1．岩石、岩体、结构面和结构体概念。

岩石：岩石是组成地壳的基本物质，它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。

岩体：是由岩石和结构面组合而成的集合体。

结构面：是岩体内具有一定方向、延展较大、厚度较小的面状地质界面，它包括物质的分界面和不连续面。

2．什么是岩石风化作用?岩石长期暴露在地表之后，经受太阳辐射热、大气、水及生物等作用，使岩石结构逐渐破碎、疏松，或矿物成分发生次生变化，称为岩石风化作用。

表现为强度降低、抗变形性能减弱、空隙率增大、渗透性加大。

3．相对密度Gs 概念及其表达式。

相对密度：岩石的干重量Ws 除以岩石的实体积Vs （不包括岩石中孔隙体积）所得的量与1个大气压下4℃时纯水的重度γw 的比值。

表达式： Gs=Ws / (Vs γw)4．孔隙率n 和孔隙比e 概念及其相互关系。

孔隙率：岩石试样中孔隙体积 Vv 与岩样总体积 V 之比，常用n 表示。

n=V V / V ×100% 。

孔隙比e ：指孔隙的体积 VV 与固体的体积 Vs 的比值。

e = V V / Vs 孔隙比e 与孔隙率n 的关系： e = n / (1-n) 5．含水率W 和吸水率Wa 概念及其表达式。

天然含水率w ：天然状态下岩石中水的重量 W W 与岩石烘干重Ws 的百分比，简称含水率。

w = W W / Ws ×100% 吸水率wa ：指干燥岩样在一个大气压和室温条件下吸入水的重量WW 与岩样干重量 Ws 的百分比。

Wa = W W /Ws ×100% =（Wo-Ws ）/ Ws ×100%式中：Wo ——烘干岩样浸水 48h 后的湿重。

6．什么是岩石的渗透性?渗透系数的量纲是什么?渗透性：指在水压力作用下，岩石的孔隙和裂隙透过水的能力。

渗透系数的量纲与速度的量纲相同。

7．什么是岩石的膨胀性?岩石膨胀性一般用哪两项指标表示?这两项指标的定义是什么? 岩石的膨胀性：指岩石浸水后体积增大的性质。

岩石膨胀性一般用膨胀力 Pe 和膨胀率δep 两项指标表示。

膨胀力Pe ：指原状岩（土）样在体积不变时，由浸水膨胀而产生的最大内应力。

膨胀率δep （％）：在一定压力下，试样浸水膨胀后的高度增量与原高度之比，用百分数表示。

8．什么是岩石的崩解性?岩石的崩解性：指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松散物质的性能。

9．什么是岩石的软化性?软化系数ηc 的定义是什么?岩石的软化性：指岩石与水相互作用时强度降低的特性。

软化系数ηC : 是岩样饱水状态下的抗压强度 Rcw 与干燥状态的抗压强度 Rc 的比值。

软化系数总是小于1的。

10．什么是岩石的抗冻性?抗冻系数C f 是如何定义的? 岩石的抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的性能。

抗冻系数C f ：指岩样在±25℃的温度区间内，经多次“降温、冻结、升温、融解”循环后，岩样抗压强度下降量△R 与冻融前的抗压强度RC 的比值，用百分率表示。

抗冻系数C f 的表达式： C f = △R / R C =（R C -R Cf ）/ R C ×100%式中：RC 、RCf ——分别为岩样冻融前、后的抗压强度（kPa ）。

11．什么是端部效应?减小“端部效应”的主要措施有哪些?（重点）端部效应：加压板与试件端部存在摩擦力，约束试件端部的侧向变形，导致端部应力状态不是非限制性的而出现复杂应力状态。

减小“端部效应”影响的措施：1）将试件端部磨平，2）在端面抹上润滑剂(黄油)，或加橡胶垫层等。

3）使试件长度达到规定要求，以保证在试件中部出现均匀应力状态。

12．在室内岩石力学试验中，试件高径比取何值范围为宜?经试验研究，认为高径比 h/D ＝2～2.5 为宜。

这时试件中部应力分布均匀（圣维南原理），并能保证破坏面不承受加压板约束，可自由通过试件的全断面。

13．加载速率对岩石力学试验结果有哪些影响?14．围压对岩石力学试验结果有哪些影响?围压对岩石力学试验结果的主要影响为：(1)岩石的抗压强度随围压的增加而提高。

(2)岩石类脆性材料随围压的增加面向延性转化。

加载速率的影响是：加载速率越大，测得的弹性模量越大，峰值应力越显著。

15．测试岩石抗剪强度指标有哪些试验方法?如何借助这些试验方法获得岩石抗剪强度指标? 确定岩石抗剪强度的方法：直接剪切试验、楔形剪切试验、三轴压缩试验。

岩石抗剪强度：指岩石抵抗剪切破坏的极限能力。

抗剪强度用内聚力c 和内摩擦角θ两个指标来表示。

直接剪切试验：加载过程：对每一个试件，先在试件上施加规定的垂直荷载P ，然后逐渐施加水平剪切力T ，直至达到最大值Tmax 发生破坏为止。

计算应力：剪切面上的正应力ζ和剪应力η按以下两式计算： ζ＝P/A ，ηf ＝Tmax/A 绘制ηf －ζ曲线ζ不同,ηf 也不同，故对于每一个试件，可得到一个数对 (ζ,ηf)；将每对(ζ,ηf)填入ηf －ζ坐标系，并用目测法(或最小二乘法)得到一条直线。

该直线与横轴的交角即为θ，在纵轴上的截距即为c 。

楔形剪切试验： 加载过程：将试件装入楔形剪切仪；按预定方案调定一个剪切角α；将楔形剪切仪放在压力机上加压，直至试件沿着AB 面发生剪切破坏。

根据受力平衡条件，可以列出下列方程式：ΣY=0: N - Pcos α- Pfsin α= 0 (2-17)ΣX=0: Q + Pfcos α- Psin α= 0 (2-18)式中：P —压力机上施加的总垂直力，kN ；N —作用在试件剪切面上的法向压力，kN ； Q —作用在试件剪切面上的切向剪力，kN ； f —压力机垫板下面的滚珠的摩擦系数，可由摩擦校正试验决定；α—剪切面与水平面所成的角度。

将式（2-17）和（2-18）分别除以剪切面面积即得： 三轴压缩试验： 试验过程： 对一个试件，先施加围压，然后逐渐施加，直至破坏，得到破坏时的，从而得到一个破坏时的莫尔应力圆（，）。

对其它试件，改变围压，同样可得到一组破坏时的莫尔应力圆（，），（，），…… 成果处理：绘出这些莫尔应力圆的包络线，即为岩石的抗剪强度曲线。

一般而言，包络线是一条曲线。

若将包络线近似视为直线，则其与横轴的夹角即为内摩擦角θ，而在纵轴上的截距即为内聚力c 。

16．什么是库仑准则?其用剪切面应力和主应力表示的表达式各为如何?库仑准则是一种判断岩石是否发生剪切破坏的准则。

其用剪切面应力和主应力表示的表达式分别为式(1)和式(2)：c f +=στ (1)()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=f ff fc 21232121112σσ (2) 式中：c —内聚力；f —内摩擦系数。

17．岩石应力---应变全过程曲线—般可分为哪几个区段?各区段曲线有哪些特点?（重点） 一般可分为四个区段：OA 段、AB 段、BC 段和CD 段。

OA 段：曲线稍微向上弯曲，这是由岩石中初始的微裂隙受压闭合和试验系统的压密所致，故也称压密阶段。

AB 段：试验曲线接近于直线，岩石发生弹性变形，故也称弹性阶段。

sin 2sin cos 2P f A Pf Aσααταα=+=-f （cos ）（—19）（）（—20）3σ，1σ1σ，1σ，3σ，1σ''3σ''1σ'''3σ'''σηε=,d t dtεεη=式中：为时间，为粘滞系数。

1x z σμλσμ==-BC 段：曲线向下弯曲，这是由于在平行于荷载方向开始逐渐生成新的微裂隙及裂隙的不稳定扩展的结果；B 点是岩石从弹性转变为非弹性的转折点；这一阶段也称为屈服阶段。

CD 段：是一条下降曲线。

C 点的纵坐标就是单轴抗压强度Rc 。

该阶段称为破坏阶段。

也有人将c 点称为破坏点，将CD 段称为破坏后区。

18.什么是弹性变形、塑性变形、变形模量和残余强度? 能恢复的变形叫弹性变形。

不可恢复的变形，称为塑性变形或残余变形或永久变形变形模量：在应力-应变曲线上的任何点与坐标原点相连的割线的斜率，表示该点所代表的应力的变形模量。

残余强度：破坏后的岩石仍可能具有一定的强度，从而也具有一定的承载能力，该强度称为岩石的残余强度。

19．什么是刚性压力机?刚性试验机：压力机刚度大于试件刚度的压力试验机称为刚性压力试验机。

20．什么是岩石的流变性?什么是蠕变、松弛和弹性后效现象?岩石在力的作用下发生与时间相关的变形的性质，称为岩石的流变性（又称黏性）。

岩石的流变性包括蠕变、松弛和弹性后效。

蠕变：指在应力为恒定的情况下岩石变形随时间发展的现象；松弛：指在应变保持恒定的情况下岩石的应力随时间而减少的现象。

弹性后效：指在卸载过程中弹性应变滞后于应力的现象。

21．蠕变模型有哪几种基本单元?其本构关系和物理模型如何表示？蠕变模型基本单元：弹性单元、塑性单元和粘性单元。

弹性单元：这种模型是线性弹性的，完全服从虎克定律，所以也称虎克体。

虎克体的应力-应变关系为：ζ=E ε这种模型可用刚度为E 的弹簧来表示，如图（a ）所示。

塑性单元：塑性单元也称为圣维南体。

这种模型是理想刚塑性的，在应力小于屈服值时可以看成刚体，不产生变形；应力达到屈服值后，应力不变而变形逐渐增加。

其应力-应变关系为： 这种模型可用两块粗糙的滑块来表示，如图（b ）所示。

粘性单元：粘性单元也称为牛顿体。

这种模型完全服从牛顿粘性定律， 它表示应力与应变速率成正比： 这种模型可用充满粘性液体的圆筒形容器内的有孔活塞来表示，如图（c ）所示。

22．请给出马克斯威尔模型的物理模型及其本构方程，蠕变方程和松弛方程。

马克思威尔模型的物理模型及其本构方程、蠕变方程和松弛方程分别为： （1）物理模型：一个弹性单元和一个黏性单元的串联（2）本构方程：E σσεη∙=+（3）蠕变方程：t 0tηεσ=（）1（+）E （4）松弛方程：tt 0eEησσ-=（）23．根据结构面的几何形态，结构面可归纳为哪几种类型?结构面的几何形态，可归纳为下列四种直型、波浪型、锯齿型、台阶型。

24．什么是结构面的切割度Xe 、线密度K 、间距和张开度?假设有一平直的断面，它与考虑的结构面重叠而且完全地横贯所考虑的岩体，令其面积为A ，则结构面的面积a 与它之间的比率，即为切割度：Xe=a / A 线密度K （裂隙度）：指同一组结构面沿着法线方向单位长度上结构面的数目。

结构面间距：结构面间距是指同一组结构面在法线方向上，该组结构面的平均间距。

结构面的张开度是指结构面裂口开口处张开的程度。

25．什么是“剪胀”效应?请给出结构面凸台模型的剪力与法向力的关系曲线。

指在剪切力作用下，由于剪切结构面凹凸不平，使得岩体变形，不仅有原剪切面的剪切变形，还有垂直与剪切面的法向变形这种现象叫做“剪胀”效应26．简述岩石质量指标(RQD)分类法。