岩体力学的发展展望及发展方向
简论岩石力学及其工程应用的发展战略
简论岩石力学及其工程应用的发展战略近三十年来，特别是近十余年，无论国内和国外，岩石力学及其工程应用获得了突飞猛进的发展，学术交流空前活跃，许多相邻学科的工作者被吸引到岩石力学领域中来．一方面，岩石力学的许多分支领域得到不同程度的探索和发展；另一方面，岩石力学与其相邻学科的相互结合也在向纵深发展．这当然是很可喜的．当前岩石力学的主要成就似可归纳如下：——开展了大量的试验研究工作，取得了一大批有价值的经验数据，并丰富了岩石力学模型的研究：——开展了岩石力学的大量的数值分析计算工作，积累了大批计算软件，可以考虑岩石的弹性、塑性、粘性和断裂等各种特性的多种情况；——发展了现场观测和监测技术，为工程的安全和岩石力学理论的检验，提供了相当坚实的物理基础；——发展了岩石力学模型试验和模拟技术(包括计算机模拟试验)，为探索天然岩石的整体特性作出了有意义的努力；——拓展了岩石力学的研究领域和应用范围，例如水利工程风险分析中的水库诱发地震预测问题，核电站的环境分析中的核废料的储存和处理问题，都被包括在岩石力学研究范围之内．岩石力学的研究现状表明，它的确还有许多不足之处，如不认真研究改进，最终将会阻碍岩石力学的进一步发展。
首先，目前岩石力学研究工作，绝大多数只限于天然岩石的单项研究，这种研究虽然是非常需要的，但必须与天然岩石的整体特性的研究结合起来．这是因为局限于天然岩石的单项研究．并不能很好地反映岩石在天然状态下的整体性质，因为后者并不是前者的简单的叠加．很遗恨，这方面并没有获得完满的解决，一个突出的例子，就是计算参数的取得，目前多只凭经验，还没有一套公认的准则可供遵从．共次．岩石不能只认为是单相(固相)的，从这一点出发而建立的岩石力学模型当然是不完善的(尽管当前的研究成果多是如此)．因为这与事实不符．天然岩石是一种三相(固相、液相和气相)介质，虽然有时可以当作单相介质来考虑而没有太夹的误差，但在许多情况下是不可以这样做的．例如水工建设和水下探矿中，大多数场合是不能忽视水的作用的；在油气田开发中，还必须进一步考虑气相的作用．第三，目前研究岩石静力学方面的多，研究岩石动力学方面的太少．不仅因为工程上常常遇到动力学问题，例如爆破，振动、地震等，而且有许多课题，表面上看似乎是可以当作静力学问题来研究，实际上却是与动力学密切相关的问题．例如岩质边坡的失稳，就是一个由静态转化为动态的问题。
岩石动力学研究现状与展望
东北大学资源与土木工程学院考试科目：高等岩石力学指导老师：王述红论文题目：岩石动力学研究现状及展望考试日期：2012年01月05日姓名：李盼学号：1101625岩石动力学研究现状与展望一、引言岩石力学从广义的角度可分为岩石静力学与岩石动力学，它们虽然都是以固体力学为基础，严格地说是以弹塑性、黏弹塑性力学为其理论基础，但它们之间存在有其荷载形式不同这一主要差别。
常规的岩石力学系指应变率在1×10-5s-1 ～1×10-5s-1荷载范围，如常规的刚性伺服试验机荷载；当应变率小于1×10-5s-1时，这就属于岩石流变学研究范畴；当应变率大于1×105s-1 时，岩体处于热流体状，属爆炸流体力学范畴。
因此，只有当加载应变速率在1×10-1s-1～1×10-4 s-1荷载范围，才属于岩石动力学研究范畴，如动载机、霍布金逊压杆、常规爆炸荷载。
在岩石动力学研究范畴，岩石承受的荷载典型是冲击荷载，因而必须考虑惯性效应，即波效应，因此岩石动力学也是以应力波为其理论基础，但由于受载岩石结构构造的非均质、各向异性以及岩石的脆性与多节理裂隙性，作为理论基础的应力波也需针对岩石作些特定的限定与发展。
因此，应力波在岩体（石）中的传播与衰减、应力波与节理裂隙的相互作用、应力波通过层状介质结构面折反透射关系及辩解效应，均是岩石动力学研究重点。
我国岩石动力学研究最早可以追溯到20世纪60年代初湖北大冶铁矿边坡稳定性研究中的爆破动力效应实验。
比较全面地开展岩石动力学研究，应该始于1965年由国家科委与国防科委同意成立防护工作组，并将“防护工程问题的研究”增列为十年规划中的国家重点项目。
【1】当时与岩石动力学相关的课题主要有：（1）岩土（体）在爆炸作用下的动力性能。
（2）岩土（体）中爆炸波的传播。
（3）地面爆炸产生的弹坑、破坏区及应力场。
防护工程组会议明确指出，岩体中爆炸产生的应力波应结合任务进行野外实验。
我国岩石力学的研究现状及其进展
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岩石力学发展
1912年海姆(A.Heim)提出静水压力 理论，认为地下岩石处于静水压力 状态，垂直压力与水平压力均为γΗ 朗肯和金尼克提出了相似的理论， 认为垂直压力为γΗ，而水平压力为 λγΗ
经验理论阶段 20世纪初~20世纪30年代
引入材料力学和结构力学方法 普罗托吉雅柯诺夫提出自然平衡拱学说， 即普氏理论 太沙基也提出了相似的理论，但认为塌 拱为矩形的 忽略了围岩的自承作用
现代发展阶段 20世纪60年代~现在
特点：用更为复杂的多种多样的力学模型来分析岩石力 学问题，把力学、物理学、系统工程、现代数理科学、 现代信息技术等的最新成果引入了岩石力学；电子计算 机的广泛应用为流变学、断裂力学、非连续介质力学、 数值方法、灰色理论、人工智能、非线性理论等在岩石 力学与工程中的应用提供了可能 现代岩石力学理论认为：由于岩石和岩体结构及其赋存 状态、赋存条件的复杂性和多变性，岩石力学既不能完 全套用传统的连续介质理论，也不能完全依靠以节理、 裂隙和结构面分析为特征的传统地质力学理论，而必须 把岩石工程看成是一个“人一地”系统，用系统论的方 法来进行岩石力学与工程的研究
3 岩石力学的研究内容
水利水电建设 1、坝基及坝肩稳定性，防渗加固理论和技术； 2、有压和无压引水隧道设计、施工及加固理论技术； 3、大跨度高边墙地下厂房的围岩稳定及加固技术； 4、高速水流冲刷的岩石力学问题； 5、水库诱发地震的预报问题； 6、库岸稳定及加固方法
采矿工程 1、露天采矿边坡设计及稳定加固技术； 2、井下开采中巷道和采场围岩稳定性问题； 3、矿柱稳定性及采场结构优化设计问题； 4、软岩巷道和深部开采技术问题； 5、矿井突水预测、预报及预处理理论和技术； 6、煤与瓦斯突出预测及处理理论和技术； 7、岩爆、岩爆预报及预处理理论和技术； 8、采空区处理及地面沉降问题； 9、岩石破碎问题
岩石力学理论及其发展分析
目录1岩石强度、变形及时间效应 (1)1.1 岩石强度和强度准则 (1)1.2 岩石的变形与流变特性 (1)1.2.1岩石的变形 (1)1.2.2岩石流(蠕)变模型 (2)1.2.3岩石的流(蠕)变试验 (3)2岩石断裂与损伤力学 (3)2.1 断裂与损伤机制 (3)2.2 裂纹扩展机制 (4)3岩石多场耦合与应用 (4)3.1 多场耦合关系类型 (5)3.2 多场耦合研究内容与方法 (5)3.3 多场耦合应用 (5)4岩石动力学与岩爆 (6)4.1 岩石动力特性 (6)4.2 岩石动力本构关系 (6)4.3 岩石声、电磁传播特性 (6)4.4 岩爆分析 (7)5岩体非线性理论与加固稳定分析 (8)5.1 岩体非线性理论 (8)5.2 软岩的力学特性与加固理论 (8)5.3 岩质边坡稳定分析 (9)6岩石力学试验技术 (10)6.1 岩石力学基本试验方法 (10)6.2 试验仪器设备 (10)6.3 岩体结构模型试验技术 (10)7岩石力学数值分析方法 (11)7.1 有限元法 (11)7.2 离散元法 (11)7.3 三维快速拉格朗日分析 (12)7.4 数字图像分析方法 (13)8展望岩石力学发展与挑战 (13)参考文献 (15)1岩石强度、变形及时间效应岩石作为自然界的一种天然材料，对其变形和破坏特性的研究是沿着材料力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学和损伤力学等逐步发展的。
由于水库大坝、山岭隧道、跨江(海)桥隧等重大工程项目的兴建，以及地下采矿工程、人防工程及地下空间利用的快速发展，促进科技工作者对岩石力学性质与时间效应的持续研究，天然岩石材料的复杂性也越来越为人们所认识。
1.1 岩石强度和强度准则岩石强度理论或强度准则是岩体工程设计、结构安全性分析的基础知识，一直是工程力学界的一个热门课题。
1900年莫尔(O. Mohr)教授建立了著名的莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)强度理论。
从那以后，岩石强度理论广泛吸引了工程师和物理学家(包括工程地质专家、力学家、地球物理学家、材料科学家和土木、机械工程师等)的注意。
2024年浅谈岩土力学的发展
2024年浅谈岩土力学的发展岩土力学作为一门研究岩土体在工程中的力学行为的科学，在土木工程、地质工程、水利工程等领域具有广泛的应用。
随着科学技术的不断进步和工程实践的深入发展，岩土力学也在不断发展和完善。
本文将从多学科交叉融合、新技术和新方法的应用、可持续发展理念的应用以及工程安全风险评估等方面，对岩土力学的发展进行浅谈。
一、多学科交叉融合岩土力学的发展离不开多学科交叉融合的趋势。
传统的岩土力学主要关注岩土体的力学性质和行为，但随着研究的深入，人们发现岩土体的力学行为受到多种因素的影响，如地质环境、气候条件、水文地质条件等。
因此，岩土力学需要与地质学、环境科学、水文学、材料科学等多个学科进行交叉融合，以更全面地认识岩土体的力学行为。
这种多学科交叉融合的趋势为岩土力学的发展提供了新的思路和方法。
例如，在岩土工程的设计和施工中，需要考虑地质环境对岩土体力学行为的影响，这就需要借助地质学的知识和方法进行地质勘察和评估。
同时，随着环境问题的日益突出，岩土力学也需要关注岩土工程对环境的影响，如地下水的污染、地表的变形等，这就需要与环境科学和水文学进行交叉融合。
二、新技术和新方法的应用随着科学技术的不断进步，岩土力学也在不断引进和应用新技术和新方法。
这些新技术和新方法不仅提高了岩土力学研究的精度和效率，也为岩土工程的设计和施工提供了新的手段。
例如，数值模拟技术已成为岩土力学研究的重要手段。
通过建立岩土体的数学模型，可以对岩土体的力学行为进行预测和分析，为工程设计和施工提供决策依据。
此外，随着计算机技术的不断发展，岩土力学也开始应用人工智能、大数据等新技术，如通过机器学习算法对岩土体力学参数进行智能识别和优化，通过大数据分析对岩土工程的风险进行评估和预测等。
三、可持续发展理念的应用随着全球环境保护意识的提升，可持续发展理念已成为各个领域的共识。
岩土力学作为与土木工程、地质工程等领域密切相关的学科，也需要将可持续发展理念贯穿到研究和实践中。
岩石力学应用领域及现状
岩石力学应用领域及现状岩石力学是研究岩石受力后的变形和破裂行为的学科，它的研究范围涉及到矿山、隧道、地下工程等领域。
最近几年来，国内外对于岩石力学的研究重视度逐渐提高，应用领域也在不断拓展。
一、矿山矿山作为岩石力学最早的应用领域之一，一直是岩石力学的重要研究领域。
在矿山中，矿体的稳定性和开采效率是岩石力学研究的核心问题。
岩石力学通过测量岩石的物理力学性能，例如弹性模量，破裂韧性和裂纹扩展能，以确定矿体的稳定性。
在矿山生产中，岩石力学的应用可以直接影响矿山的生产效率和安全性。
二、隧道隧道工程是岩石力学的重要应用领域之一。
在隧道工程中，岩石力学可以用来确定隧道的稳定性和支护设施所承受的负荷。
此外，岩石力学还可以用来研究岩石流动的流变特性，帮助设计拱壳和隧道支护结构。
三、地下工程地下工程是另一个重要的岩石力学应用领域。
岩石力学在地下工程中可以用来确定地下工程的设计和评估，例如地下库，地下水库和地下储气库的稳定性。
岩石力学还可以用来研究地下工程的裂缝行为和裂缝扩展特性。
岩石力学研究在地下开采中的应用仍处于探索阶段，但是随着地下工程的发展，岩石力学在矿山的应用领域中会越来越重要。
四、天然灾害岩石力学在天然灾害的研究中也发挥了重要的作用。
例如，岩石力学可以用来研究岩石滑坡的机理，帮助预测和诊断岩石滑坡的风险。
岩石力学还可以用来研究地震引起的岩石裂缝和裂隙。
在土地开发和城市更新方面，岩石力学会更加重要，因为地震和岩石滑坡事件对城市的安全和稳定性产生着重要的影响。
总之，岩石力学作为一门基础学科，在矿山、隧道、地下工程和天然灾害等领域中具有广泛的应用。
随着科技和人类活动的不断发展，岩石力学也将变得越来越重要。
深部开采岩体力学研究
深部开采岩体力学研究一、本文概述《深部开采岩体力学研究》一文旨在深入探讨和分析深部开采过程中岩体力学的相关理论和实际问题。
随着矿产资源的日益枯竭，深部开采已成为矿业工程领域的重要发展方向。
然而，随着开采深度的增加，岩体的力学行为、稳定性以及开采工艺等方面都面临着一系列新的挑战和难题。
因此，本文旨在通过对深部开采岩体力学的研究，为深部矿产资源的安全、高效开采提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍了深部开采岩体力学的研究背景和意义，阐述了深部开采过程中岩体所受到的高地应力、高温、高渗流等复杂环境因素的影响，以及这些因素对岩体稳定性和开采工艺的影响。
接着，文章综述了国内外在深部开采岩体力学领域的研究进展和现状，分析了当前研究中存在的问题和不足。
在此基础上，本文重点研究了深部开采岩体的力学特性、破坏机理和稳定性分析方法。
通过理论分析和实验研究相结合的方法，揭示了深部开采岩体的力学行为规律，提出了相应的破坏判据和稳定性分析方法。
文章还探讨了深部开采过程中的岩石力学与采矿工程的相互作用关系，为优化深部开采工艺和提高开采效率提供了理论依据。
本文总结了深部开采岩体力学研究的主要成果和创新点，指出了未来研究的方向和重点。
通过本文的研究，可以为深部开采的安全、高效进行提供有益的参考和借鉴，推动矿业工程领域的持续发展和进步。
二、深部开采岩体力学基础随着矿业资源的不断开采，深部开采已成为矿业发展的重要趋势。
深部开采岩体力学作为研究深部岩体在采动影响下力学行为及稳定性的科学，对于确保深部矿山的安全生产具有重要意义。
深部开采岩体力学的基础在于对岩体的基本性质、赋存环境以及采动影响下的响应机制进行深入分析。
岩体的基本性质包括其强度、变形特性、节理裂隙发育情况等，这些都是影响深部岩体稳定性的关键因素。
岩体的赋存环境，如地应力场、温度场、渗流场等，也是深部开采岩体力学研究中必须考虑的因素。
这些环境因素对岩体的力学行为有着显著的影响，如高地应力可能导致岩体破裂、高温高压环境可能改变岩体的物理力学性质等。
岩石学的未来发展
岩石学的未来发展岩石学是地质学的一个重要分支，研究的是地球上各种不同类型的岩石的形成、组成和变化。
随着科学技术的不断发展和人类对地球深入认识的不断扩大，岩石学也逐渐展现出了新的发展方向和潜力。
本文将探讨岩石学未来的发展趋势和可能面临的挑战。
一、技术革新——提升观测与分析能力随着现代科技的进步，各种高新技术将为岩石学提供更多的工具和方法。
例如，地震学中的地震勘探技术可以帮助地质学家更好地了解岩石的分布和构成。
地质雷达技术可以在地下发现并分析岩石的结构和成分，提供更详尽、精准的数据。
此外，岩石学还可以借助先进的成像技术，如扫描电子显微镜和红外光谱分析等，来对岩石的微观结构和元素组成进行深入研究。
这些技术的应用将大大增强我们对岩石的认识，为岩石学研究提供更可靠、准确的依据。
二、地球内部研究——揭示地球演化过程岩石学是研究地球内部构造和演化过程的重要方法之一。
未来的岩石学发展将更加重视对地下岩石和岩浆的研究。
火星探测任务的开展，为揭示地球外岩石演化提供了一种新的方法。
通过对火星岩石的采样和分析，可以与地球岩石进行对比，帮助我们更好地理解地球的演化历史。
此外，深地钻探技术将会进一步发展，突破地壳，深入到地幔和地核，以获取更多来自地球内部的岩石样本。
这些样本将提供更多的信息，揭示地球演化过程中的奥秘。
三、环境地球化学研究——关注地球资源和环境监测随着全球对可替代能源和矿产资源的需求不断增加，地球资源的合理利用和环境保护成为当今社会亟待解决的问题。
岩石学在资源勘探和环境监测中起着重要作用。
未来的岩石学将更加关注环境地球化学的研究，包括对岩石中稀有元素的分析、对矿床形成与演化机制的探索等。
此外，岩石学的理论和方法也可以应用于环境污染的研究，通过分析污染物对岩石的影响和与岩石的相互作用，为环境保护提供更有力的依据。
四、数据集成与模型构建——强化数据处理和解释能力岩石学是一门涉及大量数据和复杂模型的学科。
在未来，岩石学的发展将更加注重数据的管理、处理和解释。
岩石力学的现状和未来
（2） 美国垦务局(Bureau of Reclamation U.S.A).
（3） 卡罗拉多矿业学院(Colorado School of Mines)
前苏联
（1）
全苏水工研究院(ВНИИГ)
（2）
全苏矿山测量研究院(ВНИИΜИ)
（3）
列宁格勒矿业学院
（4）
莫斯科建筑工程学院(ΜИСИ)
德国
卡尔斯鲁大学(University of Karlsruhe)
上述研究机构中，不少单位具有悠久的历史，如美国卡罗拉多矿业学院（CSM）成立于 1874 年，南非采矿与冶金研究院（SAIMM）成立于 1894 年，澳大利亚（CSIRO）成立于 1926 年 等。
这期间，国际上没有统一的岩石力学学术组织，国际学术交流大都是在国际土力学与基础 工程（ISSMFE）国际工程地质协会（IAEG）、国际理论与应用力学联合会（IUTAM）主办的
团体会员(Corporate member)是与岩石力学有关的公司、协会或其它团体或组织，通常向 国际学会提供一定的经济支持，也称赞助会员 (Supporting member)。
通讯会员(Corresponding member)，仅代表个人参加国际学会。
据 2002 年底统计资料，国际学会共有国家小组 47 个，普通会员 5016 个，通讯会员 84 个，团体会员 138 个。 2) 领导、管理机构
该学会成立于 1962 年，比国际土力学与基础工程学会的成立晚 26 年。它是在奥地利地质 力学学会（Osterrichische Geoellschaft fur Geomechanik,OGG）的基础上建立起来的。奥地 利地质力学学会是国际上第一个岩石力学学术团体，由缪勒教授（L.Muller）发起组织于 1951 年，会址设在萨尔茨堡（Salzburg）。该学会自成立之日起，每年召开一次“奥地利地质力学学 术讨论会”（Osterrichische Geomechanik-Kolloguium,OGG）。在 1962 年 10 月召开的第 13 届 学术讨论会上，在 L.Muller 教授倡导下，成立了国际岩石力学学会。会上推选 L.Muller 教授担 任第一届国际岩石力学学会主席。此后于 1966 年 9 月组织召开了第一届国际岩石力学大会 （1st ISRM Congress）。大会在葡萄牙里斯本召开，参加会议的有来自全世界 40 个国家或地 区的代表共 814 名，提交论文 241 篇。反映了当时国际岩石力学的发展水平。此后大约每隔 4 年 召 开 一 次 大 会 （ Congress ） , 每 年 召 开 区 域 性 会 议 (Regional Symposium) 或 年 会 (Annual Meeting or International Symposium)。
浅析岩体力学的发展趋势
浅析岩体力学的发展趋势摘要:回顾了岩体力学的发展历史以及岩体力学的定义、学科分支、岩体力学的研究内容和研究方法，并对岩体力学发展的概况与动态进行了展望分析。
关键词：岩体力学；概况；动态；展望分析。
Analyses the development trend of rock mechanicsNiuJianWeiChengdu in sichuan province in southwest jiaotong university zip code: 611756Abstract: reviews the development history of rock mechanics and the definition of rock mechanics, the discipline branch, rock mechanics and the research content and the research methods, and the development situation of the rock mechanics and dynamic analysis was discussed.Keywords: rock mechanics; General situation; Dynamic; Looking to analysis.一、岩体力学的概念与分支学科。
岩体力学是力学的一个分支学科，是运用力学原理和方法来研究岩体在各种力场作用下变形和毁坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础和应用性很强的新兴科学。
国际上往往把岩体力学称为岩石力学。
主要研究经过变形和破坏的岩体在地应力条件改变时产生再变形和再破坏的力学规律的学科。
是力学、地质学与工程学之间的一门边缘学科。
它不仅与国民经济基础建设、资源可持续利用、环境保护、减灾防灾有密切联系，更具有重要的实用价值，而且也是力学和地质学科相结合的一门基础学科。
岩石力学发展
汇报人：
单击输入目录标题 岩石力学的发展历程 岩石力学的主要研究领域 岩石力学的应用领域 岩石力学的研究方法 岩石力学的挑战与机遇
添加章节标题
岩石力学的发展历程
早期发展
19世纪中叶，岩石力学理论 初步形成
19世纪初，岩石力学开始萌 芽
20世纪初，岩石力学实验研 究开始
20世纪中叶，岩石力学理论 体系逐渐完善
数值模拟：利用 计算机模拟岩石 力学行为
理论分析：通过 数学模型分析岩 石力学问题
数值模拟
数值模拟的定 义：通过计算 机模拟岩石力 学现象的过程
数值模拟的优 点：可以模拟 复杂、难以观 测的岩石力学
现象
数值模拟的应 用：在岩石力 学研究中广泛 应用，如地震、 滑坡、岩爆等
数值模拟的发 展：随着计算 机技术的发展， 数值模拟的精 度和效率不断
岩水环境中的力学行为 岩石与风相互作用：研究岩石在风化作用下的力学行为 岩石与地震相互作用：研究地震作用下岩石的力学行为 岩石与温度相互作用：研究温度变化对岩石力学行为的影响
岩石力学的应用领域
采矿工程
岩石力学在采矿工程中的应用 岩石力学在采矿工程中的重要性 岩石力学在采矿工程中的具体应用 岩石力学在采矿工程中的发展趋势
石油工程
钻井工程：利用岩石力学知识 进行钻井设计、施工和维护
完井工程：利用岩石力学知识 进行完井设计、施工和维护
采油工程：利用岩石力学知识 进行采油设计、施工和维护
储层评价：利用岩石力学知识 进行储层评价和预测
土木工程
岩土工程：地基处 理、边坡稳定、隧 道工程等
结构工程：桥梁、 高层建筑、大坝等
地球科学
地质灾害预测与防治：如地震、滑 坡、泥石流等
岩石力学理论研究现状及展望
Ｒ ＭＲ法 和 Ｂ ｒ ｎ等 人 的 Ｑ法 ， 及 Ａ ｉ ａｍｓ ｏ 于 １９ 年 提 出 的 ａｔ ｏ 以 ｒｄ法来研究 岩石 的力学 以及与力学有 关 现象 的一 门新兴科 学ｎ 。它不仅与 国民经济基础 建设 、 源开发 、 资 环 境保 护 、 灾防灾有 密切联 系 ， 减 具有重要 的实用价 值 ， 而且 也是力学 和 地学 相结 合的一个基础学科 。 ２岩石 力学的发展概 述 ． 岩石 力学 的发生与 发展与其 它学科一 样 ， 是与人 类 的生产 活动 紧 密相 关的 。从 “ 石器 时代” 四川岷江修建 了都江 堰水利工程 、 到 从古代 埃及 的金字 塔到 巴比伦 人的 “ 中花 园”从 万里长 城到京 张铁 路 。在 空 、 修建这 些工程 的过程 中 ， 不可避 免地要运用 一些岩石 力学方面 的基本 知识 。但 是 ， 为一 门学 科 ， 石力学研究 是从 ２ 世 纪 ５ 年代前 后才 作 岩 Ｏ Ｏ 开始 的。 当时世 界各 国正处于第二 次世界 大战 以后 的经济恢 复时期 ， 大规模 的基本建 设 ， 有力 地促进 了岩石力学 的研究 与实践 。岩石 力学 逐渐作为一 门独立 的学科 出现在世界上 ， 日益受到重视１ 并 ２ ］ 。 近 四十 年来 ， 岩石力 学作为 当今研 究相 当活跃 的岩土工程三 大基 础学科 岩体力 学 、 力学 、 础工程 学之一 ， 土 基 获得 了长足 的进展 。部 分世纪 性 的大型或特 大型工 程 ， 如 ， 例 英吉 利海底 隧道 ，日本青 函海 底 遂道 ， 国赫尔姆 斯水 电站地下厂 房 ， 美 加拿 大亚 当贝克 水电站地下 压 力管道 ， 国鲍尔德 水库重 力大坝 ， 美 日本 关门铁路 隧道 ， 巴西伊太 普 水 电站 ， 尼亚加 拉水 电站 ， 以及我 国葛洲坝水利 工程 、 丰江水库 、 新 二滩 水电站 、 青海关 角铁路遂道 、 三峡水 利工程和小浪底水利工程 等兴 建提 出了许 多岩 体力学方 面的棘手 问题 ， 其是在工程 的设计和施工 尤 中， 这些岩体力 学问题往往 具有决定性 的作 用 。正 因为工 程实践 的需 要 为岩体力 学的发 展赋予 了巨大的动力 ， 目前其发 展速度之 快完全可 以用 “ 突飞猛 进” 来称道 ， 国内外每年都举 办为数众多 的国际性 、 区 地 性、 综合 性 、 专题性 的学术交 流研讨会 。据不 完全统计 ， 世界 上每年公 开发表 的有关岩体 力学方 面论 著多篇部 ， 探讨 问题 的深度 和广度 日 益 有新突破 。 ３岩体 的基本 物理力学特性 ． 岩体 的基本力 学性质 包括几方 面 ： 岩体 的变形性 质一 岩体在 荷载 作用下 的应力应 变（ 变形） 关系 ， 表现为施加荷 载时 的应力 （ 压力） ～应变 （ 位移） 系曲线 ； 关 岩体 的强 度性质一岩体对应 于各种荷 载条件下的承载 能力 ； 岩体的破坏特 —岩体超过承载能力后发生大变形或破坏的形式 。 ３１ 体 结 构 面 的力 学性 质 ．岩 结构面是 具有一定形态而且普遍存 在的地质构造迹象 的平面或曲 面。不 同的结 构面 ， 其力学性质不 同 、 规模大小不一 。不连续 面切割的 岩体可 以看成 是由岩石 、 岩块和结构 面（ 节理 、 裂隙 、 层面等） 成的复合 组 体， 结构 面的力 学性质是岩 体力学性 质的重要组 成部分 。这里所说 的 结 构面 主要是那 些力学 性能 比完整岩 石差得 多的不连 续面ｒ 有时称 之 为弱面）有些 不连续 面 ， ， 如新鲜花 岗岩中的一些薄层 岩脉 ， 与岩体结 合 得 十分紧密 ， 其强度不低 于周 围的岩体 ， 一般不研究它 的力学性质 。 力 学性 能较差 的结 构面（ 弱面） 包括 ： 断层 、 切破碎带 、 理面 、 剪 节 层 间错 动 面 、 泥化 面 、 混凝土 和基岩 的胶 结面等 。大的断层带 宽度大 ， 还 包 含多种 构造岩 和多条弱 面 ， 但是一般 注意 的主要是其 中最弱 的主断 面。结构面 的力学性 质也包括变形性质 和强 度性质两方面 。强度性 质 主要 是抗剪 强度 ， 是结构 面影响岩体 力学性质 的主要 因素。对于较 这 宽 的断层和充填物较 厚的节理面也要研究其变 形性 质 。为满足有 限元 分析 的需要 ， 有时还 需要研究 结构面 的切 向刚度 系数 Ｋ和法 向刚度 系 数 Ｋ。 影 响结 构面 力学 性质 的 因素主要 有 ： 粗糙 度 、 整度 、 填物 （ 平 充 性 状、 厚度 ） 围岩性状 。硬 性结构面的抗剪强度 除与围岩的性质有关外 ， 、 主要 受结构 面的粗糙度 和平整 度影响 ； 软弱结构 面的抗剪强 度则取决 于充填 物性质和状态 、 填厚度与结构面起伏度 之间的关系 ， 充 荷载作用 时 间 的长 短 影 响也 很 大 。 ３２块体理论 的发展 ． 围岩岩体 除极 完整 和极破碎外 ， 一般情 况下将被 结构面 自身及工 程开挖 面共 同切割成 随机分布 的个别块体 和群体 。块体理论认 为 ， 在 开挖面上揭 露的块体可分为不稳 定的危险块体和稳定块体 ； 另外 ， 在这 些块体 中 ， 存在 影响 围岩稳定 的“ 关键块体 ” 。块体理 论就是针对 个性
岩石力学的应用和研究发展
岩石力学的应用和研究发展导言岩石是地球上最基本的构造组成部分之一，它们构成了地球表面的大部分物质。
岩石力学是研究岩石行为的科学，它涉及到岩石应力、变形、断裂、稳定性等方面的研究。
本文就岩石力学的应用和研究发展做一些探讨。
第一部分岩石力学的应用岩石力学被广泛应用于矿山、地质、土木、水利、建筑等领域。
矿山岩石力学在矿山工程中起着重要的作用，例如在采矿安全方面，对煤层、矿石等的稳定性研究至关重要。
岩石力学可以帮助工程师实现矿山开采前的工程设计，预测采矿后地表变形情况，提供采矿安全指导。
地质在地质领域，岩石力学被应用于石油勘探、地震学研究以及地质灾害预警等方面。
岩石力学理论与地下工程设计有着密切联系，增加了地下工程的安全性和可靠性。
土木在土木工程方面，岩石力学可以帮助工程师评估河流的侵蚀和地震等自然灾害对土木结构的影响，以及土壤和岩石对桥梁、隧道、水坝和大坝的稳定性的影响。
水利岩石力学在水利工程中的应用主要涉及到水坝、发电站、水管等方面。
通过岩石力学分析，可以评估水利工程的稳定性，并采取有效的措施确保工程稳定度。
建筑最近，岩石力学在建筑工程中越来越受到关注。
特别是在高层建筑、桥梁和地铁建设中，岩石力学的应用帮助提高了建筑物的稳定性和安全性。
第二部分岩石力学的研究发展岩石力学在工程中的应用，需要不断进行岩石强度和岩石断裂等基础理论研究。
岩石强度岩石的强度是指岩石承受载荷的能力。
它通常是由构成岩石的矿物、孔隙度、韧性等多种因素所决定的。
岩石强度研究的目的是为了预测岩石在不同应力下的变形、破坏，为岩石工程的规划、设计和施工提供依据。
岩石断裂岩石的断裂破坏是指当岩石所承受的应力超过其强度时，岩石就可能发生裂开或折断。
断裂破坏研究旨在探究岩石裂纹形成、扩展及发展等方面，从而增进对地质过程和岩石工程的认识和理解。
尽管岩石力学在矿山、地质、土木、水利和建筑等领域的应用十分广泛，但在研究过程中还存在许多问题和争议。
通过勇于探索和创新，在研究和实践中结合岩石力学的理论和实际应用，岩石力学必将得以更好的应用和发展。
岩土工程师专业辅导：岩石力学研究的现状和未来（11）
第三节中国岩⽯⼒学与岩⽯⼯程发展前景展望⼈类进⼊21世纪以来，信息⾰命的浪潮席卷全球，经济⼀体化的进程加速，数字地球（Digital Earth）系统正以空前的规模和速度推动着⼈类向知识经济社会迈进。
作为地球科学的⼀个重要组成部分，我国岩⽯⼒学与岩⽯⼯程也⾯临⼀系列新的机遇和挑战。
⼀、宏观形势分析1. 我国在岩⽯⼒学发展⽅⾯的有利条件1）我国是世界上的发展中国家。
改⾰开放以来，国民经济⼤约以每年7—8％的速度递增。
进⼊21世纪以来，在全球经济不太景⽓的情况下，只有中国“⼀花独放”，正在进⾏⼤规模的基础经济建设。
这⼀前提为我国岩⽯⼒学的发展，创造了前所未有的良好条件。
2）我国有960万km2的陆地，473km2的海域，6500多个岛屿，海岸线总长超过1.8万km，幅员辽阔，构造复杂。
⼭地⾯积约占陆地⾯积的2/3，在岩⽯⼒学领域有巨⼤的发展潜⼒。
3）我国岩⼟⼯程市场规模之⼤，举世罕见。
除已建成的长江葛洲坝、黄河⼩浪底⽔利枢纽、雅砻江⼆滩⽔电站，⼤瑶⼭、秦岭铁路隧道以外，在建和拟建的还有三峡、⼩湾、龙滩、溪洛渡等⽔电⼯程，神华铁路⼯程，秦岭公路隧道⼯程，琼州海峡、台湾海峡海底隧道⼯程等。
与西部⼤开发有关的青藏铁路、南⽔北调、西电东送、西⽓东输等诸多⼯程项⽬更为世⼈所瞩⽬。
4）我国具有⼴⼤⼈才市场。
我国的科技⼈员在岩⽯⼒学与岩⽯⼯程理论研究和⼯程实践⽅⾯的成就在国际岩⽯⼒学界受到普遍的重视5）中国⼤陆处在太平洋板块、欧亚板块和印度洋板块丁字型交接部位。
中国地块本⾝⼜是在不同地质时期由若⼲⼩板块拼合⽽成，板块之间的交接地带都是构造活动⽐较活跃的地区。
上述各种条件都决定了我国的地质构造极其复杂。
多年来的⼯程实践说明，在岩⽯⼒学领域，⼀些发达国家⾏之有效的⽅法，在中国时常⽆能为⼒，如在隧道掘进机（TBM）快速开挖、煤层⼩构造探测、煤层⽓开发利⽤等⽅⾯都遇到这⼀类问题。
这就要求我们必须根据⾃⼰的特点发展适合我国国情的岩⽯⼒学与岩⽯⼯程。
岩石力学的前景
岩石力学的发展1岩土工程失稳的分叉和混沌研究岩土工程失稳的研究是岩石力学研究的难点之一，虽然我国在研究岩土工程的稳定性方面已有许多成功的实例，积累了丰富的实践经验和理论上的认识，然而，随着岩土工程的迅速发展和研究工作的不断深入，人们仍然发现了许多传统理论难以解释的现象和难以解决的困难，这些问题从理论到实践均尚未彻底解决。
例如，岩土工程失稳与破坏的多样性，非唯一性和随机性;理论模型的计算结果与工程实际相差很大;某些成功的实例与经验难以推广等等。
事实上, 岩土工程失稳是一个相当复杂的过程，通常伴随着变形的非均匀性、非线性和大位移等特点，是一个高度非线性科学问题，迫使人们必须解决岩石材料稳定性与唯一性问题。
因此，岩土工程失稳的研究要取得突破性进展，迫切需要引进非线性科学研究的原理与方法。
近年来，有关岩石破坏、失稳的分叉与混沌研究，分叉和混沌理论在固体材料与结构失稳分析的应用不仅为在岩土力学中的应用奠定了基础，也为岩土工程失稳分析提供了全新的理论与方法。
根据分叉和混沌理论，岩土工程失稳是一种分叉混沌现象，当载荷达到某临界点时，岩土工程系统的力学平衡控制微分方程的解不唯一;超过该临界点后，可能出现多种分叉和混沌解。
其结果与边界条件、初始缺陷、几何条件以及应力状态密切相关。
如果出现不稳定的解,则岩土工程就会出现局部剪切带和裂隙带破坏与失稳或发生大变形屈服失稳。
此时临界点就是极限载荷点。
应用分叉和混沌理论不仅能正确解释岩土工程失稳与破坏形式的多样性和非唯一性，而且还可以解释对初始条件及其敏感的随机性，即所谓的混沌现象，为岩土工程失稳预测提供科学依据。
2岩石计算力学的研究随着计算机技术的飞速发展，岩石计算力学也得到迅速的发展，出现了有限元、边界元、离散元、刚体元、无限元、有限差分、微分流形法等数值模拟技术，促进了岩石力学学科的发展，在岩土工程非线性分析中显现出强大优势，能处理许多传统理论无能为力的工程问题，已成为方便、经济的分析工具和手段。
深部岩体力学与开采理论研究进展
深部岩体力学与开采理论研究进展一、本文概述随着全球矿产资源需求的日益增长，深部岩体力学与开采理论的研究显得愈发重要。
本文旨在探讨深部岩体力学的基本理论、关键技术和最新进展，以及这些理论在矿产资源开采中的应用。
我们将首先概述深部岩体的基本特性，包括其力学行为、稳定性分析等方面，然后重点介绍近年来在深部岩体力学领域取得的理论突破和技术创新。
我们还将讨论这些理论在指导矿产资源开采实践中的应用，以及未来可能的研究方向。
本文的目标是为相关领域的研究人员提供一个全面的深部岩体力学与开采理论的研究进展概览，为未来的研究提供参考和借鉴。
二、深部岩体力学特性随着开采深度的增加，岩体的力学特性发生了显著的变化，这使得深部岩体力学特性的研究变得尤为重要。
深部岩体不仅承受着巨大的上覆岩层压力，还受到高地应力、高温度、高渗透压等多重因素的影响，导致其力学行为更加复杂。
深部岩体的强度特性发生了明显的变化。
随着深度的增加，岩体的单轴抗压强度、抗拉强度等力学指标均呈现出增大的趋势。
这主要是由于深部岩体经历了长期的地质作用，其内部结构更加致密，微观裂隙和缺陷得到了有效的愈合和压缩。
深部岩体的变形特性也发生了变化。
在深部高应力环境下，岩体的变形模量、泊松比等参数均有所增大，表现出更强的刚性。
同时，岩体的蠕变特性也变得更加显著，长期载荷作用下岩体的变形量随时间逐渐增加。
深部岩体的破坏模式也发生了变化。
在浅部开采中，岩体的破坏主要表现为脆性断裂，而在深部开采中，由于高应力和高温度的作用，岩体的破坏模式逐渐转变为延性破坏和剪切破坏。
这使得岩体的稳定性分析更加复杂，需要综合考虑多种因素的影响。
针对深部岩体力学特性的变化，研究者们提出了多种理论和方法来揭示其内在机理。
其中，损伤力学、断裂力学、弹塑性力学等理论在深部岩体力学特性研究中得到了广泛应用。
随着数值模拟技术和实验技术的发展，研究者们可以通过建立三维数值模型、开展室内实验和现场监测等手段来深入研究深部岩体的力学特性。
深部岩体力学研究与探索
深部岩体力学研究与探索一、本文概述《深部岩体力学研究与探索》一文旨在深入剖析和探讨深部岩体力学领域的最新研究进展与探索方向。
随着地下工程的不断深入，深部岩体力学问题日益凸显，成为制约地下工程安全、高效发展的重要因素。
本文首先对深部岩体力学的基本概念、研究意义以及国内外研究现状进行简要概述，为后续研究提供理论基础和背景支撑。
在概述过程中，本文将重点介绍深部岩体力学的研究内容、方法和技术手段，包括深部岩体的力学特性、本构关系、变形破坏机理、稳定性分析等方面。
还将探讨深部岩体力学在地下工程中的应用，如隧道、矿井、水电站等地下结构的设计、施工和运营过程中的力学问题。
本文还将关注深部岩体力学领域的前沿研究动态和发展趋势，分析当前研究中存在的问题和挑战，并提出相应的解决策略和发展建议。
通过本文的阐述，旨在为深部岩体力学领域的研究者和实践者提供全面的研究视角和深入的探索思路，推动深部岩体力学研究的不断发展，为地下工程的安全、高效发展提供有力支撑。
二、深部岩体的基本特性随着开采深度的不断增加，深部岩体的力学特性相较于浅部发生了显著的变化。
这些变化不仅体现在岩体的物理性质上，更体现在其力学行为和响应机制上。
随着深度的增加，岩体的应力状态发生了显著的变化。
由于上覆岩层的重量增加，岩体的初始应力状态逐渐由低应力状态转变为高应力状态。
这种高应力状态使得岩体的力学行为更加复杂，变形和破坏的模式也随之发生变化。
深部岩体的温度环境也发生了变化。
随着深度的增加，地温逐渐升高，这使得岩体的物理性质如弹性模量、泊松比等发生变化。
同时，高温环境还可能导致岩体的热损伤和热软化，进一步影响岩体的力学行为。
深部岩体的赋存环境也更为复杂。
由于地质构造、地下水活动等因素的影响，深部岩体往往存在大量的节理、裂隙等不连续面。
这些不连续面的存在不仅降低了岩体的整体强度，还使得岩体的变形和破坏模式更加复杂。
因此，深部岩体的基本特性与浅部相比有着显著的不同。
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岩体力学的发展展望及发展方向
张永伟学号：201020407
岩石力学是研究岩石和由它组成的地质体在外力作用下力学行为的一门应用固体力学学科。
岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门新兴学科，是一门的年轻的学科，特别是在中国前景广阔，“岩石力学的未来在中国”。
岩体力学作为岩土工程三大基础学科（岩体力学、土力学、基础工程学）之一，在工程设计和施工中，岩体力学问题往往具有决定性的作用，例如:英吉利海底隧道，日本青函海底隧道，美国赫尔姆斯水电站地下厂房，加拿大亚当贝克水电站地下压力管道，巴西伊太普水电站，尼亚加拉水电站，以及我国葛洲坝水利工程等的新建，都提出了许多岩体力学方面的棘手问题，而这些问题对工程的进行具有决定意义。
因此，岩体力学的发展直接关系到工程开发的深度和广度。
一、岩体力学的发展
岩体力学是在岩石力学的基础上发展起来的一门学科，一般认为它形成于20世纪50年代末，其主要标志是1957年法国的J.Talobre 所著的《岩石力学》的出版，以及1962年国际岩石力学学会的成立。
岩体力学的发展经历了如下几个阶段：（一）连续介质岩石力学阶段。
二次世界大战之前至20世纪60年代为岩体力学的产生与早期发展阶段。
在此阶段，人们仅简单地将岩体看作一种连续介质材料，利用固体力学理论进行岩体的力学特性分析，将岩体力学等同于材料力学，处理实际问题主要靠经验，往往效果较差。
（二）裂隙岩体力学阶段。
大约在20世纪60-70年代，国际上正式将裂隙岩体的力学性质研究作为岩体力学的一个中心课题，并且提出了（碎裂）岩体力学概念，将岩体力学研究推向了一个崭新的阶段，即裂隙岩体力学阶段。
（三）岩体结构力学阶段。
20世纪60年代末，人们提出了“岩体结构”的概念，及至70年代中期“岩体结构”便在岩体力学研究中起指导作用，并且由此诞生了“岩体结构的力学效应”这一具有划时代意义的科研命题。
（四）地质工程岩体力学阶段。
随着各种大型或特大型岩体工程的兴建，例如超过300 m的高坝及跨海大桥或其他高架工程等，它们的规模、形状、分布及组合等变化很大，往往引出不少岩体力学问题，而要解决这些问题又涉及到很多地质问题，有时可能关系到面积超过十平方公里、深达几公里的地质体。
而今的岩体力学与地质研究工作密切相关，必须是多学科协同操作，方能有所作为。
因此岩体力学的发展进入地质工程岩体力学阶段。
二、岩体力学在地质灾害防治中的应用
今年舟曲泥石流地质灾害再次引起了人们对地质灾害的重视。
岩体力学在地质灾害防治中的应用，作为研究方向，开展崩塌、滑坡、泥石流和采空地面塌陷等地质灾害方面的研究，是岩体力学重要的发展方向之一，对于保护人民群众生命财产安全具有重要的意义。
地质灾害监测与预警、地质灾害危险性评估、地质灾害防治等都需要岩体力学的知识和手段。
对于山东省而言由于地下采矿而产生的采空地面塌陷，近几年频
发，而且有增大的趋势，采空塌陷的预测也有一定的难度，借鉴岩体力学的研究手段研究采空塌陷会有新的突破。
建立岩土力学、水渗流耦合模型是预测地质灾害很好的方法之一。
基于信息与无线遥测技术的地质灾害监测方法有待进一步推广和验证。
探讨地质灾害的生态治理方法，工程治理不但要消除灾害隐患，还要恢复生态，实现环境效益的最大化。
相信岩体力学在地质灾害防治中会发挥越来越大的作用。
作为矿业大省的山东省，岩体力学在矿山地质灾害的应用前景将十分广阔。
三、岩体力学的展望
当今，岩体工程中的各种课题如工程选址、设计、施工及运营等方面的许多问题亟待解决，岩体力学的发展与完善必须重视对众多已建岩体工程实例的分析与归纳总结，加强现场判断研究，并逐步建立便于推广应用的切合实际的专家系统。
岩体力学在工程上应用的经验总结及专家系统建立将是本学科一个重要的研究方向对岩体力学的研究一般是从加载角度进行的，而对岩体力学性质做卸载研究工作则相对较少。
许多工程事例表明：加载岩体力学的研究成果用于卸载过程，误差很大，甚至导致工程事故。
因此，卸载岩体力学又将是一个充满应用前景的研究方向。
今后，岩体工程进一步发展，必然要求数值分析迅速发展。
但应指出，数值分析方法的发展，一方面要求计算技术的发展，另一方面要求大规模的实验提供数值分析的发展基础。
加强学科渗透；促进理论更新，这是今后应用科学发展的一个趋势。
总之，随着人们对岩体认识的不断深入以及其它学科手段的进步，岩体力学将不断完善；同时，也将推动人们的工程实践的不断深化。
张永伟
二〇一〇年十一月七日星期日。