发布时间 : 星期六 文章西南科大岩石力学复习资料更新完毕开始阅读e5023614482fb4daa58d4b8a
6．表示岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么？这些物理性质的主要指标影响是什么？ 答：指由岩石固有的物理组成和结构特性所决定的比重、容重、孔隙率、水理性等基本属性。 7.岩石破坏有几种形式？对各种破坏的原因作出解释。
答：试件在单轴压缩载荷作用破坏时，在试件中可产生三种破坏形式 :(1)X状共轭斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (2)单斜面剪切破坏，破坏面上的剪应力超过了其剪切强度，导致岩石破坏。 (3)拉伸破坏，破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度，导致岩石受拉伸破坏。
8、劈裂法实验时，岩石承受对称压缩，为什么在破坏面上出现拉应力？绘制试件受力图说明劈裂法试验的基本原理。
答：由弹性理论可得出在对径压缩方向上，圆盘中心线平面内（y轴）的应力状态为:
11.在三轴压缩试验条件下，岩石的力学性质会发生哪些变化？
答：三轴压缩条件下，应力应变曲线如图1-31、1-32所示，围压对岩石变形的影响主要有： (1)随着围压(σ2=σ3)的增大，岩石的抗压强度显著增加； (2)随着围压(σ2=σ3)的增大，岩石破坏时，岩石的变形显著增加； (3)随着围压(σ2=σ3)的增大，岩石的弹性极限显著增加；
(4)随着围压(σ2=σ3)的增大，岩石的应力应变曲线形态发生明显的改变，岩石的性质发生了变 化，由弹脆性---弹塑性---应变硬化。抗压强度显著增加；
12.什么是莫尔强度包络线？如何根据试验结果绘制莫尔强度包络线？
答：三轴抗压强度实验得出：对于同一种岩石的不同试件或不同实验条件（不同的围压时的最大轴向压力值）给出了几乎恒定的强度指标值（直线性强度曲线时为岩石的内聚力和内摩擦角）。这一强度指标以莫尔强度包络线（Mohr’sstrength envelop）的形式给出。
在不同围压条件下，得出不同的抗压强度，因而可以做出不同的莫尔应力圆，这些莫尔应力圆的包络线就是莫尔强度包络线。
13.岩石的抗剪强度与剪切面所受正应力有什么关系？试绘图加以说明。 答：S???tg?+c
岩石的抗剪切强度S与正应力成正比
14.简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征。
答：在单轴压缩条件下，岩石的应力-应变曲线如图。全应力-应变曲线可分为四个阶段： （1）孔隙裂隙压密阶段（OA)：岩石试件中的孔隙裂隙被压密，形成早期的非线形变形， σ-ε曲线呈上凹型。
（2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段(AC)：j阶段应力应变曲线近似为直线。 其中AB段为弹性变形阶段，BC段为微破裂稳定发展阶段。
（3）非稳定破坏发展阶段(CD)：C点是岩石从弹性变为塑性的转折点，称为屈服点。该点相应的应力为屈服应力。该阶段中，微裂隙的发展出现了质的变化，破裂不断发展，直至试件完全破坏。
（4）破裂后阶段(D点以后)：轴压力达到试件的峰值强度后，试件内部结构遭到破坏，但试件基本保 持整体状。之后，裂隙快速发展，形成宏观断裂面，试件承载能力随变形增大而迅速下降，但并不为零，说明破裂的岩石仍具有一定的承载力。
17.什么是岩石的扩容？简述岩石扩容的发生过程。
答：岩石在荷载作用下，在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。对E和υ为常数的岩石，其体
积应变曲线可分为三个阶段：
（1）体积变形阶段：体积应变ε在弹性阶段内随着应力的增加而呈线形变化（体积减小） ，在此阶段ε1>ε2+ε3
（2）体积不变阶段：在这一阶段，随应力的增加，岩石体积应变增量接近为零。岩石体积几乎不变。 （3）扩容阶段：外力继续增加时，岩石的体积不是减小，而是增加，增加速率越来越大，最终岩石破坏。 18.什么是岩石的各向异性？什么是正交各向异性？什么是横观各向异性？写出正交各向异性和横 观各向异性岩石的应力-应变关系式。
答：岩石的全部或部分物理、力学性质（岩石的E,υ等）随方向不同而表现出差异的现象称为岩石的各向异性。 如果在弹性体中存在着三个相互正交的弹性对称面，在各个面两边的对称方向上，弹性相同，但在这个弹性主向上弹性并不相同，这种物体称为正交各向异性体。
岩石在某一平面内的各方向弹性性质相同，这个面称为各向同性面，而垂直此面方向的力学性质是不同的，具有这种性质的物体称为横观各向同性体。
19.影响岩石力学性质的主要因素有哪些，如何影响的？
答：影响岩石力学性质的主要因素有水、温度、加载速度、风化程度及围压。 (1) 水对岩石力学性质的影响
1） 连结作用：束缚在矿物表面的水分子通过其吸引力作用将矿物颗粒拉近、接紧，起连接作用。 2） 润滑作用：由可溶盐、胶体矿物连接的岩石，当有水入侵时，可溶盐溶解，胶体水解，导致矿物颗 粒间连接力减弱，摩擦力减低，从而降低岩石的强度。
3） 水楔作用：当两个矿物颗粒靠得很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸附力将 水分子拉倒自己周围，在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤 入，这种现象称水楔作用。（a）使岩石体积膨胀，产生膨胀压力 (b)水胶连接代替胶体连接产生润 滑作用，降低岩石强度
4） 孔隙压力作用：岩石受压时，岩石内孔隙水来不及排出，在孔隙内产生很高的孔隙压力，降低了岩 石的内聚力和内摩擦角，减小了岩石的抗剪强度。
5） 溶蚀-潜蚀作用：岩石中渗透水在流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走，从而使岩石强度大为 减低。
(2) 温度对岩石力学性质的影响：如图1-39 所示。随着温度的增高，岩石的延性加大，屈 服 点降低，强度也降低。
(3) 加载速度对岩石力学性质的影响：加载速率越快，测得的弹性模量越大，获得的强度指标越高。ISRM （国际岩石力学学会）建议的加载速率为0.5~1Mpa/s。
(4) 围压对岩石力学性质的影响：岩石在三轴压缩条件下，岩石的强度和弹性极限都有显著增加。 (5) 风化对岩石力学性质的影响
a) 降低岩体结构面的粗糙程度并产生新的裂隙
b) 岩石在化学风化过程中，矿物成分发生变化，岩体强度降低。 9． 结构面的剪切变形、法向变形与结构面的哪些因素有关？
答：结构面的剪切变形、法向变形与岩石强度、结构面粗糙性和法向力有关。 10.结构面力学性质的尺寸效应体现在哪几个方面？
答：结构面试块长度增加，平均峰值摩擦角降低，试块面积增加，剪切应力呈现出减小趋势。此外，还体 现在以下几个方面：（1）随着结构面尺寸的增大，达到峰值强度时的位移量增大；（2）试块尺寸增加， 剪
切破坏形式由脆性破坏向延伸破坏转化；（3）尺寸增加，峰值剪胀角减小，结构面粗糙度减小，尺寸效应 也减小。
11. 岩体在多次循环荷载作用下岩体变形有什么特征？
答： 岩体在加载过程中，应力应变曲线呈上凹型，中途卸载回弹变形有滞后现象，并出现不可恢复的残余 变形，不论每一级加载与卸载循环曲线都是开环型。岩体在循环荷载作用下，而卸载时荷载又不降至零时， 相应的变形过程将出像闭环型式。 12.具有单结构面的岩体其强度如何确定？
答：具有单结构面的岩体强度为结构面强度与岩体强度二者之间的最低值。 结构面强度为： ?
14.简述Hoek-Brown 岩体强度估算方法。
答：Hoek-Brown 根据多次实验得出其岩体的抗压强度与抗拉强度的经验方程为：
15.岩体中水渗流与土体中水渗流有什么区别？
答：岩体的水力学性质指岩体的渗透性能及在渗流作用下所表现的力学性质。 (1)岩体与土体渗流的区别: 土体的渗流以孔隙为主。
特点：(a)土体渗透性大小取决于岩性，土体中颗粒愈细，渗透性愈差； (b)土体可看作多孔连续介质；
(c)土体的渗透性一般具有均质（或非均质）各向同性（黄土为各向异性）； (d)土体渗流符合达西渗流定律。 岩体的渗流以裂隙为主。
特点：(a)岩体渗流大小取决于岩体中结构面的性质及岩块的性质； (b)岩体渗流以裂隙导水，微裂隙和孔隙储水为其特征； (c)岩体裂隙网络渗流具有定向性；
(d)岩体一般看作非连续介质（对于密集裂隙可看作等效连续介质）； (e)岩体的渗流具有高度的非均质性和各向异性；
(f)一般岩体中的渗流符合达西定律（岩溶管道流一般为紊流，不符合达西定律）； (g)岩体渗流受应力场影响明显；
(h)复杂裂隙系统中的渗流，在裂隙交叉处，具有“偏流效应”，即裂隙水流经大小不同裂隙交叉 时，水流偏向宽大裂隙一侧流动。
16. 地下水对岩体的物理、化学作用体现在哪几个方面？ 答：地下水对岩体的影响分为：物理的、化学的和力学的影响。 (1)岩体的物理作用：
(a)润滑作用：在裂隙面上，水使裂隙面之间的摩擦系数减小。
(b)软化和泥化作用：结构面内某些物质与水结合后变软并成泥，减小了结构面之间的粘聚力和摩擦力。 (c)结合水的强化作用：在非饱和状态下，岩体含水能增强岩体颗粒之间的联系，从而增加岩体的强度。 (2)对岩体的化学作用：