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2016
年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：岩石力学（□A 卷）科目代码：802 考试时间：3小时 
满分150分 可使用的常用工具：□无  □计算器  □直尺  □圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、名词解释（每题4分，共16分） 1、岩石的容重 2、岩石的弹性后效 3、岩体裂隙度 4、岩石的蠕变 二、填空题（每空2分，共20分） 5、岩石中的水通常有两种存在方式：          、          。 6、岩石力学对应变正负号的规定是：正应变以伸长为    ，压缩为    。 7、对弹性平面问题的应力状态研究通常有两类：平面    问题与平面    问题。 8、岩体赋存环境包括：      、      和地温三部分。 9、在声发射法、空心包体应变法两种地应力测量方法中，        是直接测量法，        是间接测量法。 三、判断改错题（对于正确的命题在答题纸上的题号旁打√；对于错误的命题在答题纸上的题号旁打×，并在×后写出改正后的正确命题，每题3分，共45分） 10、不能通过三轴压缩强度试验得到莫尔强度包络线。（ ） 11、同一岩石，其饱和岩石的抗压强度与干燥岩石的抗压强度之比大于等于1。（ ） 12、在普通材料试验机上进行岩石单轴抗压强度试验时，一定能得到岩石的全应力-应变曲线。（ ） 13、岩石的比重、容重、孔隙率等物理性质不是岩石的固有属性。（ ） 14、孔隙压力作用、溶蚀－潜蚀作用是岩石中的结合水/束缚水对岩石力学性质的影响而产生的作用。（ ） 15、岩石的全应力-应变曲线揭示：岩石一旦破裂就完全丧失承载能力。（ ） 16、岩石力学对应力正负号的规定是：压应力为负，拉应力为正。（ ） 17、对于很长的柱形体，任一横截面xy 面在z 方向都没有位移即ω＝0；所受荷载都垂直于z 轴且沿z 方向没有变化，长柱体两端受到光滑约束，即τzx  =τzy  = 0 ，但σz ≠0 ，这种平面问题称为平面应力问题。（ ）
18、重力、惯性力、流体压力和接触力都是体积力。（ ）
19、物体的弹性变形和塑性塑性变形与时间有关；而岩石的流变与时间无关。
（ ） 20、描述岩石流变性质的三种基本元件都没有蠕变特性。（ ） 21、描述岩石流变性质的三个基本元件组成并联组合体时，组合体的总应力等于各并联元件的应力，组合体的总应变等于各并联元件的应变之和。（ ） 22、岩体的强度与地应力的大小无关。（ ） 23、若岩体的节理走向与岩体中设计的隧道轴线方向垂直时，隧道逆节理的倾向掘进比顺节理倾向掘的不利影响大。（ ） 24、边坡稳定分析的刚体极限平衡条分法分析求解的边坡通常是静定问题。（ ） 四、简答题（每题6分，共24分） 25、绘图说明如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆。  26、以弹性元件和粘性元件为例，分别说明描述岩石流变性质的基本元件串联与并联组合时，组体的应力、应变与各组成元件的应力、应变之间的关系。  27、绘制水压曲线图说明水压致裂法的主要测量步骤。  28、边坡稳定分析的极限平衡法中边坡稳定系数（安全系数）是如何定义的？  五、分析与计算题（共45分）
29、（12分）如图所示为圣维南体的力学模型，试推导其本构方程，绘制本构方程曲线，并分析其卸载特征、流变特性。
30、（15分）将一个圆柱形材料放在厚壁圆桶内承受轴向压缩，使之无法产生横向应变，（1）试利用泊送比确定水平应力与垂直应力之比，（2）当泊松比为0.2和0.4时，试计算上述的应力比；（3）试确定各向同性弹性岩石的（σx +σy +σz ）与体积变化之间的关系。
31、（12分）将岩石试件进行一系列单轴试验，求得抗压强度的平均值为0.3Mpa ，将同样的岩石在0.6Mpa 的围压下进行一系列三轴试验，求得主应力的平均值为2.5Mpa 。请你在正应力σ剪应力τ坐标系中，绘制其受力状态的莫尔应力圆，确定其内摩擦角及粘结力。
32、（6分）有一无粘结力的砂质干土坡，砂土的内摩擦角为25度，要保证此坡的稳定系数不小于1.2，坡角应为多少？
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2016
年攻读硕士学位研究生入学考试试题答案 科目名称：岩石力学（□A 卷）科目代码：802 考试时间：3小时  满分150分 可使用的常用工具：□无  □计算器  □直尺  □圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、名词解释（每题4分，共16分） 1、岩石的容重：岩石单位体积（包括岩石内孔隙体积）的重量。 2、岩石的弹性后效：给岩石加载或卸载时，岩石的弹性变形滞后于应力的现象。 3、岩体裂隙度：岩体中沿取样线方向单位长度上的结构面数量。 4、岩石的蠕变：岩石在应力不变情况下，应变随时间增加而增长的现象。 二、填空题（每空2分，共20分） 5、岩石中的水通常有两种存在方式：结合水/束缚水、重力水/自由水。 6、岩石力学对应变正负号的规定是：正应变以伸长为负，压缩为正。 7、对弹
性平面问题的应力状态研究通常有两类：平面应力问题与平面应变问题。 8、岩体赋存环境包括：地应力、地下水和地温三部分。 9、在声发射法、空心包体应变法两种地应力测量方法中，声发射法是直接测量法，空心包体应变法是间接测量法。 三、判断改错题（对于正确的命题在答题纸上的题号旁打√；对于错误的命题在答题纸上的题号旁打×，并在×后写出改正后的正确命题，每题3分，共45分） 10、不能通过三轴压缩强度试验得到莫尔强度包络线。（×改为可以） 11、同一岩石，其饱和岩石的抗压强度与干燥岩石的抗压强度之比大于等于1。（×改为“小于”） 12、在普通材料试验机上进行岩石单轴抗压强度试验时，一定能得到岩石的全应力-应变曲线。（×改为“一般得不到”） 13、岩石的比重、容重、孔隙率等物理性质不是岩石的固有属性。（×改为“是”） 14、孔隙压力作用、溶蚀－潜蚀作用是岩石中的结合水/束缚水对岩石力学性质的影响而产生的作用。（×改为重力水/自由） 15、岩石的全应力-应变曲线揭示：岩石一旦破裂就完全丧失承载能力。（×改为“破裂后，仍具有一定的承载能力”） 16、岩石力学对应力正负号的规定是：压应力为负，拉应力为正。（ד正”与“负”对换）
17、对于很长的柱形体，任一横截面xy 面在z 方向都没有位移即ω＝0；所受荷载都垂直于z 轴且沿z 方向没有变化，长柱体两端受到光滑约束，即τzx  =τzy
= 0 ，但σz≠0，这种平面问题称为平面应力问题。（×改为“应变”）
18、重力、惯性力、流体压力和接触力都是体积力。（×重力、惯性力为体积力，流体压力和接触力是表面力）
19、物体的弹性变形和塑性塑性变形与时间有关；而岩石的流变与时间无关。（ד有关”与“无关”对换）
20、描述岩石流变性质的三种基本元件都没有蠕变特性。（×改为“都没有弹性后效、松驰特性”）
21、描述岩石流变性质的三个基本元件组成并联组合体时，组合体的总应力等于各并联元件的应力，组合体的总应变等于各并联元件的应变之和。（×改“并”为“串”，或者改为“描述岩石流变性质的三个基本元件组成并联组合体时，组合体的总应力等于各并联元件的应力之和，组合体的总应变等于各并联元件的应变。”）
22、岩体的强度与地应力的大小无关。（×地应力对岩体形成的围压越大，其承载能力越大，岩体的强度就越大）
23、若岩体的节理走向与岩体中设计的隧道轴线方向垂直时，隧道逆节理的倾向掘进比顺节理倾向掘的不利影响大。（√）
24、边坡稳定分析的刚体极限平衡条分法分析求解的边坡通常是静定问题。（×改为“超静定”）
四、简答题（每题6分，共24分）
25、绘图说明如何根据全应力-应变曲线预测岩石的岩爆。
答：如图所示，左半部分OEC代表达到峰值强度时，积累在岩石试件中的应变能，右边CED代表试件从破坏到破坏整个过程所消耗的能量。如果A>B，可能产生岩爆，如果A<B，则不会产生岩爆。
26、以弹性元件和粘性元件为例，分别说明描述岩石流变性质的基本元件串联与并联组合时，组体的应力、应变与各组成元件的应力、应变之间的关系。
答：串连即两个或多个元件首尾依次相联的模型，如图所示
并联即两个或多个元件首与首、尾与尾相联的模型。
27、绘制水压曲线图说明水压致裂法的主要测量步骤。
答：水压力曲线图如图所示：
主要测量步骤：
(a)打钻孔到准备测量应力的部位；并将钻孔中待加压段用封隔器密封起来；
(b)向隔离段注入高压水，记录孔裂开时的压力值P i，继续加压，直到裂隙扩张到孔径的3倍，关闭高
压水系统，保持水压恒定，此时的应力为关闭应力，记为P s，最后卸压，使裂隙闭合，此时孔内压力为P0。
(c)重新向密闭段注入高压水，使裂隙重新打开，记录裂隙重新打开时的压
力P r，和随后的恒定关闭压力P s。
(d)将封隔器卸压，从孔中取出，
(e)记录孔内的水压致裂裂隙，天然节理、裂隙的位置、方向和大小。
28、边坡稳定分析的极限平衡法中边坡稳定系数（安全系数）是如何定义的？
答：为沿着最危险破坏面作用的最大抗滑力（或力矩）与下滑力（或力矩）的比值。
F = 抗滑力/下滑力
五、分析与计算题（共45分）
29、（12分）如图所示为圣维南体的力学模型，试推导其本构方程，绘制本构方程曲线，并分析其卸载特征、流变特性。
答：本构方程推导：