14、常用的岩石强度指标有哪几种？

15、试述岩石力学的研究对象，研究范围和研究动态。 16、采用应力解除法如何测定岩体中的应力？并用示意图表示。 17、用图来表示岩体变形与时间的关系曲线，并指出几个不同的阶段。 18、格里菲斯强度理论的基本要点是什么？并写出该强度理论的破坏准则。

19、在岩体中传播的弹性波有哪两大类型？其特征是什么？并写出半无限均质体波速与其弹性常数（弹性模量、泊松比）的关系式。

20、加载速率对岩石动力强度的影响怎样？并举例说明之。

21、岩石在单轴压缩下典型的应力——应变曲线有哪几种类型，并用图线加以说明。 22、什么是变形模量？页岩和石灰岩的变形模量大致多少？

23、什么叫滑坡？组成滑坡的要素有哪些？什么叫崩塌？它与滑坡有什么区别？ 24、影响边坡稳定有哪些主要因素？试举例说明。

25、用应力解除法来测量岩体的原岩应力，其工序有哪些？用图示加以说明。 26、什么叫真三轴试验机？什么叫假三轴试验机？

27、什么叫岩块的变性模量？以“S”型应力－应变曲线为例表示出岩块的几种变性模量（图加简要文字说明）。 28、塑性状态下圆形巷道围岩应力分布如何？

29、试简单叙述岩体力学的发展历史？你对岩体力学的发展远景如何看法？

30、均质连续、各向同性的弹性岩体中开挖水平圆形洞室时，围岩中的重分布应力有何特点。 31、边坡岩体最容易从哪些部位首先破坏？为什么？ 32、试述边坡稳定性研究的基本原则和方法。

33、什么叫蠕变？用图表示蠕变的应力（ζ）与时间（t）关系曲线。 34、岩块的抗压强度与抗拉强度哪个大？为什么？

35、如何获得岩体结构面的强度指标？请用解析法或图解法说明。 五、计算题

1、已知 σx ＝50MPa， ＝10MPa，τ

σyxy＝0，θ＝30°。

nn（1）求与X轴夹角40°的EF斜面上的法向应力 σ 及剪应力 τ（2）作出相应的莫尔应力圆，并写出莫尔应力圆的方程。

。

2、将一个岩石试件置于压力机上施加压力，直到1MPa时发生破坏。已知破坏面与最大主应力所在的平面成60°，并假定抗剪强度随正应力呈线性变化。试求：

（1）在正应力为零的那个面上的抗剪强度等于多少？ （2）破坏面上的正应力和剪应力。

3、拟在地表以下1500m处开挖一水平圆形洞室，已知岩体的单轴抗压强度 σc=100MPa，岩体天然密度ρ=2.75g/cm，

3

岩体中天然应力比值系数λ=1，试评价该地下洞室开挖后的稳定性。

4、设已知某地块处于简单的压缩情况，及在走向NW45°的截面上的正应力＝－120MPa，剪应力 τn ＝40MPa，求最大压应力的大小及其方向。

5、在某矿发现石灰岩中两组铅直的剪切面，其走向分别为NE10°和NE65°，试求最大主应力的方向。

6、某岩石的室内剪切试验成果如下，当正应力分别为6MPa和10MPa时，剪切强度分别为19.2MPa和22MPa，假设该岩石强度服从莫尔斜直线理论，试求： (1)该岩石的剪切强度参数；

(2)当侧限压力σ3=10MPa时该岩石的三轴压缩强度。

7、在地表以下200m深度处的岩体中开挖一洞径2R0=2m的水平圆形遂洞，假定岩体的天然应力为静水压力状态，岩体的天然密度ρ=2.7g/cm，试求：

(1)洞壁、2倍洞半径、2倍洞半径处的重分布应力； (2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征；

(3) 若围岩的抗剪强度Cm=0.4，υm=30°，试评价该洞室的稳定性； (4)洞室若不稳定，试求其塑性变形区的最大半径（R1）

8、某圆形水平洞室开挖于地表以下1500m深处，已知岩体为均质连续各向同性的弹性体。单轴抗压强度σc=100MPa，岩体的密度为2.5g/cm，岩体的天然应力比值系数λ＝1。试评价该洞室开挖后的稳定性。

9、若ζ1为最大主应力，ζ3为最小主应力，C为粘聚力，θ为岩石的内摩擦角，导出以极限主应力表达的岩石强度方程。

10、在均质、连续、各向同性的岩体中，测得地面以下100m深度处的天然应力为σV=26MPa，σH=17.3MPa，拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道，半径R0=3m，试求：

(1)沿θ=0°和θ=90°方向上重分布应力（σr、σθ）随r变化的曲线； (2)设岩体的Cm=0.04MPa，υm=30°，用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度 。

11、已知岩块C=10MPa，υ=60°，用库仑—莫尔准则计算当围压为0和5MPa时试件破坏时的轴压。

12、有一个花岗岩岩柱，该花岗岩抗剪强度指标：凝聚力C=20MPa，υ＝30°。岩柱的横截面积A=5000cm，柱顶承受荷载p＝30MN，自重忽略不计。 (1)试问：是否会发生剪切破坏？

(2)若岩柱中有一软弱结构面，其法线与轴线成75°角，试问：是否会沿此面发生破坏？

13、某矿石灰岩试验成果如下：其单向抗压强度σc=10MPa；当侧压力σ1＝σ2＝30MPa，其破坏时σ1=210MPa；当侧压力σ2＝σ3＝60MPa时，其破坏时ζ1＝320MPa。试问，当侧压力σ2＝σ3＝50MPa时，其破坏时的最大主应力ζ1应等于多少？

14、 某岩石室内抗剪试验成果为当正应力分别为6MPa和10MPa时，剪切强度为19.2MPa和22MPa。设岩石强度服从

2

3

3

直线型莫尔强度判据：

①求该岩石的抗剪强度参数（C、υ值）；

②当侧限压力σ3为5MPa时，求该岩石的三轴压缩强度（σ1m）。

15、闪长岩的单向抗拉强度σt=24MPa；单向抗压强度σc=142MPa。当抗剪强度τ=42MPa时，试求破坏面的方向及正应力，最大主应力和最小主应力各等于多少？

16、某矿石英砂的试验成果，其单向抗拉强度σt=16MPa,单向抗压强度σc=120MPa，试求该岩石的抗剪强度的C、υ值。

17、安山岩的单轴抗压强度σc=100MPa。当该岩石进行三轴试验时，当侧压力σ2＝σ3＝20MPa，岩石的三向抗压强度σ1＝260MPa。计算内摩擦角υ和凝聚力c；

18、在石灰岩层中开一圆形洞室，半径a=1.5m，埋置深度H＝800m，石灰岩的单轴抗压强度σc=40MPa，内摩擦角υ＝32°，岩石容重ρ＝2.8g/cm，为了便于比较，分别用芬纳公式，修正芬纳公式和卡斯特纳公式计算塑性区的半径R，以及塑性圈的厚度。

19、某部门拟在地表下1500m处深度开挖一断面为圆形的洞室，已知岩体的极限抗压强度σc=100MPa，岩体的天然容重ρ=2.75g/cm，岩体的天然应力比值系数λ＝1，试评价开后地下洞室的稳定性。

20、在某结晶岩体中开挖一直径为6m的水平圆形洞室，洞的埋深为2000m，岩体的平均密度ρ＝2.7g/cm，假设岩体中的天然应力比值系数k=1，试求：

(1)θ＝0°方向洞壁一点A和距洞壁3m处B点的重分布应力值；

(2)若已知围岩的剪切包络线为斜直线，且C＝5MPa，υ＝30°，试判断A、B两点是否会破坏？

21、已知岩石的单轴抗拉强度σt=15MPa。试用格里菲斯强度曲线来判断裂隙在侧压力σ3＝20MPa时，裂隙进一步破坏的最在主应力σ1等于多少？它是属于何种强度条件下的破坏？

22、已知岩石试件的凝聚力C＝9.5MPa，其内摩擦角υ＝38°，试用库仑准则和格里菲斯理论求其单向抗压强度。 23、已知某采场围岩的力学指标：σc=100MPa，σt=-20MPa，凝聚力C＝45MPa，内摩擦角υ＝48°，若该采场顶板某点主应力σ1＝200MPa，σ3＝10MPa。试求：

（1）由莫尔库仑强度理论判断，该点是否会破坏？ （2）由格里菲斯强度理论判断，该点是否破坏？ （3）若会破坏，它们破坏面与最大主应力的夹角是多少？

24、圆形隧道的半径a=1.5m，埋藏深度H＝100m，岩石容重γ＝2.7g/cm，泊松比μ＝0.2。

（1）试绘出θ=0、π/2处隧道围岩的径向和切向应力分布图，与隧道周边的距离等于多少时才是原岩应力。 （2）试绘应力集中系数图，分析最大应力集中在什么位置。 （3）分析应力分布特点是什么？

（4）假若侧压系数λ＝0时应力分布图又如何？

25、已知大理岩单向抗压强度σc=80MPa，内摩擦角 ＝25°，试计算侧压为40MPa时，其三轴抗压强度为多少？ 26、已知白云质灰岩通过弹性波测量，其纵波速度Vp=5500m/s，横波速度Vs=3300m/s。岩体的容重γ=2.71g/cm，泊

3

3

3

3

3

桑比μ=0.23。试求岩体的动弹性参数。

27、圆形洞室半径a=2.5m，埋藏深度H＝120m，岩石容重γ＝2.1g/cm，泊松比μ＝0.2，侧压系数λ=0.5，岩体的弹性模量E＝2×10MPa。试求硐顶和硐壁的应力以及位移。

28、在坚硬的岩体中开挖一个近似椭圆形洞室，硐跨2a=8m，硐高2b=12m，硐体埋藏深度H＝200m，岩体容重ρ=2.5g/cm，泊松比μ=0.35，岩石单轴抗压强度σc=96MPa，求洞室是否稳定。

29、某矿表土深度为150m，表土的平均容重γ＝1.80g/cm，粘聚力C＝0，内摩擦角υ＝20°，岩体的平均容重γ＝2.6g/cm，岩体的泊松比μ=0.25。试求离地表深度150m处表土内的自重应力以及300m深度处的原岩自重应力，并作出应力圆。

30. 已知岩样的容重?=24.5kN/m，比重Gs?2.85，天然含水量(同土力学概念)?0?8%，试计算该岩样的孔隙率n，

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3

3

3

4

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干容重?d及饱和容重?m。

31. 有一长2.0m、截面积0.5m的大理岩柱体，求在环境温度骤然下降40℃条件下，岩柱散失的热量及因温差引起的变形大小？(已知大理岩石比热c?0.85J/g?C，线膨胀系数??1.5?101/C)。

32.在由中粒花岗岩构成的工程岩体中，有三组原生节理互成直角相交，各组节理的间距分别为20cm、30cm和40cm，试计算裂隙频率和结构体的大小，并判断该岩体属于哪种结构类型。

33.据现场观测，中粒花岗岩体中节理均呈微张开(宽度小于1mm)，节理面有轻度风化，但保持潮湿状态，又实测点荷载指数为7.5，如按最有利的条件开凿直径5m的隧洞，试估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。

34.将一个岩石试件进行单轴试验，当压应力达到120MPa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60°，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。

7)假若岩石的抗拉强度等于其抗压强度的10%，你如何改变莫尔包络线去代替那种直线型的破坏包络线。

8)假若将一个直径为8cm的圆柱形试件进行扭转试验，试预计一下要用多大的扭矩才能使它破坏？

35.将直径为3cm的岩心切成厚度为0.7cm的薄岩片，然后进行劈裂试验，当荷载达到10000N时，岩片即发生开裂破坏，试计算试件的抗拉强度。

36.岩石试件的单轴抗压强度为130MPa，泊松比??0.25。

1)岩石试件在三轴试验中破坏，破坏时的最小主应力为130MPa，中间主应力为260MPa，试根据八面体剪应力理论的破坏准则推算这时的最大主应力?1；

2)根据最大正应变理论的破坏准则，回答1)提出的问题。

习题3-4 上题中，设??50，?j?35，cj?100kPa，垂直应力?y?1000kPa。在这岩体内开挖一个洞室，

??5?2

?必须对边墙施加150kPa的水平压力才能使边墙稳定，试推算节理面上的孔隙水压力pw。

37.用直径为5cm、高度为10cm的圆柱形粘土岩试样进行单轴压缩试验，已测得的轴向力和变形量如表4-7所示，试计算相应于弹性变形的E和?。

轴向力 (N) 0 600 1000 轴向压缩量 (mm) 0 0.030 0.050 侧向膨胀量 (mm) 0 轴向力 (N) 0 2500 5000 轴向压缩量 (mm) 0.080 0.140 0.220 侧向膨胀量 (mm) 0.016