《岩体力学》课程教学大纲

《岩体力学》教学大纲课程编号：0801201524课程名称：岩体力学课程英文名称：RockMassMechanics课程类别：必修课课程性质：专业课学时（理论+实验）：56（48+8）学分：3开课学期：第六学期选用教材：《岩体力学》齐伟编，地质出版社，2011年7月主要参考书：1、《岩体力学》肖树芳、杨淑碧编，地质出版社。2、《岩体力学》中国地质大学出版社。3、《岩体力学》沈明荣主编，同济大学出版社。4、《矿山岩体力学》郑永学主编，冶金工业出版社。5、《岩石力学》重庆大学出版社。6、《岩石力学》徐志英编，中国水利水电出版社。7、《岩石力学与工程》蔡美峰主编，科学出版社。8、《岩体力学基础》孙广忠著，地质出版社。一、中英文课程简介：岩体力学是土木工程及勘察技术与工程专业的专业理论基础课程之一。岩体力学是研究岩体在各种力场作用下变形及破坏规律以及强度和稳定性问题的一门应用型理论学科，它具有较完善的理论体系，同时又具有广泛的应用领域，在隧道与地下工程、边坡工程和地基工程等方面拥有广泛大量的研究课题，因此可以说该学科具有广阔的发展前景和旺盛的生命力。岩体力学是一门正处于发展中的年轻学科，它仅有40年左右的发展历史，这说明该学科正处于快速的发展期，在人类社会高速发展以及我国经济快速发展的今天，各类岩体工程大量涌现，提出了越来越多的岩体力学问题，又由于现代科学技术的飞速发展，许多新技术和新方法不断涌现，为岩体力学注入了许多新的内容，使学科发展开辟了许多新的增长点。岩体力学的研究内容是相当广泛的，首先，岩体力学的研究对象——岩体作为地质体的地质特征是岩体力学研究的基础内容，包括岩体的物质组成、地质体的发展演化历史、岩体中结构面及结构特征的研究，岩体赋存的地质环境特征的研究，如地应力、地下水等。岩石及岩体力学性质的研究，包括岩石（体）的变形、破坏的规律及本质，以及强度的研究，岩石（体）强度理论的研究等。另外，还有大量岩体力学的应用课题研究，如地下及隧道工程中围岩应力及围岩压力的研究，边坡工程中斜坡岩体的稳定性及加固技术问题研究，以及地基工程中的岩体稳定性研究等，都有大量的研究课题和内容。再有，计算机科学在岩体力学中的应用研究、模型模拟研究，以及新理论新技术新方法的研究等，有许多前沿性研究课题。岩体力学的研究方法包括科学实验，理论分析和实践验证等几个环节，并且各环节是紧密结合并相互促进的。科学实验是岩体力学研究的基础工作，几乎所有岩体力学问题的研究都是从实验开始的。它包括实验室岩石基本力学性质的试验测试。模型模拟试验，现场岩体的原位试验及测试，地应力的量测和岩体构造的测定等。在科学试验的基础上对岩体力学问题的物理本质进行分析，建立反映问题本构关系的理论模型。然后还需要将实验和理论分析的结果拿到工程实践中进行验证，以反馈回来的信息进一步充实和完善对问题的认识，进而制定切实的解决问题的办法。总的来说，岩体力学的研究方法包括科学实验，理论分析和实践验证等几个环节，并且各环节是紧密结合并相互促进的。总之，岩体力学是一门具有强大生命力的发展中学科，它的研究和发展具有广阔的前景，并在广泛的应用领域中发挥越来越重要的作用。本课程作为专业理论基础课，安排在第六学期开设。学习本课程需要的基础有：地球科学概论，工程岩土学，材料力学，结构力学等。在第四学年开设的工程动力地质学、专门工程地质学、隧道与地下工程等以及边坡工程、地下工程等研究生课程必须具备岩体力学的基础知识。学习本课程在就业指导中主要面向：水利水电，冶金，有色金属，煤炭，石油，交通，城建等行业勘察、设计、施工、管理等部门。Rock

mechanicsisoneofthe

courses

ofcivilengineering

and

theoreticalbasisofinvestigationtechnologyand

engineering.

Rockmechanics

is

anapplied

disciplinetheory

andthedeformationlaws

andthe

strengthandstabilityof

rockmass

inthestudyontheproblemof

theeffectofvariouskindsof

forcefield,

ithas

amorecompletetheoreticalsystem,

butalso

haswideapplicationfield,

has

anextensiveresearchtopic

in

tunnelandunderground

engineering

and

slopeengineering

andfoundation

engineeringetc.

Therefore,

canbesaidthatthe

subject

haswidedevelopmentprospectand

vitality.Rock

mechanicsisa

young

discipline

isin

inthedevelopmentof

history,

itonlyhasabout40years,

whichshowsthatthe

subject

isina

fastdevelopmentperiod,

therapiddevelopmentinthe

rapiddevelopmentofhumansociety

andChina'seconomytoday,

theemergenceofalargenumberof

allkindsof

rockengineering,putsforwardthe

problemsofrockmassmechanics

moreandmore,

becausethetherapid

developmentofmodernscienceandtechnology,

manynewtechnologiesand

newmethodsareemerging,

pouralotofnew

contentforthe

rockmechanics,the

disciplinedevelopment

opensupmany

newgrowthpoint.Theresearchcontents

ofrockmassmechanics

isquiteextensive,

firstofall,

theobjectofstudy

ofrockmassmechanics

--

rockmassasthe

geologicalcharacteristics

ofgeologicalbodyis

thebasic

contentof

studyofrockmassmechanics,

includingtheresearch

ofrock

materialcomposition,

developmentofgeological

body

structureevolution

history,

rock

surfaceand

structuralcharacteristicsofthe

geologicalenvironmentcharacteristics,

study

of

rockmasssuchas

groundstress,

groundwater,

etc..

Thestudyofrock

and

rockmechanicalproperties,

includingrock

(body)

rules

andessenceofthe

deformation,

damage,and

strengthof

rock

(body),

strengththeory

research.

Inaddition,

thereare

alargenumberof

applicationresearch

ofrockmechanics

of

surroundingrockpressure,stressand

shouldbe

rock

suchasunderground

andtunnelproject,

thestabilityofrockslope

andreinforcementtechnique

tostudytheproblemsof

slopeengineering,

thestudyontherockmassstability

and

foundation

inengineering,therearealargenumberof

research

topicsandcontents.

Again,

asimulationmodelof

AppliedResearch

inrockmechanics,

computerscience,

researchandnewtechnologyandnew

theoryandnewmethod

andsoon,

therearemanycutting-edge

researchtopics.Theresearch

methodofrockmechanics

including

scientificexperiments,

theoreticalanalysis

andpracticalverification

ofseveralaspects,

andeach

linkis

closelycombine

andpromoteeachother.

Thescientificexperimentis

basicworkfor

studyofrockmassmechanics,

rockmechanics

problems

of

almostall

arefromthebeginningoftheexperiment.

Itincludes

thetest

ofbasic

mechanicalpropertiesofrock

laboratory.

Modelsimulationtest,

testand

test

insitu

rockmass,

in-situstressmeasurement

and

rockmassstructure

determination.

Physical

natureof

rockmechanicsproblems

inthescientificbasisof

test

analysis,

thetheoreticalmodelestablishmentofconstitutiverelationship

reflectproblems.

Then

thereisalsoaneedto

validate

theexperimentalandtheoreticalanalysis

results

to

engineeringpractice,

to

feedbackinformation

tofurther

enrichandimprovethe

understandingoftheproblems,

and

toformulateapractical

solutiontotheproblem.

Ingeneral,

theresearch

methodofrockmechanics

including

scientificexperiments,

theoreticalanalysis

andpracticalverification

ofseveralaspects,

andeach

linkis

closelycombine

andpromoteeachother.Inshort,

therock

mechanicsisa

powerfulvitality

ofdiscipline,

haswideprospectsofitsresearchanddevelopment,

andplaya

moreandmoreimportantrolein

awiderangeofapplicationareas.Thiscourse

isthebasiccourseof

professionaltheory,

arrangedinthe

sixthsemester.

Thebasic

needstolearnthiscourse

are:the

introductionofEarthScience,

geotechnical

engineering,

materialmechanics,

structuralmechanics.

Basicknowledge

ingraduatecourses

engineeringdynamicgeology,

fourthschoolyearopened

specialengineeringgeology,

tunnelandunderground

engineeringandslopeengineering,

underground

engineering

musthavethe

rockmechanics.Thestudyofthiscourse

inemploymentguidance

mainlyfor:

WaterConservancyandhydroelectricpower,

metallurgy,

nonferrousmetals,

coal,

petroleum,transportation,

constructionandotherindustries

forsurvey,

design,

construction,managementandotherdepartments.二、课程目的、性质与任务《岩体力学》是土木工程专业及勘察技术与工程专业（工程地质、岩土工程及地下工程、勘察工程专业方向）的主干专业理论基础课程。课程系统地讲授岩石及岩体力学性质及力学作用的基本理论，以及应用于工程实践的主要问题。教学的目的和任务是使学生全面认识并掌握岩体力学的有关理论与方法，以及服务于地质工程和土木工程实践所研究的理论与实践问题，系统地讲授岩体力学的理论体系，以及理论在工程实践中的广泛应用，使学生具有分析、解决岩体工程力学问题的能力。三、教学基本要求通过本课程的学习，要求学生理解岩体力学的基本概念及基本原理，同时了解岩体工程实践中的岩体力学问题，并掌握分析问题和解决问题的工作方法，充分认识岩体力学性质及力学作用的物理本质和作用机理，分清岩体力学理论应用于实践的条件及对象，同时认识该学科目前的研究发展现状及存在的主要问题，明确未来的发展方向和目标。四、各章节内容及学时分配绪论（2学时）第一节岩体力学的学科属性第二节岩体力学与生产实践第三节岩体力学的研究对象第四节岩体力学的研究内容第五节岩体力学的研究方法第一章岩石物理、水理性质（2学时）第一节岩石的物理性质第二节岩石的水理性质第二章岩石的力学性质（6学时）第一节岩石单轴受压条件下的变形和破坏第二节岩石的强度特征第三节岩石三向应力的力学问题第四节岩石的流变特性第三章岩石的强度理论（4学时）第一节最大正应变理论第二节莫尔强度理论第三节剪应变能理论第四节八面体应力理论第五节格里菲斯理论第四章岩体结构特征及力学性质（6学时）第一节岩体结构特征第二节岩体的变形特征第三节结构