岩石是构成地壳和上地幔的固态物质，是地球地质作用的产物。它由矿物的天然集合体组成。岩石内部的主要成分是矿物颗粒和胶接物质。根据成因，可将其划分为岩浆岩（或火成岩）、沉积岩和变质岩三大类［51～53］，它们的力学性质截然不同。
岩浆岩主要有侵入岩和喷出岩两种。地壳之下的地幔物质处于高温高压状态，并在一定条件下以熔融岩浆形式沿着地壳的薄弱环节往地面运动。若于地下冷凝成岩，则称为侵入岩，若溢出地表冷凝成岩，则称为喷出岩。岩浆岩结构的显著特点是，颗粒边界起伏很大，可以相互嵌入；颗粒之间不仅联结力很大，接触也很紧密，几乎没有空隙。通常完整的岩浆岩强度都很高，容易产生脆性破坏。花岗岩是典型的一种岩浆岩（粗粒深成岩），图1-5是其组构示意图。
沉积岩是指地壳上各种松散物质（机械或化学作用而破坏的岩石）以及溶解于水的化学物质，经过搬运、沉积和成岩作用而形成的层状岩石。砂岩是沉积岩的代表性岩石，其力学性质与颗粒和胶结物质有关。根据颗粒大小可分为粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩等，根据胶接物质又可分为泥质砂岩、石灰质砂岩、硅质砂岩等。图1-6是砂岩的组构示意图。
地壳中的沉积岩或火成岩岩石在外界条件发生变化时，如地壳运行、岩浆入侵，受到高温、高压的作用，其成分、结构等发生变化，形成新的岩石，称为变质岩。通常，变质岩会保存原始岩石的某些特征，但有其自身独特的性质。大理岩是一种变质岩，由石灰岩热变质之后，经重结晶作用而形成。图1-7是大理岩的组构示意图。
构成岩石的矿物颗粒具有多种形状和大小［52］。通常而言，在以毫米为尺度观察时，岩石是极端不均匀的；但若以厘米以上的尺度取样，则大致可以认为岩石材料是均匀的。这与四方连续的图案非常相似，即局部差异显著而整体均匀一致。因此，在进行岩石力学性质试验研究时，试样尺度在任何情况下不得小于最大矿物颗粒直径的3倍，通常要达到最大矿物颗粒直径的10倍。
图1-5 花岗岩的组构示意图
（据W.W.Moorhouse，1986）
a—斑状花岗岩；b—黑云母花岗岩；c—白云母黑云母花岗岩
图1-6 砂岩的组构示意图
（据W.W.Moorhouse，1986）
a—红色砂岩；b—石英砂岩；c—Penrith砂岩
另一方面，岩石的形成过程以及其后的地质作用可能使其内部存在夹层、裂隙等各种缺陷。若研究的尺度与这些缺陷分布相当，则必定要认为岩石是非均质材料。当然，在考虑范围较大、使用更大的尺度（如增大有限元网格直径）时，岩石又可以认为是具有均匀缺陷的材料。最为显著的事实是，岩样尺度越大，强度的离散程度越小。当然，所谓的均匀缺陷只是相对而言的一种理想状态，离散性是始终存在的。
由此说来，岩石材料结构的均匀与否同使用的研究尺度和所考察的范围有关。但是，从岩样得到的力学性质参数能否用于大尺度的岩石材料，是至关重要的问题。不可否认的是，从工程地质的观点看，岩体的强度主要取决于内部断层和节理的力学性质，实验室完整岩样的试验结果与工程实际相距甚远。
图1-7 大理岩的组构示意图
（据W.W.Moorhouse，1986）
a—粉红色大理岩；b—白色大理岩；c—白云石大理岩
岩石，尤其是沉积岩和变质岩，内部的层理、节理、裂隙和软弱夹层等具有明显的方向性，即力学性质的各向异性。这是岩石力学研究的又一重大问题［54］。