《岩体力学与工程》教学大纲

1、岩体力学与工程课程教学大纲课程名称：岩体力学与工程英文名称：Rockmass Mechanics and Engineering课程编号：020010050课程性质：必修学分/学时：3.0/48。其中，讲授40学时，实验8学时适用专业：采矿工程任课学院、系部：能源科学与工程学院采矿工程系 一、课程简介课程定位：岩体力学与工程研究一定地质环境中的岩石和岩体的强度、变形破坏、破碎等规律，以及如何合理利用岩体力学性能，避免不利因素，制定岩体改造方案和技术措施进行实际应用，是一门应用型基础学科。岩体力学与工程属于固体力学的一个分支学科，是力学、地质学与工程学之间的一门边缘学科，是采矿工程专业是采矿工程

2、本科专业学生的学习井巷工程、采矿学、矿山压力与岩层控制等专业课的基础课。课程内容：掌握岩石与岩体的基本物理性质，岩石的强度测试方法，岩石的动力学性质，地应力测试方法等；学会利用岩体力学理论分析地下洞室、地基工程、边坡中存在的问题。为学生将来从事地质、矿业、水利水电、岩石、铁道交通、建筑及国防工程等专业打下良好的知识基础。具有解决岩体工程（包括：地下工程、岩质边坡、地基工程）实践问题的基本技能，并了解岩石力学学科发展的当前动态。学习成效：通过学习本课程使学生得到分析与解决岩石内部应力和变形问题的基本训练，能够掌握预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性的方法，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良

3、的工程场址，采用合理设计，防止重大事故发生，为学生今后解决矿山生产和岩土工程实践等复杂工程问题打下理论和实践基础。同时，课程授课过程中坚持“立德树人”和“课程思政”要求，穿插讲授我国岩土工程发展的形势，从事岩石力学科技工作者的优秀品德等内容，让学生能够了解我国岩土工程建设对我国经济社会的巨大贡献，增加专业信心，引导学生树立积极投身地下资源开发、热爱采矿行业的精神。先修课程：高等数学、材料力学、弹性力学、煤矿地质学等。二、学习目标与毕业要求根据工程教育专业认证标准（2017版），岩体力学与工程课程学习目标对采矿工程专业毕业要求的支撑见表1。表1 课程学习目标与毕业要求关系毕业要求学习目标支撑强度

4、1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于采矿工程（含智能开采），并能解决较复杂工程问题。学习目标3：掌握岩体的工程分类方法，能够使用我国工程岩体分级标准对岩体进行分类，提出工程设计参考方法。L学习目标5：掌握二次应力和围岩压力的概念，理解新奥法的思想进行巷道控制，了解矿山巷道、岩质边坡和岩基的加固措施。2.问题分析：能够运用专业技能识别、表达、并通过文献研究分析采矿工程与智能开采技术中的实际问题，以获得有效结论。学习目标2：掌握岩石和岩体的基本物理力学性质，能够分析岩石和岩体的区别，掌握岩石和岩体力学性质的测试方法。M4.研究：能够基于科学原理，采用科学方法对采矿工程、智能开

5、采中的工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。学习目标4：掌握岩体初始应力长的分布规律，学会采用水压致裂法和应力解除法测试现场地应力，判别高应力现象，对岩爆进行防治。H学习目标1：掌握岩体力学的研究方法，理解岩体力学各种数值分析方法，了解岩体力学的发展简史和研究展望。注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。三、学习目标与教学环节岩体力学与工程课程以“岩石和岩体力学基本原理、力学试验、岩体工程实际工程应用和监测方面”为主线，结合学生个性特点，因材施教。主要以讲授、讨论、课程综合设计为主，以课堂测验、课外作业、试验环节为辅。

6、课堂教学将充分利用网络辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。本学习目标、知识单元与培养环节见表2。表2 学习目标、知识单元与培养环节学习目标知识单元培养环节授课讨论试验学习目标1：掌握岩体力学的研究方法，理解岩体力学各种数值分析方法，了解岩体力学的发展简史和研究展望。绪论岩体力学数值分析方法及研究展望学习目标2：掌握岩石和岩体的基本物理力学性质，能够分析岩石和岩体的区别，掌握岩石和岩体力学性质的测试方法。岩石的基本物理力学性质岩石的动力学性质岩体的基本物理力学性质学习目标3：掌握岩体的工程分类方法，能够使用我国工程岩体分级标准对岩体进行分类，提出工程设计参考方法。工程岩体分类学习目标4：掌握

7、岩体初始应力长的分布规律，学会采用水压致裂法和应力解除法测试现场地应力，判别高应力现象，对岩爆进行防治。岩体的初始应力状态学习目标5：掌握二次应力和围岩压力的概念，理解新奥法的思想进行巷道控制，了解矿山巷道、岩质边坡和岩基的加固措施。岩体力学在洞室工程中的应用岩体力学在边坡工程中的应用岩体力学在岩基工程中的应用1. 布置一次课堂讨论通过查阅相关资料，对岩石和岩体力学性质差异的归纳总结，完成相关的PPT答辩和质疑。2. 布置四个试验项目对岩石进行单轴压缩、巴西劈裂、剪切实验和假三轴试验进行四个环节的试验，获得应力-应变曲线和试件破坏形态，基于库伦摩尔强度理论进行判断，分析预测结果与试验测试结果是

8、否一致，提交分析报告。3. 布置4次课外作业（1）岩石库伦-摩尔强度理论和格里菲斯强度理论判断准则的应用；（2）单节理岩体破坏的求解；（3）岩体初始应力的求解。四、课程内容及学时分配岩体力学与工程将以“岩石和岩体力学基本原理、力学试验、岩体工程实际工程应用和监测方面”为主线，掌握岩石与岩体的基本物理性质，岩石的强度测试方法，岩石的动力学性质，地应力测试方法等；学会利用岩体力学理论分析地下洞室、地基工程、边坡中存在的问题。为学生将来从事地质、矿业、水利水电、岩石、铁道交通、建筑及国防工程等专业打下良好的知识基础。具有解决岩体工程（包括：地下工程、岩质边坡、地基工程）实践问题的基本技能，并了解岩石

9、力学学科发展的当前动态。根据工程教育专业认证标准（2015版），岩体力学与工程知识单元、知识点与学时分配见表3。表3 知识单元、知识点与学时分配知识单元知识点理论学时实验学时课程目标序号描述序号描述1岩体力学绪论1岩体力学的研究任务与内容2012岩体力学研究方法3岩体力学的发展简史2岩石的基本物理力学性质1概述8822岩石的基本物理性质3岩石的强度特性4岩石的变形特性5岩石的强度理论3岩体的动力学性质1概述2032岩体中应力波类型及传播3影响岩体弹性波速度的因素4岩体的基本力学性质1概述8032岩体结构面的分析3结构面的变形特性4结构面的剪切强度特性5结构面的力学效应6岩体的应力-应变分析7岩

10、体力学性质的现场测试5工程岩体分类1概述2032工程岩体分类的目的与原则3工程岩体代表性分类简介4我国工程岩体分级标准6岩体的初应力状态1概述6042岩体初始应力场及其影响因素2岩体初始应力场的分布规律3岩体初始应力的测量方法4高地应力地区主要岩体力学问题7岩体力学在硐室工程中的应用1概述6052深埋圆形洞室弹性分布的二次应力状态3深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态4围岩应力5围岩的松动压力计算6新奥法简介8岩体力学在边坡工程中的应用1概述2052边坡岩体中的应力分布特征及其影响因素3边坡稳定性分析4岩质边坡的加固措施9岩体力学在岩基工程中的应用1概述2052岩基上的基础形式3岩基上基础的沉

11、降4岩基的承载能力5岩基的加固措施10岩体力学数值分析方法与研究展望1岩体力学的数值分析方法2012岩体力学研究展望11合计408五、考核方案及考核权重基于岩体力学与工程教学内容与毕业要求指标点的关联性，制定本课程质量评价方法。课程考试考核总成绩由平时学习表现、过程考核成绩和结课考试成绩三部分组成，这种考核方式可大大促进学生对日常教学环节中知识积累和掌握的重视程度，促进学生的学习产出。考试考核方案及权重见表4。表4 考核方案及考核权重学习目标知识单元支撑章节考核环节权重合计结课考试过程考核平时表现权重题型实验报告课后作业出勤考核课堂讨论课堂测试学习目标1：掌握岩体力学的研究方法，理解岩体力学各

12、种数值分析方法，了解岩体力学的发展简史和研究展望。绪论岩体力学数值分析方法及研究展望5%论述题5%学习目标2：掌握岩石和岩体的基本物理力学性质，能够分析岩石和岩体的区别，掌握岩石和岩体力学性质的测试方法。岩石的基本力学性质岩体的基本力学性质岩体的动力学性质25%选择题简答题计算题10%5%5%5%50%学习目标3：掌握岩体的工程分类方法，能够使用我国工程岩体分级标准对岩体进行分类，提出工程设计参考方法。工程岩体分类5%选择题2.5%5%12.5%学习目标4：掌握岩体初始应力长的分布规律，学会采用水压致裂法和应力解除法测试现场地应力，判别高应力现象，对岩爆进行防治。岩体的初始应力状态10%简答题

13、计算题2.5%5%17.5%学习目标5：掌握二次应力和围岩压力的概念，理解新奥法的思想进行巷道控制，了解矿山巷道、岩质边坡和岩基的加固措施。岩体力学在洞室工程中的应用岩体力学在边坡工程中的应用岩体力学在岩基工程中的应用5%简答题5%5%15%50%10%10%10%10%10%100%本门课程的所有环节均要求学生参与并签到，不得缺勤；结课考试成绩不满卷面成绩50%，课程考核不合格。六、课程持续改进结合工程认证的课程达成度评价表内容，岩体力学与工程课程需要持续改进的内容如表5所示。表5 岩体力学与工程课程需要持续改进的内容定期做适当的记录，以便评估学生能力的取得程度评估的结果被系统地加入项目持续

14、改进中其他可用的协助持续改进的资源（1）通过平时考核的作业、测验，课下辅导答疑，掌握学生对所讲知识的掌握程度和需求；（2）通过课堂讨论、互动、课程项目，提高解决复杂工程问题的能力；（3）随机抽样调查，判断学生是否掌握课程学习目标。（1）个人素质，挖掘学生的主观能动性，使之具备独立获取分析、解决问题的能力；（2）协作素养，发挥学生的协作精神和沟通能力，体现团队合作的创新效能；（3）现场反馈，通过对毕业生和用人单位进行问卷调查，完善学习目标和教学内容。（1）个人素质，挖掘学生的主观能动性，外出调研，对岩土工程有感性认识；（2）通过文献检索获取国内外岩土工程发展中的案例资源；（3）借鉴相同或相似的校内外网络课程资源；（4