岩石力学课后答案

20 ～20 学年 第 学期 级 地质、岩土 专业 岩石力学 试题

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……………………………………密…………封……………线…………………………………

一 二 三 四 五 六 七 八 九 总 分 一、简答题：（40分） 1、岩石力学的定义（5分）

2、 何为岩石的强度？表示岩石强度的指标有哪些？（5分）

3、试述学过的岩石破坏准则(要求列举4个)列出相应的表达式且说明各自的适用情况。（7分）

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20 ～20 学年 第 学期 级 地质、岩土 专业

岩石力学与工程 【科学出版社 蔡美峰主编】 习题与思考题及解答

第一章 岩石物理力学性质

1.构成岩石的主要造岩矿物有哪些？

答：岩石中主要造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、磁铁矿等。 2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？

答：基性和超基性岩石主要是由易风化的橄榄石、辉石及斜长石组成，所以非常容易风化。 3.常见岩石的结构连接类型有哪几种？各有什么特点？

答：岩石中结构连接的类型主要有两种，分别是结晶连接和胶结连接。

结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。这类连接使晶体颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，抗风化能力强；胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起，这种连接的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。 4.何谓岩石中的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？

答：岩石中的微结构面（或称缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合之间微小的若面及空隙。包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。 矿物解理面指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶防线分裂成光滑平面，解理面往往平行于矿物晶体面网间距较大的面网。

晶粒边界：由于矿物晶粒表面电价

中国矿业大学2010～2011学年第 2 学期

《 矿山岩体力学 》试卷（A）卷

一、名词解释（20分，每题2分）

1、岩体：是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。

2、体力：分布在物体整个体积内部各个质点上的力，又称为质量力。

3、结构面：在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界面称为结构面。 4、岩石的孔隙度：是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。

5、岩石的软化系数：是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。

6、岩石强度：岩石在各种荷载作用下破坏时所能承受的最大应力。 7、破坏准则：用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，是在极限状态下的“应力—应力”关系。

8、岩石的弹性：指卸载后岩石变形能完全恢复的性质。

9、岩石的流变性：指岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质。

10、地应力：指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。也称原岩应力、初始应力。

二、单项选择题（30分，每题2分）

1、下列那个不是矿山岩体力学的特点（ B ） A）工程支护多为临时结构物

B）只关心岩石在弹性阶段的力学性质 C）工作面不断移动

D）煤岩经常受瓦

岩石力学习题

第一章绪论

1.1 解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么？

1.3 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？ 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些？

第二章岩石的物理力学性质

2.1 名词解释：孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度

2.2 岩石的结构和构造有何区别？岩石颗粒间的联结有哪几种？ 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？ 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3，比重算该岩样的孔隙率n，干容重

及饱和容重

。

，天然含水量

，试计

2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些？

2.6 岩石破坏有哪些形式？对各种破坏的原因作出解释。

2.7 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？

2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量？

2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化？ 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系？

2.11 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

练习题

1.1岩石与岩体的关系是（ B ）。

（A）岩石就是岩体 （B）岩体是由岩石和结构面组成的 （C）岩体代表的范围大于岩石 （D）岩石是岩体的主要组成部分 1.2大部分岩体属于（ D ）。

（A）均质连续材料 （B）非均质材料

（C）非连续材料 （D）非均质、非连接、各向异性材料 2.1岩石的弹性模量一般指（ B ）。

（A）弹性变形曲线的斜率 （B）割线模量

（C）切线模量 （D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种 2.2岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为（ D ）。

（A） B 、 （C） （D）

2.3由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（ B ）。 （A）脆性材料 （B）延性材料

（C）坚硬材料 （D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征 2.4剪胀（或扩容）表示（ D ）。

（A）岩石体积不断减少的现象 （B）裂隙逐渐闭合的一种现象

（C）裂隙逐渐涨开的一种现象 （D）岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象 2.5剪胀（或扩

岩石力学考试试题

1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于（A ）。

（ A ）岩体中含有大量的不连续面

（ B ）岩体中含有水

（ C ）岩体为非均质材料

（ D ）岩石的弹性模量比岩体的大

2、岩体的尺寸效应是指（ C ）。

（ A ）岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系

（ B ）岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象

（ C ）岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象

（ D ）岩体的强度比岩石的小

3 、影响岩体质量的主要因素为（ C ）。

（A）岩石类型、埋深

（B）岩石类型、含水量、温度

（C）岩体的完整性和岩石的强度

（D）岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深

4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照（A

（A）岩石的饱和单轴抗压强度

（B）岩石的抗拉强度

（C）岩石的变形模量

（D）岩石的粘结力

。）

5、下列形态的结构体中，哪一种具有较好的稳定性？（ D ）

（A）锥形（B）菱形（C）楔形（D）方形

6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面？（ A ）

（A）原生结构面 （B）构造结构面

（C）次生结构面

7、岩体的变形和破坏主要发生在（ C ）

（A）劈理面（B）解理面（C）结构

（D）晶面

8、同一形式的结构体，其稳定性由大到小排列

练习题

1.1岩石与岩体的关系是（ B ）。

（A）岩石就是岩体 （B）岩体是由岩石和结构面组成的 （C）岩体代表的范围大于岩石 （D）岩石是岩体的主要组成部分 1.2大部分岩体属于（ D ）。

（A）均质连续材料 （B）非均质材料

（C）非连续材料 （D）非均质、非连接、各向异性材料 2.1岩石的弹性模量一般指（ B ）。

（A）弹性变形曲线的斜率 （B）割线模量

（C）切线模量 （D）割线模量、切线模量及平均模量中的任一种 2.2岩石的割线模量和切线模量计算时的应力水平为（ D ）。

（A） B 、 （C） （D）

2.3由于岩石的抗压强度远大于它的抗拉强度，所以岩石属于（ B ）。 （A）脆性材料 （B）延性材料

（C）坚硬材料 （D）脆性材料，但围压较大时，会呈现延性特征 2.4剪胀（或扩容）表示（ D ）。

（A）岩石体积不断减少的现象 （B）裂隙逐渐闭合的一种现象

（C）裂隙逐渐涨开的一种现象 （D）岩石的体积随压应力的增大逐渐增大的现象 2.5剪胀（或扩

第一部分 填空题

1、岩石力学定义

①岩石力学是研究岩石的力学性态的理论和应用的科学，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应的科学。识记（1分/空） ②岩石力学是研究岩石在荷载作用下的应力、变形、破坏规律以及工程稳定性等问题。识记（1分/空）

2、岩石力学研究内容

①岩石力学研究的主要领域可概括为基本原理、实验室和现场试验、实际应用。识记（1分/空）

3、岩石力学研究方法

①岩石力学研究方法主要有工程地质研究法、试验法、数学力学、分析法、综合分析法。理解（1分/空）

4、岩石的常用物理指标

①在工程上常用到的物理指标有：容量、比重、孔隙率、吸水率、膨胀性、崩解性等。识记（1分/空）

②岩石的容量?是指岩石的单位体积（包括岩石孔隙体积）的重力，单位是KN/m3与岩石密度?的关系为：????9.8。 识记（1分/空）

③岩石的密度?是指岩石的单位体积的质量（包括孔隙体积）单位是kg/m3与岩石容重?的关系为：????9.8。识记（1分/空） ④岩石的比重就是岩石的干的重力除以岩石的实际体积，再与4。C时水的容重相比。计算公式是：Gs?Ws?w?s。识记（1分/

目 录

1 前言： .......................................................... 1 2 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性 ............................ 1 2．1 估算地层泥质含量 ........................................... 1 2．2 估算地层biot系数 .......................................... 2 3 利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。 .................... 2 3．1纵、横声波速度.............................................. 2 3．2岩石的动态弹性参数确定...................................... 3 3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化...................... 3 4 利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 ........ 3 4．1岩石单轴抗压强度的确定.....................

一、作业题目

结合所学的《岩石力学》课程及相关知识，利用给出的测井数据，对地层力学参数、孔隙压力、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，分析储层出砂可能性，作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面，分析井壁坍塌原因；研究储层段的出砂可能性，形成结课作业报告。

1. 已知条件

1) A井测井数据，分析孔隙压力，建议采用Eaton法，Eaton指数3.0。. 2) B井对地层力学参数地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，

结合实用泥浆密度分析井壁失稳原因，并提出合理化建议，分析储层出砂可能性，推荐合理的完井方式。 3) 已知：

? 地层孔隙压力当量密度为1.03g/cm3，

? 地层岩性：3000米以前为典型砂泥岩地层，3000米为砂泥岩，夹薄

层煤。

? 储层段：2800-3000米砂岩层。

? 地应力实测值：在3690m处实测水平最大主应力大约70MPa，水平

最小主应力大约63MPa；

? 测井过程中钻井液密度为1.25g/cm3； 4) 岩心抗压强度试验结果：

井深（m） 3030 围压值（MPa） 0 25 0 30 破坏强度（MPa） 16.1 106.5 22.6 127.1 3110 2. 要求

1） 编写程序读