岩石力学考前练习题及答案.doc

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1、1.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？按照成因分为：岩浆岩，沉积岩，变质岩。各自特点：岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。沉积岩具有层理构造，沿不同的方向表现出不同的力学性能。变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质和变质程度有关。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？答：结构是针对构成岩石的微细粒子部分而言的，而岩石的构造是指较大的部分，构造比结构使用更广泛。联结有结晶联结和胶结联结。3.岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？a重力密度（

2、重度）：岩石单位体积（包括岩石中的孔隙体积）的重量。r=W/Vb质量密度：岩石单位体积（包括岩石中的孔隙体积）的质量。c相对密度：岩石的干重量除以岩石的实体积（不包括岩石中的孔隙体积）所得的量与1个大气压下4C时的纯水的重度的比值。Gs=Ws/VsRwd孔隙率：岩石试样中孔隙体积与岩石试样总体积的百分比。n=Vv/Ve孔隙比：孔隙的体积Vv与固体的体积Vs的比值。e=Vv/Vse=n/1-nf天然含水率：天然状态下岩石中水的重量Ww与岩石烘干重量Ws比值的百分率。g吸水率：干燥岩石试样在一个大气压和室温条件

3、下吸入水的重量Ww与岩石干重量Ws之比的百分率h饱水率：岩样在强制状态下，岩样的最大吸入水的重量与岩样的烘干重量的比值的百分率。I饱水系数：岩石吸水率与饱水率比值的百分率。J渗透性：在水压力作用下，岩石的空隙和裂缝透过水的能力。k膨胀性：岩石浸水后体积增大的性质。l崩解性：岩石与水相互作用时失去黏结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。m软化性：岩石与水相互作用时强度降低的特性。o抗冻性：岩石抵抗冻融破坏的性能。1.岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。答：脆性破坏：由于应力条件下岩石中裂隙的产生和

4、发展的结果。塑性破坏：是在塑性流动状态下发生的，这是由于组成物质颗粒间相互滑移所致。2.什么是岩石的全应力－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？答：在刚性试验机进行单轴压力试验可以获得完整的岩石应力应变全过程曲线。分为四个区段：（1）在OA区段，曲线稍微向上弯曲；（2）在AB区段，很接近于直线；（3）在BC区段，曲线向下弯曲，直至C点的最大值；（4）下降段CD刚性试验机：符合压力机刚度大于试件刚度的压力试验机。因为普通材料试验机刚度小于岩杨刚度。3.什么是岩石的弹

5、性模量、变形模量和卸载模量。答：弹性模量：加载曲线直线段的斜率。变形模量：在应力-应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线的斜率。卸载模量：卸载曲线上该点的切线曲率。4.在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？（b1）b2>b3）答：(1)当b2=b3时，随围压的增大，岩石的塑性和岩石破坏时的强度、屈服极限同时增大；（2）当b3为常数时，随着b3的增大，岩石的强度和屈服极限有所增大，而岩石的塑性却减小了。（3）当b2为常数时，随着b3的增大，岩石的强度和塑形有所增大，但其屈服极限并无变化。8、岩石的抗剪

6、强度与剪切面上正应力有何关系？答：定义：在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力①直接剪切试验②楔形压剪试验③三轴压缩试验tanφ－岩石抗剪切内摩擦系数；（φ－内摩擦角）c－岩石的粘聚力9、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？答：库仑内摩擦准则：用б和τ代表单元体莫伊平面上的正应力和剪切力，当τ达到时，该单元就会沿此平面发生剪切破坏莫尔准则：材料的强度是应力的函在极限时滑动面上的剪切应力达到最大值τf，并取决于法向压力和材料的特性。可表示为格里菲斯准则：在脆性材料的内部存

7、在许多随机分布的裂纹，在外力作用下，裂纹周围、特别是裂纹尖端会产生应力集中现象，其中有一个方向最有利于裂纹扩展，当超过材料的抗拉强度时，裂纹首先在该方向产生张拉扩展。关系：（1）库仑准则是建立在实验基础上的破坏判据。（2）库仑准则和莫尔准则都是以剪切破坏作为其物理机理，岩石破坏存在大量的微破裂，这些破裂时张拉破坏而不是剪切破坏。（3）莫尔-库仑准则适用于低围压的情况（4）只适用于脆性岩石的破坏，对于一般岩石材料，莫尔－库仑准则更适用。10、简述岩石在单轴压力试验下的变形特征？答：1）原生微裂隙压密阶段（OA

8、）①σ1－ε1曲线，应变率随应力增加而减小；②塑性变形（变形不可恢复）原因：微裂隙闭合（压密）2）弹性变形阶段（AB）①σ1－ε1曲线是直线；②弹性模量，E为常数（变形可恢复）原因：岩石固体部分变形，B点开始屈服，B点对应的σB应力为屈服极限，超过B点卸载有塑性变形。3）弹塑性（非线性）变形阶段（BC）①σ1－ε1曲线；②有塑性变形产生，变形不可恢复；③应变速率　　不断增大。原因：新裂纹产生，原生裂隙扩展。4）破