《巖石力學(xué)》期末試卷及答案

姓名學(xué)號成績

選擇題（每題1分，共20分）

1.己知巖樣的容重為，天然含水量為，比重為，40C時水的容重為，則該巖

樣的飽和容重為（A）

A.B.C.D.

2.巖石中細(xì)微裂隙的發(fā)生和發(fā)展結(jié)果引起巖石的（A）

A.脆性破壞B.塑性破壞C.弱面剪切破壞D.拉伸破壞

3.同一種巖石其單軸抗壓強(qiáng)度為，單軸抗拉強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度之間一般關(guān)系

為（C）

A.B.C.D.

4,巖石的蠕變是指（D）

A.應(yīng)力不變時，應(yīng)變也不變；B.應(yīng)力變化時，應(yīng)變不變化；

C.應(yīng)力變化時，應(yīng)變呈線性隨之變化；D.應(yīng)力不變時應(yīng)變隨時間而增長

5.模量比是指（A）

A.巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和它的彈性模量之比

B.巖石的彈性模量和它的單軸抗壓強(qiáng)度之比

C.巖體的單軸抗壓強(qiáng)度和它的彈性模量之比

D.巖體的彈性模量和它的單軸抗壓強(qiáng)度之比

6.對于均質(zhì)巖體而言，下面巖體的那種應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)（A）

AA.-------0-\!-----6-:-------<sin?（pB宜.-------0--I!----6--:------->sm?9

%+2ccig（p+%+2cctg（p

C.------——-------=sin（pD.........-——.........<sin（p

（T

b1+%+2cctg（p<T（+3+2cctg（p

7.用RMR法對巖體進(jìn)行分類時，需要首先確定RMR的初始值，依據(jù)是

（D）

A.完整巖石的聲波速度、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)與地下水狀況

B.完整巖石的強(qiáng)度、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)與不支護(hù)自穩(wěn)時間

C.完整巖石的彈性模量、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)與地下水狀況

D.完整巖石的強(qiáng)度、RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)與地下水狀況

8.下面關(guān)于巖石變形特性描述正確的是（B）

A.彈性就是加載與卸載曲線完全重合，且近似為直線

B.在單軸實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為脆性的巖石試樣在三軸實(shí)驗(yàn)中塑性增強(qiáng)

C.加載速率對應(yīng)力一應(yīng)變曲線沒有影響

D.巖基的不均勻沉降是由于組成巖基的不同巖石材料含水量不同導(dǎo)致的

9,下面關(guān)于巖石水理性質(zhì)描述正確的是（B）

A.飽水系數(shù)越大，抗凍性能越好

B.凍融系數(shù)是巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后干抗壓強(qiáng)度與凍融前干抗壓強(qiáng)度之比

C.抗凍系數(shù)為25%,重力損失率為75%,則該巖石的抗凍性能良好

D.巖石的崩解性是指巖石與水相互作用時體積發(fā)生膨脹的性質(zhì)

10.彈塑性理論芬納公式推導(dǎo)過程中應(yīng)用到的條件有：（A）

A應(yīng)力平衡條件和塑性平衡條件B僅應(yīng)力平衡條件C僅塑性平衡條件D

以上都不對

11.下面對于噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)原則，敘述不正確的是：（D）

A對于整體圍巖，一般不支護(hù)，對于大跨度洞室或高邊墻洞室，需要噴錨支護(hù)。

B對于塊狀圍巖，一般噴射混凝土即可，有時也配以錨桿。

C對于層狀圍巖，主要為錨桿。D對于軟弱巖石，噴射混凝土即可。

12.在計(jì)算有壓隧洞最小覆蓋比厚度時，下面哪句話是錯的：（C）

A對于堅(jiān)硬而無裂縫的巖石，只要覆蓋比大于等于1,圍壓能保持穩(wěn)定。

B葉格爾方法認(rèn)為，對于具有有徑向裂縫的巖石，切向附加應(yīng)力與半徑成反比。

C采用葉格爾方法，對于塑性巖石，塑性條件為Mohr-Coulomb條件。

D采用葉格爾方法對于塑性巖石，塑性區(qū)的開展深度確定最大覆蓋層厚度。

13.驗(yàn)算巖基抗滑穩(wěn)定性，下列哪一種滑移面不在假定范圍之內(nèi)（B）。

A圓弧滑面B水平滑面C單斜滑面D雙斜滑面

14.若巖基表層存在裂隙，為了加固巖基并提高巖基承載力，應(yīng)使用哪一種加固

措施？（A）

A開挖回填B鋼筋混凝土板鋪蓋C固結(jié)灌獎D錨桿加固

15.巖質(zhì)邊坡的破壞類型從形態(tài)上來看可分為：（A）。

A巖崩和巖滑B平面滑動和圓弧滑動C圓弧滑動和傾倒破壞D傾倒破壞和

楔形滑動

16.巖石邊坡的穩(wěn)定性主要取決于（C）o

①邊坡高度和邊度角；②巖石強(qiáng)度；③巖石類型；④軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀

及性質(zhì)；

⑤地卜.水位的高低和邊坡的滲水性能。

A①，④B②，③

C①，②，④，⑤D①,④,⑤

17.下面哪種實(shí)驗(yàn)方法可以用來量測巖體應(yīng)力（D）

A.承壓板法B.刻槽法C.環(huán)形加荷法D.應(yīng)力解除法

18.海姆假說指的是在巖體深處的初始應(yīng)力與其上覆巖體的重量成正比，（C）

A.水平應(yīng)力遠(yuǎn)大于垂直應(yīng)力B.水平應(yīng)力遠(yuǎn)小于垂直應(yīng)力

C.水平應(yīng)力大致等于垂直應(yīng)力D.水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的關(guān)系隨地質(zhì)條件的不同

而變化

19.下面關(guān)于地應(yīng)力的描述正確的是（B）

A.地層中由于過去地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生和現(xiàn)在正在活動與變化的力或地質(zhì)作用殘

存的應(yīng)力

B.巖體在天然狀態(tài)下所存在的內(nèi)應(yīng)力

C.由上覆巖體的自重所引起的應(yīng)力

D.巖體在外部載荷作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力

20.用Griffith強(qiáng)度理論描述巖石材料是否破壞時，需要（B）

A.巖石材料的單軸抗壓強(qiáng)度；B.巖石材料的單軸抗拉強(qiáng)度；

一、C.巖石材料的抗剪強(qiáng)度；D.巖石材料的內(nèi)摩擦角度與凝聚力

名詞解釋（共6小題，每小題4分，共24分）

L巖石孔隙率

答：巖石試樣中孔隙體積與巖石試樣總體積的百分?jǐn)?shù)稱為孔隙率，可用下式表

示：

，孔隙率越大表明空隙和細(xì)微裂紋越多，巖石抗壓強(qiáng)度隨之降低。

2.巖石軟化系數(shù)

答：巖石受水飽和狀態(tài)試件的抗壓強(qiáng)度（濕抗壓強(qiáng)度）和干燥狀態(tài)試件的抗壓強(qiáng)度

比值稱為巖石軟化系數(shù)。它表征巖石與水相互作用時降低強(qiáng)度的性能。

3.巖體結(jié)構(gòu)面

答：巖體中各類地質(zhì)界面，包括物質(zhì)分異面和不連續(xù)面，諸如斷層和斷裂面等統(tǒng)

稱為巖體結(jié)構(gòu)面。按成因可分為原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，次生結(jié)構(gòu)面三種。

4.巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD

答：采用將鉆孔中直接獲取的巖芯總長度，扣除破碎巖芯及軟弱物質(zhì)，測量大于

或等于10cm長完整巖芯的總長度。用這一有效的巖芯長度與采集巖芯段的鉆孔

總進(jìn)尺之比，取其百分?jǐn)?shù)就是RQD。是用于表示巖體良好度的一種方法。

5?巖石變形

答：巖石在任何物理因素下形狀和大小的變化，工程中常研究的變形是由于外力

引起的。常用彈性模量E和泊松比來表示。

6.巖石的滲透性

答：巖石的滲透性是指在水壓力作用下，巖石的空隙和裂隙透過水的能力。常用

滲透系數(shù)來衡量。

三、簡答題（共6小題，每小題5分，任選5題，共30分）

1.巖石的應(yīng)力?應(yīng)變曲線可分成哪幾種類型？請畫出相應(yīng)的曲線圖？

答:（1）線彈性：對于較多數(shù)的巖石來說，應(yīng)力■應(yīng)變曲線具有近似直線的形式，如

圖（a）所示，在直線的未端F點(diǎn)處發(fā)生突然破壞。應(yīng)力.應(yīng)變關(guān)系可用下式表示：

（2）完全彈性：如果巖石的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系不是直線，而是曲線，但應(yīng)力-應(yīng)變問

有著唯一的關(guān)系，則稱這種材料為完全彈性的，即

（3）彈性：在應(yīng)力-應(yīng)變曲線中，如果應(yīng)力卸載為零時，應(yīng)變也退為零，但卸或曲

線與加載曲線不同，則這種材料也為彈性的。但此時產(chǎn)生了滯回效應(yīng)，加載過程

做的功大于卸載過程中做的功。

（4）彈塑性：在應(yīng)力-應(yīng)變曲線中，不僅卸載曲線與加載曲線不同，而且應(yīng)力卸

載為零時，應(yīng)變不恢復(fù)為零，則稱這種材料為彈塑性的。

巖崩一般發(fā)生在邊坡過陡的巖坡中，這時大塊的巖體與巖坡分離而向前傾倒或

者坡頂巖體因某種原因脫落而在坡腳下堆積，常發(fā)生于坡頂裂隙發(fā)育的地方，其

原因是風(fēng)化、雨水入滲、氣溫變化、凍融等。

巖滑是指一部分巖體沿著某一軟弱面(層面、斷層、裂隙)的滑動，可分為平面

滑動、楔形滑動以及旋轉(zhuǎn)滑動。

目前還沒有能夠阻止大規(guī)模滑坡的方法，只能采月監(jiān)測方法監(jiān)控。對于小規(guī)模巖

石滑坡或巖崩可采用適當(dāng)方法阻止，常用以下方法：

(1)用混凝土填塞巖石斷裂部分；(2)錨栓或預(yù)應(yīng)力纜索加固(3)用混凝土擋墻或支

墩加固

(4)擋墻與錨栓相結(jié)合的加固。

6.“初始應(yīng)力場與山巖壓力是相同的”，該說法是否正確？說明根據(jù)。

答：這種說法錯誤。

工程施工前就存在于巖體中的地應(yīng)力，稱為初始應(yīng)力或天然應(yīng)力，其大小取

決于上覆巖層重量、構(gòu)造作用的類型、強(qiáng)度和持續(xù)時期的長短等。

而山巖壓力是由于洞室開挖后巖體變形和破壞形成的，是由于巖體變形對支護(hù)

或襯砌的壓力，稱為變形壓力等等。

初始應(yīng)力場是時刻存在的，開挖等撓動可造成初始應(yīng)力場的改變。如果圍巖質(zhì)量

好，變形小，山巖壓力可能為零，二者不是同一概念，所以該說法是錯誤的。

四、計(jì)算題(共兩小題，每小題13分，共26分)

1.一直徑為5cm,高度10cm的巖石試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，當(dāng)壓力達(dá)到235kN

時，該巖石破壞，破壞面與大主應(yīng)力作用平面夾角60°。假設(shè)抗剪強(qiáng)度滿足莫爾

-庫侖準(zhǔn)則，試計(jì)算：

⑴巖石的抗壓強(qiáng)度

(3)破壞面上的正應(yīng)力和剪切應(yīng)力

(3)巖石的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力

1.一直徑為5cm,高度10cm的巖石試樣進(jìn)行單粕壓縮試驗(yàn)，當(dāng)壓力達(dá)到235KN

時，該巖石破壞，破壞面與人士應(yīng)力作用平面夾角60°。假設(shè)抗剪強(qiáng)度滿足莫爾

-庫侖準(zhǔn)則，試計(jì)算：

(I)巖石的抗壓強(qiáng)度

⑶破壞面上的正應(yīng)力和剪切應(yīng)力

(3)巖石的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力

答：(1)抗壓強(qiáng)度：

⑵最大主應(yīng)力120Mpa,最小主應(yīng)力為0,破壞面與大主應(yīng)力作用平面夾角為

60°,因此有

(T.+(T.—_120+0120

cr=-------+」----cos2a=—cos120=6aMpci

22~2~

sin2a=^^sin120=52Mpa

2

(3)根據(jù)莫爾-庫侖準(zhǔn)則：，得

根據(jù)幾何關(guān)系可得內(nèi)聚力：如圖所示

c=(必一/cot30。產(chǎn):4)tan30°=25.4Mpa

24

2.如圖，在具有一組平行節(jié)理的巖體中開挖一地下洞室，巖體節(jié)理面傾角，內(nèi)

摩擦角,內(nèi)聚力，邊墻處垂直應(yīng)力，假設(shè)巖體破壞滿足莫爾?庫侖準(zhǔn)則，問：

（1）巖體干燥時洞室是否穩(wěn)定？

答：根據(jù)莫爾-庫侖準(zhǔn)則穩(wěn)定判定標(biāo)準(zhǔn)：

⑵節(jié)理中存在孔隙水壓力時洞室邊墻是否穩(wěn)定？若不穩(wěn)定，應(yīng)給洞室邊墻施

加多大的水平支護(hù)力才能保持穩(wěn)定？

1）巖體干燥時洞室是否穩(wěn)定？

答：根據(jù)莫爾-庫侖準(zhǔn)則穩(wěn)定判定標(biāo)準(zhǔn)：

0cospsin（%-￡）+/sin/3cos（化-/?）+jcos化>0

代入=（7）,=IMpa,/=5=0有

左式二,邊墻塊體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

⑵節(jié)理中存在孔隙水壓力時洞室邊墻是否穩(wěn)定？若不穩(wěn)定，應(yīng)給洞室邊墻施

加多大的水平支護(hù)力才能保持穩(wěn)定？

a,cosPsin（化一/7）+%sin/cos（%-ft）jcos%-pwsin（pf

=1.0cos30sin（5）-0.15sin（35）

=-0.0\Mpa<0

不能保持穩(wěn)定。若要邊墻穩(wěn)定，需要滿足：

（jycosPsin（^.-P）+sinficos（化一/7）+c,cos（p：f-p“sin（p）

=1.（）cos3（）sin5+sin30cos（5）+0-0.15sin35=0

得：

因此要施加0.02Mpa的水平壓力可保持邊墻穩(wěn)定，

2.巖體的尺寸效應(yīng)是指（）。

（A）巖體的力學(xué)參數(shù)與試件的尺寸沒有什么關(guān)系

（B）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而增大的現(xiàn)象

（C）巖體的力學(xué)參數(shù)隨試件的增大而減少的現(xiàn)象

（D）巖體的強(qiáng)度比巖石的小

3、影響巖體質(zhì)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(qiáng)度

（D）巖體的完整性、巖石強(qiáng)度、裂隙密度、埋深

4.我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中巖石的堅(jiān)硬程序確定是按照（）。

（A）巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度

（B）巖石的抗拉強(qiáng)度

（C）巖石的變形模量

（D）巖石的粘結(jié)力

5.下列形態(tài)的結(jié)構(gòu)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

1.A2.C3.C4.A5.D6.A7、C8、B9、A10、D

6.沉積巖中的沉積間斷面屬于哪一種類型的結(jié)構(gòu)面？（）

（A）原生結(jié)構(gòu)面（B）構(gòu)造結(jié)構(gòu)面

（C）次生結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

（D）晶面

8、同一形式的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體對巖體穩(wěn)定性的影響程度由大到小的排列次序?yàn)椋ǎ?/p>

（A）聚合型結(jié)構(gòu)體,方形結(jié)構(gòu)體,菱形結(jié)構(gòu)體,錐形結(jié)構(gòu)體

（B）錐形結(jié)構(gòu)體,菱形結(jié)構(gòu)體,方形結(jié)構(gòu)體>聚合型結(jié)構(gòu)體

（C）聚合型結(jié)構(gòu)體）菱形結(jié)構(gòu)體,文形結(jié)構(gòu)體）錐形結(jié)構(gòu)體

（D）聚合型結(jié)構(gòu)體,方形結(jié)構(gòu)體,錐形結(jié)構(gòu)體,菱形結(jié)構(gòu)體

10、巖體結(jié)構(gòu)體是指由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合圍限起來，將巖體分割成相對的完

整堅(jiān)硬的單無塊體，其結(jié)構(gòu)類型的劃分取決于（）

（A）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)（B）結(jié)構(gòu)體型式

（C）巖石建造的組合（D）三者都應(yīng)考慮

1.A2、C3.C4.A5.D6.A7、C8、B9、A10、D

選擇題

1、在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，軟巖表示巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度為（）。

（A）15-30MPa（B）<5MPa（C）5~15Mpa（D）<2MPa

2.我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中巖體完整性確定是依據(jù)（）。

（A）RQD（B）節(jié)理間距（C）節(jié)理密度

（D）巖體完整性指數(shù)或巖體體積節(jié)理數(shù)

3.在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，較完整巖體表示巖體的完整性指數(shù)為（）c

（A）0.55-0.35（B）0.35?0.15（C）>0.55（D）0.75-0.55

4.在我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)是由哪兩個指標(biāo)村確定的？

（）o

（A）RQD和節(jié)理密度（B）巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度和巖體的完整性指數(shù)

（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(biāo)準(zhǔn)中是根據(jù)哪些因素對巖石基本質(zhì)量進(jìn)行修正的？

（）。

①地應(yīng)力大?。虎诘叵滤?；③結(jié)構(gòu)面方位；④結(jié)構(gòu)面粗糙度。

（A）①，④（B）①，②（C）③（D）①，②，③

6、某巖石、實(shí)測單軸飽和抗壓強(qiáng)度RC=55MPa,完整性指數(shù)KV=0.8,野外鑒別

為原層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好，錘擊清脆有輕微回彈，按工