性模量、变形模量和泊松比等指标表示。 ①弹性模量：岩石在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。 ②变形模量：岩石在弹塑性变形阶段内，正应力和对应的总应变的比值。 ③泊松比：岩石在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。 3、简述如何利用全应力-应变曲线预测岩石的蠕变破坏。 当岩石应力水平小于 H 点的应力值，岩石试件不会发生蠕变。

岩石力学研究进展报告

岩石力学研究新进展报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXX 专业：岩土工程

岩石力学研究新进展报告 1 引言 时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。 岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。 本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间，我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下，努力做岩石力学的创新性研究，届时会在文献综述部分查阅和介绍更多最新以及更优秀的文献。 2 分形岩石力学 从古至今，岩石已成为人们熟知的工程材料，它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成，是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展，人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质，提出了多种岩石力学分析和计算方法，为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学，提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域，并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代，分形几何学开始应用于岩石力学研究，开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍，不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构，而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业3

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业3 下列关于围岩稳定性与岩石工程稳定性之间关系描述正确的是（） A:围岩失稳则岩石工程失稳 B:岩石工程失稳则围岩已经失稳 C:岩石工程失稳，围岩不一定失稳 D:二者没有关系 答案：B 影响岩体基本质量的主要因素为（）。 A:岩石类型、埋深 B:岩石类型、含水量、温度 C:岩体完整程度和岩石坚硬程度 D:岩石强度 答案：C 关于岩石组成与物理参数之间相关性的叙述，以下不正确的是（）。 A:两个物理参数与岩石组成存在相同依赖关系时，具有密切相关性。 B:两个物理参数与岩石结构存在相同依赖关系时，具有密切相关性。 C:如果岩石组成矿物近似一致，具有较好相关性。 D:即便岩石组成矿物近似一致，其相关性也可因岩石结构差异而产生较大随意性。 答案：D 下面不属于塌方发生前兆的是（）。 A:先掉小块，继而落石频繁，工作面支架变形加剧 B:施工时遇到软弱岩钻孔速度与硬岩比突然加快 C:钻孔中流出的水变浊、变色 D:钻孔岩芯饼化现象 答案：D 目前常用的应力测试手段主要是为了了解（） A:周边应力

B:围岩应力变化 C:初始应力 D:构造应力 答案：B 区域初始应力场有一致性，而区域内局部地点又有很大差别，这主要是由（）引起的。 A:地质因素 B:岩体结构 C:岩体自重 D:残余应力 答案：A 岩石与岩体的关系是（）。 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 答案：D 关于围岩应力特征，描述正确的是（） A:按弹性理论计算的结果与实际有差异，因而没有实用价值 B:围岩应力不是一个恒定值，具有随机性 C:弹性理论计算结果能够反映围岩应力状态，不需要了解真实情况 D:以上都不对 答案：B 岩体的力学性质受围压影响显著，随着围压的不断增大，岩体结构面的力学效应将（）。 A:减小 B:增加 C:不改变 D:不一定改变

岩石力学试验报告-2010

长沙理工大学 岩石力学试验报告 年级班号姓名同组姓名实验日期月日理论课教师：指导教师签字：批阅教师签字： 实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七

试验一、岩石单向抗压强度的测定 一、试验的目的： 测定岩石的单轴抗压强度Rc。当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。 二、试样制备： 1、试料可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块。在取料和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。 2、本次试验采用圆柱体作为标准试样，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.4cm，高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。 3、对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径之比宜为2.0～2.5。 4、制备试样时采用的冷却液，必须是洁净水，不许使用油液。 5、对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制样。 6、试样数量：每组须制备3个。 7、试样制备的精度。 (1)在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。 (2)两端面的不平行度，最大不超过0.05mm。 (3)端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25。 三、试样描述： 试验前的描述，应包括如下内容： 1、岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，风化程度，胶结物性质等特征。 2、节理裂隙的发育程度及其分布，并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。 3、量测试样尺寸，检查试样加工精度，并记录试样加工过程中的缺陷。 试件压坏后，应描述其破坏方式。若发现异常现象，应对其进行描述和解释。 四、主要仪器设备：

岩石力学第三章

第三章 3.1 1. 沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（） （A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 2. 断层属于哪一种类型的结构面？（） （A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 3. 卸荷作用下而形成的结构面属于哪一种类型的结构面? ( ) （A）原生结构面（B）构造结构面（C）次生结构面 简答 1. 在一定法向应力作用下，结构面在剪切作用下产生的切向变形形式有哪两种？ 2. 影响结构面力学性质的因素。 3. 影响结构面剪切强度的因素。 判断： 1. 试验结果表明，对于较坚硬的结构面，剪切刚度一般是常数。 2. 试验结果表明，对于松软结构面，剪切刚度随法向应力的大小改变。 5. 结构面强度与试件尺寸成反比。 7. 当法向应力增大时，结构面尺寸效应将随之减小。 9. 随着结构面尺寸的增大，达到峰值强度的位移量增大； 10.随着结构面尺寸的增加，剪切破坏形式由脆性破坏向延性破坏转化。 11. 结构面尺寸加大，峰值剪胀角减小。 12.随结构面粗糙度减小，尺寸效应也减小。 13. 随着结构面尺寸的增大，达到峰值强度的位移量减小； 3.2 1.岩石质量指标RQD是指岩芯采取率。 2. 岩石质量指标RQD是指单位长度的钻孔中10cm以上的岩芯占有的比例。 选择 1. 我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。 ①地应力大小；②地下水；③结构面方位；④结构面粗糙度。 （A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③ 2.我国工程岩体分级标准中，岩石的坚硬程度指标为：（） A）单轴抗压强度 B)饱和单轴抗压强度 C）抗压强度 D）抗剪强度 3.3 名词解释; 节理岩体 判断 1. 岩体是由各种形状的岩块和结构面组成的地质体。 2. 岩体中存在一组相互平行的结构面，垂直结构面和平行结构面，分别作抗压单轴试验时，在其它条件不多的情况下两者所对应的峰值强度大小相差很大。 3. 一般情况下，岩体的强度可由岩块强度来代表。 4. 岩体的强度不仅与组成岩体的岩石性质有关，而且与岩体内的结构面有关，此外，还与其所受的应力状态及地下水有关。 5. 结构面方位对岩体变形的影响随着结构面组数的增加而降低。 7. 结构面的密度对岩体变形的影响随着密度的增加而减少。 10．岩体的渗透系数是随应力增加而增加的。 11. 反复加卸载会使岩体的渗透系数降低，但是在三四个循环后，渗透系数基本稳定。 12. 反复加卸载次数越多，岩体的渗透系数越低。 13. 在低应力状态下，结构面的粗糙程度对结构面的抗剪强度有影响，即结构面粗糙度超高，

岩石力学题第三章例题

1. 有一节理面，其起伏角i=10°,基本摩擦角φ1=35°，两壁岩石的内摩擦角φ2=40°， C=10Mpa ，作此节理面的强度线。 解：小)1tan(i +=φστ 大)2tan(φστ+=c 2. 岩体中有一结构面，其摩擦角?=35s φ, 0=s c , 岩石内摩

擦角?=48e φ ，内聚力 MPa c e 10=，岩体受围压MPa 1032==σσ，受最大主应力 MPa 451=σ，结构面与1σ 方向夹角为45度，问岩体是否沿结构面破坏？岩体是否破坏？ 解：结构面的抗剪强度方程为： σστ7.035tan =?= 岩石的的抗剪强度方程为： 1011.148tan +=?+=σστ C 莫尔应力圆的中，结构面与1σ作用面夹角为45度，则该面上的应力状态为： MPa 5.27245 102 3 1=+= += σσσ MPa 5.172 10 452 3 1=-= -= σστ 该点（27.5，17.5）与结构面的抗剪强度的位置关系为：0.7×27.5=19.25>17.5即抗剪能力大于剪应力，岩体不从结构面破坏。 莫尔应力圆与岩石的的抗剪强度曲线的位置关系为：从圆心（27.5，0）向岩石的的抗剪强度曲线作垂线距离为： 5.17181 11.1105.2711.12 2 ?=++?= d 距离大于半径， 所以岩体处于稳定状态。 3．在大理岩中，存在着一个与主应力1σ夹角为β角的节理面，节理面的摩擦角为φ，内聚力为0，求岩体沿节理面发生滑动的应力状态。

解： 方法1 用莫尔圆与抗剪强度曲线的位置关系如图： 2 )2180sin(2sin 3 131φβφ+--?=- 得：) tan(tan 31φββ σσ+= 方法2：节理的抗剪强度曲线为：φσφστtan tan =+=c 与主应力1σ夹角为β角的节理面上的应力状态为： )90(2cos 2 2 3 13 1βσσσσσ-?-+ += )90(2sin 2 3 1βσστ-?-= 将其带入得： φβσσσσβσσtan )]90(2cos 2 2 [ )90(2sin 2 3 13 13 1-?-+ +=-?- )2sin(2 sin 2 3 13 1φβσσφσσ+-= + 得：β φβσσtan ) tan(3 1 += 4在大理岩中，已经找到一个与主应力 作用面成 角的节理面。对原有节理面设 ，摩擦角为 ，问该岩体重新开始滑动需要的应力状态。

岩石力学数值试验实验报告

岩石力学数值试验实验报告 姓名：郑周立学号： 1108010103 班级：采矿111班指导教师：左宇军 同组人：郑周立、周义现、胡斌、朱红伟、高言、 王坤 实验名称：圆孔对岩石力学性质影响的数值加载 试验 2014年5月16日

圆孔对岩石力学性质影响的数值加载试验 一、实验目的: 1.通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法。 2.了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。 3.通过操作端部效应对岩石力学性质影响的数值实验，了解每一步操作以及岩石破裂过程，最终完成实验得到结果。 二、实验原理: RFPA-2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法，是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。 三、 1、试样尺寸： 100mm*51mm 2、基元数: 100*51 3、应力分析模式: 平面应变 4、圆孔：半径10mm 5、加载方式：单轴压缩 6、加载条件：竖向位移加载 7、均质度m=2 8、加载量：每步0.002mm

9、实验内容： （1）、应力-应变曲线； （2）、强度； （3）、破坏模式 四、实验内容： (一)、操作步骤： 第一步启动RFPA，新建模型建立存放的根目录 第二步划分网格，单击在弹出的窗口中设置模型的大小，单击确定第三步选择施加荷载模式... （二）实验结果 弹性模量图 第1步

第4步（开始破坏） 第7步（开始横向破坏） 第32步（彻底破坏） 第200步

最大剪应力图第1步

第4步（开始破坏） 第33步（彻底破坏） 第200步 最大主应力图

岩石力学试验报告

岩石力学实验指导书及实验报告 班级 姓名 山东科技大学土建学院实验中心编

目录 一、岩石比重的测定 二、岩石含水率的测定 三、岩石单轴抗压强度的测定 四、岩石单轴抗拉强度的测定 五、岩石凝聚力及内摩擦角的测定（抗剪强度 试验） 六、岩石变形参数的测定 七、煤的坚固性系数的测定

实验一、岩石比重的测定 岩石比重是指单位体积的岩石（不包括孔隙）在105～110o C 下烘至恒重的重量与同体积4o C 纯水重量的比值。 一、仪器设备 岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径0.2或0.3毫米分样筛、天平（量0.001克）、烘箱、干燥器、沙浴、比重瓶。 二、试验步骤 1、岩样制备：取有代表性的岩样300克左右，用机械粉碎，并全部通过孔径0.2（或0.3）毫米分样筛后待用。 2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈与瓶塞相符的100毫升比重瓶，用蒸馏水洗净，注入三分之一的蒸馏水，擦干瓶的外表面。 3、取15g 岩样（称准到0.001克）得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中，注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈上。 4、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在沙浴上煮沸后再继续煮1～1.5小时。 5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温，然后注入蒸馏水，使液面与瓶塞刚好接触，注意不得留有气泡，擦干瓶的外表面，在天平上称重得g 1。 6、将岩样倒出，比重瓶洗净，最后用蒸馏水刷一遍，向比重瓶内注满蒸馏水，同样使液面与瓶塞刚好接触，不得留有气泡，擦干瓶的外表面，在天平上称重得g 2。 三、结果：按下式计算： s d g g g g d 1 2-+= 式中：d ——岩石比重； g ——岩样重、克； g 1——比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克； g 2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克； d s ——室温下蒸馏水的比重、d s ≈1

工程岩石力学复习答案

一、判断题 1.岩石试件尺寸越大，试验所获得的岩石强度越高。（错） 2.在结构体强度很高时，主要是结构面的力学性质决定了岩体的力学性质。（对） 3.岩石质量指标RQD值越大表明岩体完整性越好。（对） 4.岩体中初始应力就是岩体自重引起的压应力。（错） 5.人为裂隙产生后，巷道周边的应力集中程度降低。（对） 6.围岩破坏区的最大部位出现在巷道周边与初始应力场最大应力分量一致的方位上。 （错） 7.岩爆是岩石的一种动力破坏现象。（对） 二、填空题 1.岩石的强度指标包括单轴抗拉强度、（单轴抗压强度）、（剪切强度）和三轴 抗压强度。 2.结构面结合性取决于结构面的（闭合度、粗糙度、贯通性）、充填物的性质与厚度 等因素。 3.岩体中初始应力主要是由（自重应力、构造应力）组成。 4.地应力在绝大多数地区是以水平应力为主的三向不等压应力场，水平应力大于垂直应力 是由于（构造运动、地表剥蚀）造成的。 5.处在高应力区的岩石工程，主要采用（控制围压应力增高、释放应力）的办法来维 护其稳定性。 提高围岩自稳能力的方法主要有（减少围岩破坏、注浆加固 6.）。 7.现场位移测量常用的测试方法有（表面位移测量、深孔位移测量）两种。 8.相同条件下，抗震效果较好的支护型式是（喷锚支护）。 三、选择题 1.岩石与岩体的关系是（D）。 （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 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、非连续、各向异性材料 3.相同条件下，岩石抗压强度、抗剪强度和抗拉强度的大小为（C）。

岩体力学实验..

岩体力学实验 一.实验目的 岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。 二.实验设备、仪器和材料 1.钻石机、锯石机、磨石机； 2.游标卡尺，精度0.02mm； 3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架； 4.YE-600型液压材料试验机； 5.JN-16型静态电阻应变仪； 6.电阻应变片（BX-120型）； 7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。 三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态 1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。 2. 加工精度： a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。 b 直径偏差：试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm，用游标卡尺检查。 c 轴向偏差：试样的两端面应垂直于试样轴线。检测方法如图5-2所示，将试样放在水平检测台上，用直角尺紧贴试样垂直边，转动试样两者之间无明显

缝隙。 3.试样数量： 每种状态下试样的数量一般不少于3个。 4.含水状态：采用自然状态，即试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。 四.电阻应变片的粘贴 1.阻值检查：要求电阻丝平直，间距均匀，无黄斑，电阻值一般选用120欧姆，测量片和补偿片的电阻差值不超过0.5Ω。 2.位置确定：纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部，纵向、横向应变片排列采用“┫”形，尽可能避开裂隙，节理等弱面。 3.粘贴工艺：试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片→固化处理→焊接导线→防潮处理。 五.实验步骤 1. 测定前核对岩石名称和试样编号，并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、 裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。 2. 检查试样加工精度。并测量试样尺寸，一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。 3. 电阻应变仪接通电源并预热数分钟后, 连接测试导线，接线方式采用公 1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台 图5-1 试样平行度检测示意图 1—直角尺 2-试样 3- 水平检测台 图5-2 试样轴向偏差度检测示意图 图5-3 电阻应变片粘贴

现场岩石力学试验报告模板

工程勘察： 证书编号 45040Ⅲ -211-U 桂林漓江**水库枢纽工程 现场岩石试验报告 广西*******勘察设计研究院

核定：审查：校核：编写：试验：

1工作概况 (1) 2 现场混凝土与岩体抗剪（断）试验 (1) 2.1 抗剪(断)试验试样布置及地质条件 (1) 2.2 抗剪（断）试验试样制备情况 (2) 2.3 抗剪(断)试验方法 (2) 2.4 抗剪(断)试验成果整理方法 (3) 2.5 抗剪(断)试验破坏机理分析 (3) 2.6 抗剪断试验成果分析 (4) 3 现场岩体变形试验 (5) 3.1 岩体变形试验试样布置及地质条件 (7) 3.2 岩体变形试点制作 (7) 3.3 岩体变形试验方法 (7) 3.4 岩体变形试验成果整理 (7) 3.5 岩体变形试验成果分析 (8) 4 建议 (9)

1 工作概况 桂林漓江**水库枢纽工程位于广西桂林市为漓江一级支流，距离桂林**km有等外公路从**至**村。该水库枢纽主要任务是调蓄讯期洪水水量，枯水期向漓江补水，并利用补水水能发电。拟建枢纽最大坝高约**m，正常高水位**m，总库容约为**万m3，通过引水隧洞到下游厂房发电，电站装机容量为**MW。 坝址现场岩体力学试验于****日至*****日坝轴线左岸及坝轴线下游200m右岸进行现场混凝土与岩体抗剪（断）试验及现场岩体变形试验，共完成工作量见表1。 表1 现场岩石试验工作量表 试验数据采集和处理采用8098多功能岩土检测系统，该微机系统于1991年4月通过广西科学技术委员会的技术鉴定，开工前经广西计量测试研究所率定。各项技术指标均符合DLJ204-81，SLJ2-81《水利水电工程岩石试验规程》（试行），DL5006-92《水利水电工程岩石试验规程（补充部分）》。 2 现场混凝土与岩体抗剪（断）强度试验 2.1抗剪(断)试验试样布置及地质条件 a) 现场混凝土与岩体抗剪（断）试验在坝址区内进行，分别选强、弱风化泥质粉砂岩各12个点（即3组），详见表2。岩层产状一般为**?/NW∠**?,周围岩石为砂岩、泥岩互层。

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业1

20秋学期《工程岩体力学》在线平时作业1 影响岩体基本质量的主要因素为（）。 A:岩石类型、埋深 B:岩石类型、含水量、温度 C:岩体完整程度和岩石坚硬程度 D:岩石强度 答案：C 岩体强度与结构面组数的关系是（）。 A:岩体强度与结构面组数没有什么关系 B:岩体强度随结构面组数增加而增大的现象 C:岩体强度随结构面组数增加而降低的现象 D:垂直层理和平行层理的岩体抗压强度受结构面组数影响程度相同答案：C 下面不属于塌方发生前兆的是（）。 A:先掉小块，继而落石频繁，工作面支架变形加剧 B:施工时遇到软弱岩钻孔速度与硬岩比突然加快 C:钻孔中流出的水变浊、变色 D:钻孔岩芯饼化现象 答案：D 大部分岩体属于（）。 A:均质连续材料 B:非均质材料 C:非连续材料 D:非均质、非连续、各向异性材料 答案：D 按简化的弹性力学模型计算的应力值不能用于（） A:给出围岩的真实应力 B:估计围岩状态

C:选择合理巷道断面形状 D:以上都可以 答案：A 组成岩体结构的基本单元是（）。 A:结构体 B:结构体和裂隙 C:结构面和夹层 D:结构体和结构面 答案：D 下列关于围岩稳定性与岩石工程稳定性之间关系描述正确的是（）A:围岩失稳则岩石工程失稳 B:岩石工程失稳则围岩已经失稳 C:岩石工程失稳，围岩不一定失稳 D:二者没有关系 答案：B 当岩体中存在两组结构面时，则岩体强度（）。 A:是两组结构面效应之和 B:是两组结构面效应之平均 C:是两组结构面效应之差 D:受强度最低的一组控制 答案：D 岩石力学指标的影响因素涉及（）。 A:岩石本身 B:环境 C:试验技术 D:以上都有 答案：D 下列关于围岩稳定性分析叙述正确的是（）。

(完整版)重庆大学岩石力学总结

重庆大学岩石力学总结 第一章 1 岩石中存在一些如矿物解理，微裂隙，粒间空隙，晶格缺陷，晶格边界等内部缺陷，统称微结构面。 2 岩石的基本构成是由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定。 3 岩石的结构是指岩石中矿物颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小，形状，排列，结构连接特点及岩石中的微结构面。其中以结构连接和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。 4岩石中结构连接的类型主要有两种：结晶连接，胶结连接。 5 岩石中的微结构面是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它包括矿物的解理，晶格缺陷，晶粒边界，粒间空隙，微裂隙等。 6 矿物的解理面指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。 7 岩石的物理性质是指由岩石固有的物质组成和结构特征所决定的比重，容重，孔隙率，岩石的密度等基本属性。 8 岩石的孔隙率是指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值。 9岩石的水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质称为岩石的水理性。包括岩石的吸水性，透水性，软化性和抗冻性。 10 岩石的天然含水率rd w m m w = w m 表示岩石中水的质量，岩石的烘干质量rd m 11 岩石在一定条件下吸收水分的性能称为岩石的吸水性。它取决于岩石孔隙的数量，大小，开闭程度和分布情况。表征岩石吸水性的指标有吸水率，饱和吸水率和饱水系数。岩石吸水率dr dr o a m m m w -=. dr m 为岩石烘干质量，o m 为岩石浸水48小时后的总质量。 12 岩石的饱水率是岩石在强制状态下（高压，真空或煮沸）岩石吸入水的质量与岩石烘干质量的比值。 13岩石的透水性：岩石能被水透过的性能。可用渗透系数衡量。主要取决于岩石孔隙的大小，方向及相互连通情况。A dx dh k q x = K 为岩石的渗透系数，h 为水头的高度，Ａ为垂直于Ｘ方向的截面面积，qx 为沿Ｘ方向水的流量。 透水性物理意义：是介质对某种特定流体的渗透能力，渗透系数的大小取决于岩石的物理特性和结构特征。 14 岩石在反复冻融后强度降低的主要原因：１构成岩石的各种矿物的膨胀系数不同，当温度变化时，由于矿物的胀缩不均而导致岩石结构的破坏。２当温度降到０℃以下时，岩石孔隙的水结冰，体积增大约％９，会产生很大的膨胀压力，使岩石的结构发生改变甚至破坏。 15 进行岩石强度实验选用的试件必须是完整岩块，而不应包含节理裂隙。 16 岩石强度指标值受下列因素影响：①试件尺寸②试件形状③试件三维尺寸比例④加载速率（加载速率越多，所测岩石强度指标值越高⑤湿度

岩石力学实习报告

岩石力学实习报告 试验一岩石点荷载强度试验 一．试验目的 岩体的点荷载试验是将岩石块体置于一对点接触的加荷装置上， 岩石破坏主要是呈劈裂破坏的性质，破坏的机理是张破坏。用来测定岩石的抗拉强度，又根据岩石的抗拉强度与抗压强度之间的内在联系，由点荷载试验结果换算出岩石的抗压强度。 二．试验原理 试件在一对点荷载作用下发生破坏iao，主要是由于加荷轴线上 的拉应力引起的，其破坏机制为张破裂。试验表明，不同形状的试件在点荷载作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同，这为采用不同形状的试件在点荷载作用下，其加荷轴附近的应力状态基本相同，这为采用不同形状及不规则试件进行点荷载试验提供了理论依据。点荷载试验得出的基本力学指标是点荷载强度指数，其计算公式为： Is?p2De 式中： P——作用于试件破坏时的荷载值（KN）； De——等效岩芯直径（mm），对于采取的钻孔岩芯径向试验， De2==D2(D——岩芯直径)，对于岩芯的轴向试验，方块体以及不规则岩块试验De?24A ?(A=DW,D

——试件上、下两加荷点间距离，W——试件破裂面垂直于加荷轴的平均宽度)。 试验表明，同一种岩石当试件尺寸不同时，对点荷载强度会产生影响，因此试验方法标准中规定以D=50mm时的点荷载强度为基准，当D值不等于500mm时，需对点荷载强度进行修正，其修正公式为： Is(50) 式中： F——尺寸修正系数； M——修正指数，由同类岩石的经验值确定，1985年国际岩石力学协会（ISRM）建议m=0.45，近似取m=0.5。?De?F??FIs??50??M 由点载荷强度指数可进一步计算出岩石的单轴抗压强度（?c）及抗拉强度（?t）计算公式如下： .75?c?22.8210 s(50)?t?K1Is(50) 三．试验步骤 (一)试件制备 1.试样应取自于工程岩体，具有代表性。可利用钻孔岩芯，或在基岩露头、勘探抗槽探硐、巷道中采取岩块。试件应完整，在取样及制备过程中避免产生裂缝。 2.试件尺寸应符合以下规定： （1）应采用岩芯试件作径向试验时，试件的长度与直径之比不应小于1.0；作轴向试验时，加荷两点距离与试件直径之比为0.3~1.0；

岩体力学课后习题答案

10.一个5cm*5cm*10cm 的试样，其质量为678g，用球磨机磨成岩粉状并进行风干，天平称得其重量为650g，取其中岩粉60g作颗粒密度试验，岩粉装入李氏瓶前，煤油的读书为0.5cm3，装入岩粉后静置半小时，得读数为20.3cm3，求：该岩石的天然密度、干密度、颗粒密度、岩石天然孔隙率（不计煤油随温度的体积变化）。 解：天然密度:ρ=m/v=678/（5*5*10）=2.7g/cm３干密度:ρd=m s/v=650/（5*5*10）=2.6g/cm３ 颗粒密度:ρs=m s/v s=60/(20.3-0.5)=3.0g/cm３ 岩石天然孔隙率: n=1-ρd/ρs=1-2.6/3.0=0.133=13.3% 12.已知岩石单元体A-E的应力状态如图所示，并已知岩石的c=4MP，φ=35°，试求： （1）各单元体的主应力的大小、方向，并作出莫尔应力圆。（2）判断在此应力下，岩石单元体按莫尔-库伦理论是否会破坏？（单位：MP） A. σy=5.0 B. τxy=4.0 C. σx=5.0 τxy=2.0 D.σy=6.0,σx=6.0 E. σx=10.0, σy=1.0,τxy=3.0

解：σ1=（σx+σy ）/2+22)2( xy y x τσσ+-, σ3=（σx+σy ）/2-22)2(xy y x τσσ+- A ：①.σ1=(0+5.0)/2+2.5=5.0 ,σ3=(0+5.0)/2-2.5=0 θ=)2arctan(21y x xy σστ-=0° ②.σ1=ξσ3+σc ，σc =2ccos φ/(1-sin φ), ξ=(1+sin φ)/(1-sin φ) 带入数据可得： σc =5.92 ξ=3.69 σ1=ξσ3+σc =3.69σ3+5.92， 带入σ3=0，得σ1=5.92 而题中σ1=5.0，小于5.92，所以岩石单元体不会破坏 B:①.σ1=0+4.0=4.0 ,σ3=0-4.0=-4.0

岩体力学复习要点

1.岩体力学：是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破 坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。 2.岩体力学的研究方法：工程地质研究法、试验法、数学力学分析法、综合分 析法 3.岩体:是指在地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络组成的，具有一 定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。4.结构面：指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长 度，厚度相对较小的地质界面或带。 5.岩块的结构：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式及微结构面发育情况 与粒间连结方式等反映在岩块构成上的特征。 6.岩块的构造：是指矿物集合体之间及其与其他组分之间的排列组合方式。 7.结构面迹长：是指结构面与露头面交线的长度。 8.岩体质量指标RQD：长度大于10cm的岩心长度之和与钻孔总进尺的百分比。 9.岩石的吸水性：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水 性。 10.岩石的软化性：岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性 11.蠕变：是指岩石在恒定的荷载作用下，变形随时间逐渐增大的性质。 12.影响单轴抗压强度的因素：岩块的抗压强度受一系列因素影响和控制，主要 包括两个方面：一是岩石本身性质方面的因素，如矿物组成、结构构造(颗粒大小、连结及微结构发育特征等)、密度及风化程度等等；二是试验条件方面的因素（试件的几何形状及加工精度、加载速率、端面条件、湿度和温度、层理结构） 13.剪切强度：在剪切荷载作用下，岩块抵抗剪切破坏的最大剪应力，称为剪切 强度 14.岩石的破坏判据：一、库仑--纳维尔判据适用条件：低应力或坚硬、较坚硬 的岩石的剪切破坏. 15.二、莫尔判据 16.1. 斜直线型：同库仑--纳维尔判据 17.2. 二次抛物线型：适用条件：高应力或软弱、较软弱岩石的剪切破坏 18.3. 双曲线型：适用条件：中等应力或较坚硬岩的剪切破坏。 三、格里菲斯判据适用条件：非常适用于脆性岩石的拉破坏。 四、八面体强度判据该判据适用于以延性破坏为主的岩石。 19.应力-变形关系曲线特征 ①开始时随着法向应力增加，结构面闭合变形迅速增长，σn-ΔV及σn-ΔV ｊ曲线均呈上凹型。当σn增到一定值时，σn-ΔVｔ曲线变陡，并与σn-ΔVｒ曲线大致平行。说明结构面已基本上完全闭合，其变形主要是岩块变形贡献的。这时ΔVｊ则趋于结构面最大闭合量Vｍ ②初始压缩阶段，含结构面的岩块变形ΔVｔ主要是由结构面的闭合造成的。试验表明，当σn＝１MPa时，ΔVｔ/ΔVｒ可达5~30，说明ΔVｔ占了很大一部分。 ③法向应力σn大约从σｃ/3处开始，含结构面的岩块变形由以结构面的闭合为主转为以岩块的弹性变形为主。 ④结构面的σn- ΔVｊ曲线大致为以ΔVｊ＝Vｍ为渐近线的非线性曲线。可用初始法向刚度及最大闭合量来确定，与结构面的类型及壁岩性质无关。