1、岩石力学1.岩石与岩体的区别和联系？答：岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。岩体，是指一定工程范围内的自然地质体，它经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力的长期作用下，在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹（不整合、褶皱、断层、层里、节理、劈理等不连续面。岩体=岩块+ 结构面。岩石和岩体的重要区别就是岩体包含若干连续面，岩体的强度远低于岩石强度。2.简述岩石力学的研究内容和方法？研究内容：岩石与岩体的物理力学性质岩石和岩体的本构关系工程岩体的应力、变形和强度理论岩石室内实验岩体测量和工程稳定监测。研究方法：采用科学实验、理论分析与工程紧密
2、结合的方法。3.岩石的物理性质指标主要有哪些？它们是如何定义的？答：质量密度（单位体积的质量） ；重度（单位体积的重量） ；相对密度（岩石的干重量除以岩石的实体积所得的量与1个大气压下4摄氏度的纯水的重度的比值） ；孔隙率（孔隙体积与总体积百分比） ；孔隙比（孔隙体积与固体的体积之比） ；含水率（天然状态下岩石中水的重量与岩石烘干重量的百分比） ；吸水率（干燥岩石试样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量与岩石干重百分比） ；饱水率（岩样在强制状态（真空、煮沸、高压）下，岩样的最大吸水重量与岩样烘干重量的百分比） ；渗透性（在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力） ；膨胀性（岩石浸水后体积
3、增大的性质） ；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） ；软化性（岩石与水相互作用时强度降低的特性） ；抗冻性（岩石抵抗冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性） 。岩石容重：单位体积的岩石的重量分为天然容重、饱和容重、干容重。4简述岩石在单轴压缩条件下的变形、破坏特征并说明原因(论述)？分为四段：孔裂隙压密阶段：应力-应变曲线呈上凹形，其斜率随应力增加而逐渐增大，包含永久变形；原因：试件中原有微裂隙在压应力作用下逐渐闭合。弹性变形至微破裂稳定发展阶段，特征：曲线呈近似直线，有线弹性、塑性变形；原因：岩石变形到 A 点，原生裂隙压密过程已完成，之后是岩石实体的线弹性变形
4、，到 B 点达到了弹性极限，出现新的微破裂，并随应力增加而逐渐发展，当荷载保持不变时微破裂也停止发展。非稳定破裂发展阶段，特征：曲线呈下凹状，在 C 点之后显示应变软化，岩石将产生不可逆的塑性变形；原因：在 C 点之后试件内新的裂隙不断发生，原生裂隙继续扩展，众多裂隙相互贯穿，岩石成为碎块结构。4岩石的强度有哪几种类型；由那几个实验确定其特征值?答：岩石的强度有：单轴抗压强度（单轴压缩实验） 、抗拉强度(直接拉伸试验法，劈裂试验法，点载荷试验法，抗弯法试验)、抗剪强度（抗剪断试验） 、三轴抗压强度（真三轴加载实验，常规三轴加载实验） 。5.分析圆柱形岩石做单轴压缩试验时出现圆锥形破坏的主要原因
5、？试件受压时由于轴向趋于缩短，横向趋于狂张，而试件和压板间的摩擦约束作用则阻止其扩张，在试件端面部分形成了一个箍的作用，这一作用随着远离承压板而逐渐减弱，使其表现为拉应力，在无侧限的条件下，由于侧向的部分岩石可自由的向外变形、剥离，最终形成圆锥形破坏的形态。6.分析影响岩块单轴抗压强度的影响因素？答：承压板的影响试件尺寸及形状的影响，包括试件形状、试件尺寸、试件高径比加载速率的影响环境的影响，包括含水量、温度、层理结构的影响。7.论述库伦准则的基本思想，并由库伦准则的一般表达式推到出主应力表达式？答：该准则认为，固体内任一点发生剪切破坏时，破坏面上的剪应力等于或大于材料本身的抗切强度和作用于该
6、面上由法向应力引起的摩擦阻力之和，即.8. 分析库仑、莫尔、格里菲斯强度理论的基本观点并给予评价？库仑认为：岩石破坏为剪切破坏；岩石抵抗剪切破坏的能力由两部分组成：内聚力、内摩擦力。莫尔认为：无论岩石处于何种应力状态，破坏均为剪切破坏；破坏时，剪切面上所需的剪应力不仅与岩石性质有关，而且与作用在剪切面上的正应力有关。格里菲斯认为：不论岩石受力状态如何，最终在本质上都是拉伸应力引起岩石破坏。评价：库仑强度理论是莫尔强度理论的直线形式。莫尔理论较好解释了岩石抗拉强度远远低于抗压强度特征，解释了三向等拉时破坏，三向等压时不破坏现象，但忽视了中间应力的作用。格式理论推导岩石抗压强度为抗拉强度的8倍，反
7、映了岩石的真实情况，较好证明了岩石在任何应力状态下都是由于拉伸引起破坏，但对裂隙被压闭合抗剪强度增高解释不够。适用情况：莫尔理论适用于塑性岩石，及脆性岩石的剪切破坏；不适用于拉断破坏。格式理论适用于脆性岩石及材料破坏。9.什么是刚性试验机？试说明刚性试验机的工作原理？答：普通试验机的刚度 大于等于岩石试件的刚度 的试验机称为刚性试验机，即 。10.分段说明典型岩石蠕变曲线的加载、卸载特性？答：分为三个阶段：瞬态蠕变阶段，加载：首先岩石产生瞬时的弹性应变，当荷载维持一定的时间后，岩石将产生一部分随时间增大的应变，此时的应变速率将随时间的增加逐渐减小，曲线呈下凹形，并向直线状态过渡；卸载：岩石的瞬
8、时弹性应变最先恢复，之后剩余应变亦能逐渐地恢复。稳定蠕变阶段，加载：应变与时间的关系近视地呈直线变化，应变速率为一常数，该应变率与外荷载的大小和介质的黏度系数有关。卸载：与第一阶段卸载时的特性一样，弹性后效仍然存在，应变无法全部恢复。：非稳态蠕变，加载：岩石的应变速率剧烈增加，整个曲线呈上凹形，经过短暂的时间后时间将发生破坏。11.分析影响岩石流变性质的主要因素？答：岩性，岩石本身性质是影响其蠕变性质的内在因素。应力，应力大小不同蠕变曲线的形状及各阶段的持续时间也不同。温度、湿度，温度和湿度对岩石蠕变有较大的影响。12.说明获取岩石库伦强度指标的试验方法与基本步骤？答：两种方法：角模压剪试验和
9、三轴压缩试验。13.表述岩体结构面空间状态的几何参数通常有哪些？各参数的含义是什么？答：包括结构面的空间方位、连续性、密度、张开度、形态等。空间方位：用走向、倾向和倾角表示。连续性：反应结构面的贯通程度。密度：反映结构面发育的密集程度，常用线密度、间距等指标表示。张开度：指结构面两壁面间的垂直距离。形态：常用结构面侧壁的起伏形态及粗糙度两个指标来描述。14.什么是岩体扩容？出现的原因？答：所谓扩容，是指岩体在压、剪应力状态下体积增大的现象。实质是一种岩体体积膨胀现象，当结构面产生剪切滑移和膨胀性软弱岩体产生变形时，都可能会出现扩容现象。15.试论述结构面对岩体强度和变形特性的影响？答：结构面的
10、存在，使岩体强度与结构面方向和岩体试件的大小有关，通常称为岩体强度的各向异性和尺寸效应。由于存在结构面，岩体表现出非均质、非连续和各向异性，所有岩体强度和其他力学性质与所选择的单元大小有关，这就是通常所说的岩体强度的“尺寸效应” 。16.什么是岩体的变形模量，与弹性模量有何不同，确定变形模量的方法有哪些？答：岩体变形模量是反映岩体变形特征的重要力学参数， 定义为：, 为岩体的变形模量，是曲线的割线斜率。对结构面不发育、完整性好的岩体，曲线的割线斜率就近似为弹性模量。方法：通过原位岩体静力法，而原位岩体静力法又包括承压板法、狭缝法、钻孔变形法、水压洞室法及单（双）轴压缩试验法等。17.简述用承压
11、板法确定岩体变形模量的基本原理与操作步骤？答：试验要点：选择试验点。依次装上承压板、千斤顶、传力柱和变形测量表等。加载，采用逐级依次循环法加载。同时记录下各级循环加载时的位移值，绘制压力位移曲线。18.简述工程围岩分类的目的、意义和一般原则，及通常考虑哪些因素？答：目的意义：为岩体工程建设的勘察、设计、施工和定额编制提供必要的依据和参数。便于异地试验结果、施工经验、研究成果交流，合理的进行地下工程设计、施工，保证地下工程的安全和稳定。促进现金技术的发展和推广应用。原则：有明确的岩体工程背景和使用对象；分类应尽可能采用定量参数或者综合指标；分类的级数应合适，不宜太多或太少，一般分为五级；分类方法
12、与步骤应简单明了，分类参数容易获取，分类中的数字便于记忆应用；根据适用对象，选择有明确物理意义、对岩体质量和围岩稳定性有显著影响的分类因素。19.岩体的完整性系数、岩石质量指标(RQD)?答：将岩体波速和岩块波速之比的平方定义为岩体的裂隙系数，又称岩体的完整性系数。岩石质量指标 RQD 是对岩芯采取率进行修正的结果，是选用坚固完整的、长度等于或大于10cm 的岩芯总长度与钻孔长度之比，并用百分数表示，即 。RQD 是反映岩体完整性及岩石质量的有效指标。20.什么是原始地应力？影响原始地应力的大小和方向的主要因素有哪些？答：岩石的初始应力是指岩体在天然状态下所存在的内在应力，在地质学中，通常又称
13、地应力。因素：主要是由岩体的自重和地质构造运动引起的。21.简述水压致裂法的原理与方法？答：它是用来测定深部岩体应力的一种方法，它借助于两个可膨胀的橡胶塞，在需要测定应力的深度上封闭隔离一段钻孔，并用水压方法对被隔离段孔壁施加压力直至孔壁岩石受拉破裂，最后根据破裂压力、封井压力以及橡胶塞套上压痕的方位，确定岩体天然主应力的大小和方位。优点：设备简单、操作方便、测值直观、适应性强。缺陷：主应力方向不定。22.试说明应力接触法测试岩体初始应力的基本原理？答：当需要测定岩体中某点的应力状态时人为的将该处岩体单元和周围的岩体分离，此时岩体单元上所受的拉力将被解除，同时该单元的几何尺寸也将产生弹性恢复。
14、应用一定的仪器，测定弹性恢复的应变值或变形值，并且认为岩体是连续、均质和各向同性的弹性体，于是就可以借助弹性理论的解答计算岩体单元所受的应力状态。23.简述岩爆的形成条件和基本特征？答：条件：岩爆的产生条件：围岩应力条件。围岩应力重新分布和集中将导致围岩积累大量弹性变形能，这是诱发岩爆的动力条件。岩爆通过何种方式出现取决于围岩的岩性、岩体结构特征、弹性变形能的积累和释放时间的长短。影响岩爆的因素：地质构造。硐室埋深。24.现代支护理论的核心是什么？阐述围岩与支护相互作用的原理？答：核心是将围岩和支护为一体。原理：支护所受的压力及其变形来自于围岩在自身平衡过程中的变形或因破裂产生的对支护的作用，
15、因此，围岩形态及其变化状况对支护的作用有重要影响。另一方面，支护以自己的刚度和强度抑制岩体变形和破裂进一步发展，而这一过程同一页影响支护本身的受力，于是围岩和支护形成一种共同体，共同体两方面的耦合作用和互相影响的情况成为围岩支护共同作用。25.什么是新奥法？新奥法施工的基本原则是什么？答：新奥法是应用岩体力学原理，以维护和利用围岩的自稳能力为基点，将锚杆和喷射混凝土作为主要支护手段，及时进行支护，以便控制围岩的变形与松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，形成了以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩三位一体的承载结构，共同支撑围岩压力。通过对围岩与支护的现场测量，及时反馈围岩支护复合体的力学动态及其变形状况
16、，为二次支护提供合理的架设时机，利用监控测量及时反馈的信息指导隧道和地下工程的设计与施工。主要原则：充分利用岩体强度，发挥岩体的自承能力；正确运用围岩支护共同作用原理，恰当利用岩体蠕变发展规律；把监测作为必要手段，始终监测支护位移和压力变化；强调封底重要性，务必封底；施工、监测、设计三点结合。26.最优轴比：在等应力轴比下，硐室周边不出现拉应力，且切应力无极值，或者说周边应力处处相等，显然，等应力轴比对地下工程的稳定是最有利的，是工程设计所追求的最佳状态，又可称为最优轴比，满足这种条件的硐室称为和谐硐。27.简述岩质边坡应力分布特征及其变形形式与破坏？答：特征：在边坡形成过程中，由于应力重分布
17、，边坡周围主应力迹线发生了明显偏转；由于应力分异的结果，在临空面附近尤其是坡脚处出现应力集中现象；由于主应力迹线发生偏转，坡体内最大剪应力迹线也由原来的直线随之变化为凹向临空面的弧形曲线；在临空面附近由于径向应力等于零，所有岩体近似处于单向应力状态，而内部逐渐过渡为二向或三向应力状态；坡缘附近，在一定条件下坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转化为拉应力，形成拉力带。岩体中初始地应力状态尤其是水平应力大小对边坡岩体中应力分布有很大制约作用。变形形式：卸荷回弹、长期蠕变。破坏类型：崩塌、滑坡。28.简述影响边坡稳定性的主要因素？答：（1）边坡岩体中的结构面，岩体的破坏总是沿着相对阻力较小的面发生，由于软弱结构面方向岩体抗剪强度最低，所以，软弱结构面就成为了影响边坡稳定性的控制因素；（2）边坡形态与几何特征的改变，开挖人工边坡时若切露了控制边坡稳定的主要软弱结构面，会导致边坡岩体的变形与破坏；（3）边坡岩体力学特性，各种地质作用会改变边坡岩体力学特性，往往使边坡岩体强度减小，大大降低了边坡岩体稳定性，使边坡变形与破坏；（4）边坡的作用力，区域构造力的变化、地震、爆破、地下静水压力与动水压力及施工荷载等，都使边坡直接受力，对边坡岩体的稳定性影响直接而迅速。29.岩基的类型：直接利用岩基；锚杆基础；嵌岩桩基础。岩基的加固：开挖置换；设置断层混凝土塞；锚固；灌浆：帷幕灌浆、固结灌浆。
