2011巖石力學考試題

1、1、巖體的強度小于巖石的強度主要是由于（A ）巖體中含有大量的不連續(xù)面（B）巖體中含有水（C ）巖體為非均質材料（D ）巖石的彈性模量比巖體的大2、 巖體的尺寸效應是指 （）。（A）巖體的力學參數與試件的尺寸沒有什么關系（B）巖體的力學參數隨試件的增大而增大的現象（C）巖體的力學參數隨試件的增大而減少的現象（D）巖體的強度比巖石的小3、 影響巖體質量的主要因素為（）。（A）巖石類型、埋深（B）巖石類型、含水量、溫度（C）巖體的完整性和巖石的強度（D）巖體的完整性、巖石強度、裂隙密度、埋深4、 我國工程巖體分級標準中巖石的堅硬程序確定是按照（）。（A）巖石的飽和單軸抗壓強度（B）巖石的抗拉強度（

2、C）巖石的變形模量（D）巖石的粘結力5、 下列形態(tài)的結構體中，哪一種具有較好的穩(wěn)定性 ？（）（A）錐形（B）菱形（C）楔形（D）方形6、沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結構面（A）原生結構面（B）構造結構面（C）次生結構面7、巖體的變形和破壞主要發(fā)生在（）（A）劈理面（B）解理面（C）結構（D）晶面&同一形式的結構體，其穩(wěn)定性由大到小排列次序正確的是（）（A）柱狀 > 板狀 > 塊狀（B）塊狀 > 板狀 > 柱狀（C）塊狀 > 柱狀 > 板狀（D）板狀 > 塊狀 > 柱狀9、 不同形式的結構體對巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序為

3、（）（A）聚合型結構體 >方形結構體 >菱形結構體 >錐形結構體（B）錐形結構體 >菱形結構體 >方形結構體 >聚合型結構體（C）聚合型結構體 > 菱形結構體 > 文形結構體 > 錐形結構體（D）聚合型結構體 >方形結構體 >錐形結構體 >菱形結構體10、 巖體結構體是指由不同產狀的結構面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完整堅硬的單無塊體，其結構類型的劃分取決于（）（A）結構面的性質（B）結構體型式（C）巖石建造的組合 （D）三者都應考慮1、A 2、C 3、C 4、A 5、D 6、A 7、C 8、B 9、A 10、D）。？

4、（）。？（）。野外鑒別為原層狀（A）1530MPa（ B）5MPa（ C） 515MPa（ D） 2MPa2、 我國工程巖體分級標準中巖體完整性確定是依據（）。（A）RQD（ B）節(jié)理間距（C）節(jié)理密度（D）巖體完整性指數或巖體體積節(jié)理數3、 在我國工程巖體分級標準中，較完整巖體表示巖體的完整性指數為（A）0.550.35（ B）0.350.15（ C）0.55（ D）0.750.554、 在我國工程巖體分級標準中，巖體基本質量指標是由哪兩個指標村確定的（A）RQD和節(jié)理密度（B）巖石單軸飽和抗壓強度和巖體的完整性指數（C）地下水和 RQD（ D）節(jié)理密度和地下水5、我國工程巖體分級標準中是根

5、據哪些因素對巖石基本質量進行修正的地應力大?。坏叵滤?；結構面方位；結構面粗糙度。（A，（B），（C）（D，6、 某巖石、實測單軸飽和抗壓強度RC=55MPa，完整性指數 KV=0.8，結構，結構面結合良好，錘擊清脆有輕微回彈，按工程巖體分級標準確定該巖石的基本質量等級為（）（A） I 級（B） II 級（C） III 級（D） IV 級1、C 2、D 3、D 4、B 5、D 6、B1、初始地應力主要包括（）。（A）自重應力（B）構造應力（C）自重應力和構造應力（D）殘余應力2、初始地應力是指 （）。（A）未受開挖影響的原始地應力（B）未支護時的圍巖應力（C）開挖后巖體中的應力（D）支護完成后圍

6、巖中的應力3、 構造應力的作用方向為（）。A、鉛垂方向B、近水平方向C、斷層的走向方向D、傾斜方向4、 下列關于巖石初始應力的描述中，哪個是正確的？（）。（A）垂直應力一定大于水平應力（B）構造應力以水平應力為主（C）自重應力以壓應力為主（D）自重應力和構造應力分布范圍基本一致5、 如果不時行測量而想估計巖體的初始應力狀態(tài)，則一般假設側壓力系數為下列哪一個值 比較好？（）（A）0.5（ B）1.0（ C）1 （ D）16、 測定巖體的初始應力時，最普遍采用的方法是 （）（A）應力恢復（B）應力解除 法（C）彈性波法（D）模擬試驗1、C 2、A 3、B 4、B 5、B 6、B1、在工程實踐中，洞

7、室圍巖穩(wěn)定性主要取決于（B ）。（A）巖石強度 （B）巖體強度（C）結構體強度（D）結構面強度1.1巖石與巖體的關系是 （B ）。（A）巖石就是巖體（B）巖體是由巖石和結構面組成的（C）巖體代表的范圍大于巖石（D）巖石是巖體的主要組成部分1.2大部分巖體屬于（D ）。（A）均質連續(xù)材料（B）非均質材料（C）非連續(xù)材料（D）非均質、非連接、各向異性材料2.1巖石的彈性模量一般指（B ）。（A）彈性變形曲線的斜率（B）割線模量（C）切線模量（D）割線模量、切線模量及平均模量中的任一種2.2巖石的割線模量和切線模量計算時的應力水平為（D ）。（A）匚B _、（ C）（ D），所以巖石屬于（B ）。2

8、.3由于巖石的抗壓強度遠大于它的抗拉強度（A）脆性材料（B）延性材料（C）堅硬材料 （D）脆性材料，但圍壓較大時，會呈現延性特征2.4剪脹（或擴容）表示（D ）。（A）巖石體積不斷減少的現象（B）裂隙逐漸閉合的一種現象（C）裂隙逐漸漲開的一種現象（D）巖石的體積隨壓應力的增大逐漸增大的現象2.5剪脹（或擴容）發(fā)生的原因是由于 （D ）。（A）巖石內部裂隙閉合引起的（B）壓應力過大引起的（C）巖石的強度大小引起的（D）巖石內部裂隙逐漸張開的貫通引起的2.6巖石的抗壓強度隨著圍巖的增大（A ）。（A）而增大（B）而減小 （C）保持不變（D）會發(fā)生突變2.7劈裂試驗得出的巖石強度表示巖石的（B ）。

9、（A）抗壓強度 （B）抗拉強度 （C）單軸抗拉強度 （D）剪切強度9、格里菲斯強度準則不能作為巖石的宏觀破壞準則的原因是（D ）。（A）它不是針對巖石材料的破壞準則（B）它認為材料的破壞是由于拉應力所致（C）它沒有考慮巖石的非均質特征（D）它沒有考慮巖石中的大量身長裂隙及其相互作用10、巖石的吸水率是指 （B ）。（A）巖石試件吸入水的重量和巖石天然重量之比(B) 巖石試件吸入水的重量和巖石干重量之比(C) 巖石試件吸入水的重量和巖石飽和重量之比(D) 巖石試件天然重量和巖石飽和重量之比11、 已知某巖石飽水狀態(tài)與干燥狀態(tài)的抗壓強度之比為0.72 ,則該巖石(A )。(A) 軟化性強，工程地質

10、性質不良(B) 軟化性強，工程地質性質較好(C) 軟化性弱，工程地質性質較好(D) 軟化性弱，工程地質性質不良12、 當巖石處于三向應力狀態(tài)且比較大的時候，一般應將巖石考慮為(B )。(A)彈性體(B)塑性體(C)彈塑性體(D)完全彈性體13、 在巖石抗壓強度試驗中，若加荷速率增大，則巖石的抗壓強度(A )。(A)增大(B)減小(C)不變(D)無法判斷，則巖石破壞時破裂面與最大14、按照庫侖一莫爾強度理論，若巖石強度曲線是一條直線主應力作用方向的夾角為(C )。(A) 45 ° B) 45 ° Q/2(C) 45 °- Q/2(D) 60°15、在巖石的

11、含水率試驗中，試件烘干時應將溫度控制在)。(A) 95105 C(B)100105 C(C) 100110 C(D) 105110 C16、按照格理菲斯強度理論，脆性巖體破壞主要原因是(A)受拉破壞(B)受壓破壞(C)彎曲破壞(D)剪切破壞17、在缺乏試驗資料時，一般取巖石抗拉強度為抗壓強度的(A) 1/21/5(B) 1/101/50（C） 25 倍（D） 1050 倍18、 某巖石試件相對密度 ds=2.60 ,孔隙比e=0.05 ,則該巖石的干密度pd為（D ）（A） 2.45 （ B） 2.46 （ C） 2.47 （ D） 2.4819、 下列研究巖石彈性、塑性和粘性等力學性制裁的理

12、想力學模型中，哪一種被稱為凱爾文模型？（ C ）（A）彈簧模型（B）緩沖模型（C）彈簧與緩沖器并聯（D）彈簧與緩沖器串聯20、格里菲斯準則認為巖石的破壞是由于（A ）o（A）拉應力引起的拉裂破壞（B）壓應力引起的剪切破壞（C）壓應力引起的拉裂破壞（D）剪應力引起的剪切破壞3.1 某均質巖體的縱波波速是-,橫波波速是_一_】,巖石容重,求巖體的動彈性模量，動泊松比和動剪切模量。解：彈性理論證明，在無限介質中作三維傳播時，其彈性參數間的關系式如下動泊松比1 = 0.2730458750_ 卩；-2 用 _ 47203 - 2 x 26553 如 2(47203- 26553)己_僅1 + 口）（1

13、 -洞卞動彈性模量 _: -2.63(1 + 0.27)(1 -2x0.27)x 222784009.817(1-0,27)動剪切模量G,按公式34229558,26x1007.1316= 477579.6367*g/cffl3:0= 217-3x104 =18.8xio4ig/c22(1-)2(0 27 + 1)3.2求在自重作用下地殼中的應力狀態(tài) ：如果花崗巖 ' L： ，泊松比程 則一公里深度以下的應力是多少？ 解：因為地殼厚度比地球半徑小的多 。在局部地區(qū)可以把地表看作一個半平面 ，在水平方 向為二，深度也無限。現考慮地面下深度 Z處的一個微小單元體。它受到在它上邊巖、土 體重

14、量的壓力。在單位面積上，這個重量是丨，其中，：是它上面物體的體 積，是物理單位體積的重量，因此：匕一如果單元體四周是空的，它將向四周膨脹，當由于單元體四周也都在自重作用 下，相互作用的影響使單元體不能向四周擴張。即屯二巧二上_ = - j£解之，則得：對于花崗巖，I' 一 " 'I '宀，一公里深度以下的應力為26x1000”woo x100 = 260kg/cm20.251-0.25x260 = 87Ag/cff«3由此可見，深度每增加一公里，垂直壓力增加':'.7 ''r'，而橫向壓力約為縱向壓力

15、的三分之一。6.1設某花崗巖埋深一公里，其上復蓋地層的平均容重為花崗巖處于彈性狀態(tài)，泊松比.。該花崗巖在自重作用下的初始垂直應力和水平應力分別為()°(A) 2600 和 867 -；( B) 26000 和 8667 診匸(C) 2600 和 866 H-；( D) 2600 和 866.7解答(1) 垂直應力計算k= 26x1000= 260002-1(2) 水平應力計算其中：側壓力系數L的大小與巖體的性質有關，當巖體處于彈性狀態(tài)時，采用彈性力學公 式；當巖體比較破碎時，采用松散介質極限平衡理論公式；當巖體處于潛塑狀態(tài)時，采用 海姆公式°因為本題巖體處于彈性狀態(tài)，所以采

16、用彈性力學公式，側壓力系數:為巳 “0.2511-乂1-0 253所以：匕二內二2600%二淤67恥可見，本題的正確答案為(B)1.什么叫巖石？什么叫巖體？它們之間的區(qū)別何在？答：巖石，是組成地殼的基本物質，它是由礦物或巖屑在地質作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質體。巖體，是指一定工程范圍內的自然地質體，它經歷了漫長的自然歷史過程，經受了各種地質作用，并在地應力的長期作用下，在其內部保留了各種永久變形和各種各樣的地質構造形跡（不整合、褶皺、斷層、層里、節(jié)理、劈理等不連續(xù)面。巖石和巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干連續(xù)面，巖體的強度遠低于巖石強度。2巖石按照成因分成哪幾類？其各自的成因及特征是什么？

17、試舉出幾種巖石實例。答：按照成因，巖石可分成巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類。巖漿巖是由巖漿冷凝而成的 巖石。組成巖漿巖的各種礦物化學成分和物理性質較為穩(wěn)定，它們之間的連接是牢固的，具有較高的力學強度和均勻性（橄欖巖、流紋巖）。沉積巖是由母巖在地表經風化剝蝕而產生的物質，通過搬運、沉積、和固結作用而形成的巖石。沉積巖的物理力學特性與礦物 和巖屑的成分，膠結物的性質有很大關系，另外，沉積巖具有層理構造（礫巖、頁巖、泥巖）。變質巖是由巖漿巖、沉積巖甚至變質巖在地殼中受到高溫、高壓及化學活動性流體的影響下發(fā)生編制而形成的巖石。它的物理性質與原巖的性質、變質作用的性質和變質程度有關（片麻巖、板巖、大理巖）

18、。3.什么叫巖石力學？其研究內容是什么？研究方法有哪些？答：巖石力學是研究巖石及巖體在各種不同受力狀態(tài)下產生變形和破壞的規(guī)律，并在工程地質定性分析的基礎上定量地分析巖體穩(wěn)定性的一門學科。巖石力學研究的內容：（1）基本原理，包括巖石的破壞、斷裂、蠕變及巖石內應力、應變理論等的研究；（2）實驗室試驗 和現場原位試驗，包括各種靜力和動力方法，以確定巖塊和巖體在靜力和動力作用下的性 狀及tanti內的初始應力；（3）在實際應用方面，包括地表巖石地基的穩(wěn)定和變形問題、巖石邊坡的穩(wěn)定性等問題的研究。研究方法有科學實驗和理論分析相結合的方法。4巖石的物理性質指標主要有哪些？它們是如何定義的？答：質量密度（單

19、位體積的質量）；重度（單位體積的重量）；相對密度（巖石的干重量 除以巖石的實體積所得的量與1個大氣壓下4攝氏度的純水的重度的比值）；孔隙率（孔隙體積與總體積百分比）；孔隙比（孔隙體積與固體的體積之比）；含水率（天然狀態(tài)下巖石中水的重量與巖石烘干重量的百分比）；吸水率（干燥巖石試樣在一個大氣壓和室溫條件下吸入水的重量與巖石干重百分比）；飽水率（巖樣在強制狀態(tài)（真空、煮沸、高壓）下，巖樣的最大吸水重量與巖樣烘干重量的百分比）；滲透性（在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力）；膨脹性（巖石浸水后體積增大的性質）；崩解性（巖石與水相互作用時失去黏結性并變成完全喪失強度的松散物質的性能）；軟化性（

20、巖石與水相互作用時強度降低的特性）；抗凍性（巖石抵抗凍融破壞的性能稱為巖石的抗凍性）。5巖石的容重、密度取決于何種因素？與巖石的力學性質有何相關性？答：巖石的容重、密度取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含水量。巖石的重度在定程度上反映出巖石力學性質的優(yōu)劣，通常巖石的重度愈大，其力學性質愈好6巖石的比重取決于何種因素？答：巖石的比重取決于組成巖石的礦物的相對密度，巖石中重礦物越多其比重越大，大部分巖石比重介于 2.502.80之間。7巖石含空隙指標與巖石力學性質有何關系？答：巖石含空隙指標值越大巖石力學性質就越差。8. 巖石的吸水率取決于何種因素？與巖石力學性質有何關系 ？答：巖石吸水率大小

21、取決于巖石中孔隙數量多少和細微裂隙的連通情況。吸水率愈大，巖石的力學性能就愈差。9. 巖石的飽水指標與巖石的抗凍性有何相關性？答：巖石飽水指標反映巖石中張開型裂隙和孔隙的發(fā)育情況，對巖石的抗凍性有較大影響。飽水系數（吸水率與飽水率百分比 ）一般在0.50.8之間。試驗表明，飽水系數91% 時，可免遭凍脹破壞。10. 巖石的軟化、膨脹和崩解的機理是什么？它們與巖石的力學性質有何關系？答：巖石的軟化機理，由于水分子進入顆粒間的間隙而消弱了顆粒間的聯結造成的；崩解機理，由于水花過程中消弱了巖石內部結構的聯結引起的；膨脹機理，經水化作用后相鄰顆粒間產生的契劈效應 ，當契劈作用力大于結構聯結力 ，巖石顯

22、示膨脹性。巖石的軟化、 崩解和膨脹性質越好，巖石力學性質就越差。11. 試推導用巖石的干容重、比重和水的容重表示巖石的空隙率和空隙比。答：已知巖石干容重 ；比重g S ；水的容重 據土力學公式：空隙比e =dS- 廠1 ；空隙率"于1n"LdGS答案：因為巖石中包含空隙，才導致巖石吸水性的存在?？障对蕉?，吸水性越明顯。巖石的吸水率是在常溫常壓下進行的，水只能進入大開空隙，而小開空隙和閉空隙水不能進入，因此它與大開空隙率有關。巖石的飽和吸水率在高壓（或真空）條件下浸水，一般認為 水能進入所有開空隙中，因此它與開空隙率有關。13.試推導巖石吸水率與巖石大開空隙率的關系。解：設巖石的大開空隙率 nb，大開空隙體積Vvb占總空隙體積Vv的百分比為k，巖石相Vvb* kVvb* k對密度為 Rs，則巖石吸水率 Wa與大開空隙率的關系表示如下_時_ 卩 a*VvVvb*kw ms ps*VsGs*VsGs*（vvv）Gs*（v-Vvb*k） JGs ! k*14.試推導巖石飽水率與巖石開型空隙率的關系。解：通常認為，在高壓條件下水能進入巖樣所有敞開的空隙中。所