岩体力学教学大纲
《岩体力学》教学大纲
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《岩体力学》课程教学大纲撰写人:学院审批:审批时间:年月日一.课程基本信息开课单位:土木工程与建筑学院课程编号:01z20044b英文名称:Rock Mass Mechanics学时:总计32学时,其中理论授课32学时,实验(含上机)0学时学分:2.0学分面向对象:2008级及以后年级的土木工程与工程管理本科专业学生先修课程:《高等数学》、《土木工程概论》、《材料力学》、《普通地质学》、《弹性力学》、《工程地质》、《计算机文化基础》等。
教材:《岩体力学》,沈明荣,陈建峰编著,上海:同济大学出版社,2006年07月,第三版。
主要教学参考书或资料:1。
《岩体力学》,阳生权,阳军生编著,北京:机械工业出版社,2008年09月,第一版. 2。
《岩石力学》,徐志英编著,北京:水利水电出版社,2007年07月,第三版。
3。
《岩石力学》,张永兴编著,北京:中国建筑工业出版社,2008年03月,第二版。
4。
GB 50218—94 工程岩体分级标准.5. GB 50021—2001 岩土工程勘察规范.6。
《岩土工程手册》,岩土工程手册编委会编著,北京:中国建筑工业出版社,1999。
二.教学目的和任务岩体力学是一门应用型基础学科,是属土木工程专业任选课。
本课程的教学目的是通过课堂教学,使学生掌握岩石、岩体的基本概念,掌握地下洞室、岩质边坡和地基工程的稳定性分析方法及其基本的设计方法,并了解岩体力学的新理论新方法,掌握常用试验、测试的原理与方法。
三.教学目标和要求通过本课程的学习,充分理解并掌握岩石基本参数的概念,影响因素,试验方法;掌握莫尔强度理论和格里菲斯强度理论;对工程中一般岩体力学问题具有一定的分析和计算能力,如洞室围岩稳定性分析、岩质边坡稳定性分析、坝基稳定性分析等.同时,学生具有正确进行数字计算的能力,掌握测量岩石主要参数的操作能力,具有分析试验数据和编写报告的能力。
四.教学内容、学时分配及其基本要求第一章绪言(学时:2)授课内容:岩体力学的定义、岩体与岩石的区别和联系、岩体力学的发展历史与现状、岩体力学的研究任务与内容、常见岩体工程问题以及学习和研究岩体力学与工程问题的常用方法。
岩体力学教学大纲及答案
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思考题1.何谓岩体力学? 它的研究任务和对象是什么?岩体力学是力学的分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。
研究对象是各类岩体。
2.岩体力学采用的研究方法是什么?工程地质研究法,试验法,数学力学分析法,综合分析法。
3.何谓岩块,岩体? 试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点?岩块是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。
岩体是指在地质历史中形成的,有岩块和结构面网组成的,具有一定结构并赋存在一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体,是岩体力学研究的对象。
4.岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的?一般来说,含硬度大的粒柱状矿物(如石英、长石、角闪石、辉石等)越多时,岩块强度越高;含硬度小的片状矿物(如云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石等)越多时,岩块的强度越低。
5.何谓岩块结构? 它是怎样影响岩块的力学性质的?岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形状、排列方式和颗粒间连接方式以及微结构面发育情况等反映在岩块构成上的特征。
一般来说,结晶越细、越均匀,非晶质成分越少,岩块强度越高。
6.岩体力学研究岩块有何实际意义7.何谓结构面?从地质成因和力学成因上各自分为哪几类? 各自什么特点?结构面是指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定延伸方向和长度,厚度相对较小的地址界面或带。
地质成因类型分类:●原生结构面(沉积结构面、岩浆结构面、变质结构面):原生结构面中,除部分经风化卸载作用裂开者外,多具有不同程度的联结力和较高的强度;●构造结构面:工程地质性质很差,其强度接近于岩体的残余强度,主要影响岩体的完整性和力学性质;●次生结构面:包括卸荷裂隙(具有张特性)、风化裂隙、次生夹泥层和泥化夹层(性质差,属于软弱结构面)等。
力学成因类型分类:●张性结构面:张开度大、连续性差、形态不规则、面粗糙、起伏大及破碎带较宽等,构造岩多为角砾岩,因此含水丰富,导水性强;●剪性结构面:连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕、镜面等现象发育。
《岩体力学》 (2)
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《岩体力学》课程教学大纲课程编号:031216 学分:2 总学时:34+8(0.5周)实验大纲执笔人:沈明荣大纲审核人:石振明本课程配套实验课031120《岩体力学实验》,0学分,8(0.5周)学时。
一、课程性质与目的本课程属土木工程专业的专业特色课,为限定选修课。
本课程的主要教学目的是:使学生掌握有关岩石、岩体的基本力学性能,并熟练掌握有关有强度理论,并了解岩石、岩体力学试验的有关方法。
二、课程基本要求要求学生能够熟练地掌握有关岩石、结构面、岩体的力学特性,能够熟练了解应用岩石、结构面、岩体的强度理论,并对其进行评价。
三、课程基本内容(一)绪言介绍岩体力学的定义及其有关的基本概念、简介目前常用的岩体分类方法,并根据岩体力学自身所具有的特性,要求掌握学习、研究岩体力学的方法。
(二)岩石的基本物理力学性质介绍岩石的基本物理、水理性质。
岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三向压缩应力作用下的强度和变形特性以及有关岩石常用的几种强度理论,简单叙述在硌种应力作用下的试验方法及其相应各参数的求解方法。
(三)岩体的基本力学性能介绍描述结构面的方法,结构面在正应力、剪应力作用下的变形特性、常用的评价规则、不规则齿形结构面的抗剪强度理论及其正确地运用这些强度理论,评价具有结构面的岩体强度、以及由于结构面的存在,对岩体强度的影响。
(四)初始应力状态介绍产生初始应力的主要原因及其各类初始应力的计算方法,简介初始应力的量测方法以及初始应力的基本分布规律。
四、实验或上机内容本课程有配套实验课,031120《岩体力学实验》,8(0.5周)学时。
五、前修课程要求工程地质、材料力学、弹性力学、数理方程。
六、学时分配七、教材与主要参考书教材:《岩体力学》,沈明荣编著,同济大学出版社,1999年第一版。
主要参考书:《岩石力学原理及其应用》(中译本)R.E.Goodman。
《岩石力学》(徐志英编)。
《岩石力学性质手册》(中译本)。
岩体力学教学大纲.doc
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《岩体力学》教学大纲作者:林大能来源:未知日期:2010-12-1 11:03:47人气:48标签:导读:《岩体力学》教学大纲责任教师林大能课程编号:0101031课时总数:56学时(其中理论教学48学时,实验教学8学时)学分:3学分一、本大纲适应专业本大纲适应于采矿工…《岩体力学》教学大纲责任教师林大能课程编号:0101031课时总数:56学时(其中理论教学48学时,实验教学8学时)学分:3学分一、本大纲适应专业本大纲适应于采矿工程专业。
二、课程的性质与任务岩体力学是采矿工程专业的主干学科,是采矿工程的理论基础。
它的任务是研究岩石的物理力学性质,研究岩体及其结构在各种力场作用下的变形、破坏规律和稳定性分析,为相关专业课的学习打下基础。
通过这门课程的学习,使学生掌握岩石力学的试验方法,岩石力学的基本原理,学会用数学、力学的方法去分析、研究和解决工程中的实际问题。
三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时数1绪论理论授课12弹性力学基础理论授课83岩石的物理性质理论授课34岩石的力学性质理论授课(实验)20 (8)5岩体的力学性质理论授课66岩体中的天然应力理论授课27井巷围岩应力的分布与地压计算理论授课88井巷支护理论授课69深井地压理论授课2四、教学内容、重点1.绪论教学内容:岩体力学的定义和任务,岩体力学的发展史,岩体力学研究的内容和方法。
要求:了解岩体力学的发展史,掌握岩体力学的定义、研究任务、研究内容和方法。
2,弹性力学基础教学内容:弹性力学基本概念,弹性力学的基本研究方法,平面应变问题,平面应力问题.U岩石的物理性质教学内容:岩石、岩块和岩体的概念,岩石的物理性质指标。
教学要求:掌握岩石、岩块和岩体的概念,它们的联系和区别;熟悉岩石的物理性质指标。
4,岩石的力学性质教学内容:岩石的变形性质,岩石的力学属性,岩石单轴压缩下变形性质,岩石三轴压缩下的变形性质,岩石的流变性质;岩石的强度性质,岩石的单轴抗压强度,岩石的单轴抗拉强度,岩石的抗剪强度,岩石的三轴抗压强度;岩石的强度理论:莫尔-库伦理论,格理菲斯强度理论。
岩体力学 教学大纲
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岩体力学一、课程说明课程编号:120208Z10课程名称(中/英文):岩石力学/ Rock Mechanics课程类别:必修学时/学分:40/2.5先修课程:理论力学、材料力学、结构力学、工程地质、土力学适用专业:土木工程(隧道工程专业方向) 、天佑班教材、教学参考书:1.教材:张永兴、许明. 岩石力学. 北京:中国建筑工业出版社,2015年第三版2.参考书:[1]刘东燕主编. 岩石力学. 重庆:重庆大学出版社,2014[2]张永兴、许明. 岩石力学(第三版). 北京:中国建筑工业出版社,2015[3]蔡美峰主编. 岩石力学与工程(第二版). 北京:科学出版社,2013[4]赵明阶主编. 岩石力学. 北京:人民交通出版社,2011[5]付志亮主编. 岩石力学试验教程. 北京:化学工业出版社,2011[6]赵文主编. 岩石力学. 长沙:中南大学出版社,2010.[7]阳生权、阳军生主编. 岩体力学. 北京:机械工业出版社,2008[8] 徐志英主编. 岩石力学(第三版). 北京:中国水利水电出版社,2004[9] Hoek Brown. Practical Rock Engineering. Available on 二、课程设置的目的意义本课程为专业基础课程。
通过本课程的学习,使学生掌握岩石与岩体的基本概念、岩石的基本物理、力学性质;结构面、岩体的基本力学性能及地应力确定方法;围岩应力分析,位移的计算、稳定性分析、岩体力学试验方法等基本知识,了解岩石力学研究的新进展。
通过本课程学习,使学生具有解决岩体工程(地下工程、岩质边坡、地基工程等)实践问题的基本技能。
三、课程的基本要求1. 了解岩石与岩体的基本概念;2. 掌握岩石的基本物理、力学性质;3. 掌握岩体的力学特性,包括岩体结构面力学性质、岩体分类、强度和变形及水力学性能;4. 熟悉原岩应力确定方法;5. 掌握室内岩石强度与变形试验、现场岩体变形试验原理与方法;6.熟悉地下洞室围岩稳定性分析;7. 掌握岩石边坡与岩基稳定分析方法与稳定性评价;8. 了解岩石力学研究新进展。
现代岩土力学教学大纲
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现代岩土力学教学大纲现代岩土力学教学大纲岩土力学是土木工程领域中的重要学科之一,它研究土体和岩石的力学性质及其在工程中的应用。
随着科技的不断进步和工程建设的发展,现代岩土力学的教学大纲也需要不断更新和完善,以适应新的需求和挑战。
一、引言在引言部分,可以简要介绍现代岩土力学的背景和意义。
可以提到岩土力学的学科范围、应用领域以及岩土工程在现代社会中的重要性。
此外,还可以阐述现代岩土力学教学的目标和重要性,以及培养学生的能力和素质。
二、基础知识在基础知识部分,可以介绍学生需要掌握的基本概念和理论。
可以涉及土体和岩石的力学性质、力学模型和实验方法等内容。
此外,还可以介绍土体和岩石的物理性质、力学行为和变形特征等方面的知识。
三、地质力学在地质力学部分,可以介绍地质学和力学的基本概念,以及地质构造和地质过程对土体和岩石力学性质的影响。
可以介绍地质力学的基本原理和方法,以及地质调查和勘探的过程和技术。
此外,还可以介绍地质灾害的成因和预防措施,以及地质环境对工程建设的影响。
四、土力学在土力学部分,可以介绍土体的物理性质、力学性质和变形特征。
可以介绍土壤力学的基本原理和方法,以及土体力学模型和实验技术。
此外,还可以介绍土体的压缩性、剪切性和强度特征,以及土体在工程中的应用和处理方法。
五、岩石力学在岩石力学部分,可以介绍岩石的物理性质、力学性质和变形特征。
可以介绍岩石力学的基本原理和方法,以及岩石力学模型和实验技术。
此外,还可以介绍岩石的压缩性、剪切性和强度特征,以及岩石在工程中的应用和处理方法。
六、岩土工程在岩土工程部分,可以介绍岩土工程的基本概念和发展历史。
可以介绍岩土工程的分类和应用领域,以及岩土工程设计和施工的基本原理和方法。
此外,还可以介绍岩土工程中的一些典型问题和实际案例,以及岩土工程项目的管理和监测。
七、现代岩土力学的发展趋势在现代岩土力学的发展趋势部分,可以介绍现代科技对岩土力学教学的影响和推动作用。
39岩体力学--徐思朋
![39岩体力学--徐思朋](https://img.taocdn.com/s3/m/035e65e5804d2b160a4ec034.png)
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述:岩石力学是土木工程专业岩土工程方向的专业选修课。
是研究不同受力条件下岩体变形和破坏的规律,并在工程地质定性分析的基础上定量研究岩体稳定性的一门学科。
其任务是使学生具备必要的岩体力学知识,为学生其它后续课程和毕业设计及今后工作打下基础。
2.设计思路:理论课以讲授为主,辅助以电子教案和多媒体课件,重点强调基本概念的理解和掌握。
在教学方法上,采用课堂讲授,课后自学,课堂讨论等教学形式。
(一)课堂讲授本课程在理论方面涉及到较多的数学和力学知识,在讲授过程中应尽量联系土木工程实际,注重其物理和力学意义,避免繁冗的数学推导。
在教学中要求掌握岩石、结构面、岩体的力学和变形特性,了解岩石、岩体的本构模型和动力学特性,掌握岩石、结构面、岩体的强度理论,掌握工程岩体分类的基本原则和方法,掌握岩体初始应力状态及其分布规律,掌握基本的岩体力学试验方法。
在课程内容方面既要保持理- 1 -论的系统性,又要注意联系工程实际,并且重视技术科学的一般方法学的培养。
(二)课后自学为了培养学生整理归纳,综合分析和处理问题的能力,每章都安排一部分内容,课上教师只给出自学提纲,不作详细讲解,课后学生自学。
(三)课堂讨论课堂讨论的目的是活跃学习气氛,开拓思路。
教师应认真组织,安排重点发言,充分调动同学的学习积极性,做好总结。
(四)课外作业课外作业的内容选择基于对基本理论的理解和巩固,培养综合计算和分析、判断能力以及使用计算工具的能力。
习题以计算性小题为主,平均每学时1-2道题。
3. 课程与其他课程的关系先修课程:土力学。
二、课程目标通过本课学习,使学生掌握岩石、岩体的基本概念、性质指标及其测定原理与方法;岩体中天然应力分布的一般规律;掌握工程岩体中重分布应力的分布特征及其稳定性分析的原理与方法;培养学生工程岩体力学性质测定、稳定性分析与评价的基本能力。
《岩体力学》教学大纲
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岩体力学一、课程说明课程编号:010214Z10课程名称(中/英文):岩体力学/Rock Mass Mechanics课程类别:专业教育课程学时/学分:48/3先修课程:弹性力学、材料力学适用专业:地质工程教材、教学参考书:刘佑荣、唐辉明主编,岩体力学,化学工业出版社,2009沈明荣,陈建峰编著,岩体力学,同济大学出版社,2006二、课程设置的目的意义《岩体力学》是高等学校本科学生的一门必修的专业技术基础课程,它是应用必要的力学知识研究岩体力学性态、变形和稳定性问题,是地质工程所必需的基础理论知识,因此本课程是为培养我国社会主义现代化建设所需的高级工程专业人才服务的。
通过本课程的学习,要使学生掌握:岩石的基本物理、力学性质;原岩应力及重分布应力的确定方法;围岩应力分析,位移的计算、稳定性分析、岩体力学试验方法等基本知识。
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。
三、课程的基本要求知识:掌握岩体力学的基本概念,建立具体工程实践之间的关系。
把握岩石和岩体力学具体评价指标,岩石强度理论分析,掌握原岩地应力的计算方法,边坡稳定性分析方法,围岩应力状态及变形计算方法,地下载荷计算方法。
能力:岩体力学课程是一门理论性和应用性较强的专业技术基础课程,为帮助学生掌握好课堂教学内容、训练岩体力学问题的思维方式、计算分析和解决岩体力学中的一些实际问题的能力。
在教学活动过程中,需结合具体的工程实例进行与岩体力学相关的分析计算,提高应用岩体力学基本理论解决实际工程问题的能力。
素质:加强力学理论-数学模型-实际应用之间的关联的把握,通过课程中对岩体力学基础理论的学习,建立由具体的力学模型到具体实践的应用转换,深化对力学知识的理解和发展,提升个人自主学习和理论应用意识,形成对基础理论不断消化吸收应用的发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注:实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求岩石的基本物理、水理性质实验,掌握岩石基本性质的实验过程和具体操作。
《岩体力学》课程教学大纲
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《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:Rock Mass Mechanics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开展前景和旺盛的生命力。
岩体力学是一门正处于开展中的年轻学科,它仅有40年左右的开展历史,这说明该学科正处于快速的开展期,在人类社会高速开展以及我国经济快速开展的今天,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开展,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,使学科开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、地质体的开展演化历史、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。
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岩体力学教学大纲一、课程的性质与任务本课程是“地质工程”和“采矿工程”专业本科生专业基础课,同时也是环境工程、水利工程及水文学与水资源等专业的重要选修课。
《岩体力学》研究不同受力条件下岩体变形和破坏规律及工程岩体稳定性,它的应用性很强,各种岩体工程设计、施工和运行都离不开岩体力学工作,岩体力学工作就是达到工程建筑与岩体地质环境有机协调,既要保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常,又要保证地质环境不会因工程的兴建而恶化,造成对工程建筑本身以及周围环境的危害。
目前众多举世瞩目的巨型工程如长江三峡工程、小浪底水利枢纽、大亚湾核电站、京九铁路等等对地质条件要求高,技术难度大,这些工程均遇到了严重的地质灾害和岩体力学问题,对岩体力学提出了新的挑战,也对岩体力学课程教学提出了新的要求。
通过本课学习,使学生掌握岩石、岩体的基本概念、性质指标及其测定原理与方法;岩体中天然应力分布的一般规律;掌握工程岩体中重分布应力的分布特征及其稳定性分析的原理与方法;培养学生工程岩体力学性质测定、稳定性分析与评价的基本能力。
在岩体力学课程教学中通过基本概念、基本理论、基本方法的教学,培养学生发现问题、分析问题和解决岩体力学问题的能力。
为今后从事生产实际工作和科学研究打好基础。
二、课程的基本内容绪论岩体力学是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学,是一门应用型基础学科。
它的研究对象是各类岩体。
本章将主要介绍岩体力学的定义、分支学科、研究意义、研究内容、研究方法、岩体力学的发展历史和发展趋势。
第一章岩体的地质和结构特征岩体力学研究的对象是在各种地质作用下形成的天然岩体。
岩体的物理力学性质在很大程度上受形成和改造岩体的各种地质作用过程所控制,往往表现出非均匀、非连续、各向异性和多相性的地质特征。
因此,在岩体力学研究中,应将岩体地质特征的研究工作置于相当重要的地位。
岩体由岩块和结构面组成。
本章将主要介绍岩体的物质组成;岩块的地质特征;结构面的分类、物理特征及指标、级别。
第二章岩块的物理力学性质岩石和土一样,也是由固体、液体和气体三相组成的。
所谓物理性质是指岩石三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态。
本章介绍岩块的物理性质,包括岩块的密度、空隙性等;岩块的水理性质,包括岩块的软化性、渗透性、抗冻融性等;岩块的热学性质。
岩体是由岩块和结构面组成的。
因此,研究岩体的力学性质,首先要研究岩块的力学性质。
本章还将介绍岩块的变形性质,包括岩块的单轴与三轴下的变形特征及变形参数;岩块的强度性质,包括各类强度(抗压强度、抗拉强度等)的确定、性质与应用;岩块的蠕变性质。
第三章结构面的变形与强度性质岩体被结构面分割成一系列的割裂体。
结构面成为岩体中的最薄弱部位,是决定岩体力学性质的最主要因素。
岩体结构面力学性质的研究,是岩体力学中重要的研究课题之一。
本章将介绍介绍结构面的变形性质,包括结构面的变形特征及变形参数;各种类型的结构面的强度性质,包括各类强度(抗压强度、抗拉强度等)的确定、性质与应用。
第四章岩体的力学性质岩体中存在各种类型不同、规模不等的结构面,并受到天然应力和地下水等环境因素的影响,在外力作用下其力学属性往往表现出非均质、非连续、各向异性和非弹性。
人类的工程活动都是在岩体表面或岩体内部进行的,因此,研究岩体的力学性质具有实际意义。
本章将主要介绍介绍岩体的变形性质,包括岩体变形特征、变形参数、岩体原位测试;岩体的强度性质,包括各类强度的确定与估算;岩体的水力性质;岩体的动力性质。
第五章工程岩体分类自然界中的岩体差异巨大,有必要对它们进行分类。
通过对岩体的一些简单和容易实测的指标,将工程地质条件与岩体参数联系起来,对岩体进行归类,反映工程岩体的质量好坏,预测可能的岩体力学问题,为工程设计与施工方法的选择提供参数与依据,达到安全与经济的目的。
本章将讲述国内外常用的工程岩体分类方法。
第六章岩体中的天然应力人类工程活动之前存在于岩体中的应力,称为天然应力。
岩体在天然应力作用下,不是处于静力稳定,而是处于一种动力平衡状态,一旦应力状态发生改变,这种动力平衡条件将遭破坏,岩体也将发生这样或那样的失稳现象。
岩体中的天然应力状态,在研究区域稳定、岩体稳定性以及在原位岩体测试工作中,均具有重要的实际意义。
本章将主要介绍岩体中天然应力的研究意义、变化特征、测量方法及估算方法。
第七章岩体本构关系与强度理论工程实践中对于岩体在一定的外力条件下是否会破坏十分关注,要解决这个问题必须掌握岩体受力发生变形和破坏的特征,即其本构关系,并在此基础上建立岩体的强度理论,即破坏判据。
本章将介绍各种类型岩体的本构关系以及各种常用的强度理论。
第八章岩体边坡稳定性分析边坡在其形成及运营过程中,在诸如重力、工程作用力、水压力及地震作用等力场的作用下,坡体内应力分布发生变化,当组成边坡的岩土体强度不能适应此应力分布时,就要产生变形破坏,引发事故或灾害,常给人类工程活动及生命财产带来巨大的损失。
本章将主要介绍岩体边坡重分布应力分布特征;边坡变形破坏的类型;边坡稳定性分析的步骤与方法。
第九章地下洞室围岩稳定性分析地下洞室是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态,形成新的应力状态,称为重分布应力状态。
在重分布应力作用下,洞室围岩将向洞内变形位移。
如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力,围岩将产生破坏。
变形破坏的围岩将对支衬结构施加称为围岩压力。
在有压洞室中,围岩还将产生围岩抗力。
地下洞室围岩稳定性分析,实质上是研究地下开挖后这几种力学作用的形成机理和计算方法。
本章将主要介绍地下洞室围岩应力、围岩压力、围岩抗力的特征、计算方法;围岩稳定性分析的方法。
第十章地基岩体稳定性分析岩体用为建筑物的地基在工程中极为常见,特别是一些大型建筑物。
不仅要求地基岩体在建筑物荷载作用下要有足够的承载力,而且其变形量要控制在允许范围内。
除此之外,在水利工程中,坝基和坝肩岩体还要有足够的抗滑能力,以承受库水的水平推力,本章即研究这些问题,主要学习地基岩体内附加应力的分布、承载力和变形量的确定以及坝基、坝肩岩体稳定性的评价方法。
三、课程的重点、难点及解决办法(1) 课程的重点课程的重点是岩体在外力作用变形、破坏及岩体应力的基本概念、基本理论、基本方法,以及解决岩体力学问题的思路。
以解决岩体力学问题为中心,以建立岩体地质力学模型→岩体力学性质测定→预测评价岩体力学问题→防治对策为教学主线。
在课程的教学过程中结合重点章节,如岩块、结构面和岩体力学性质及工程岩体稳定性分析等,结合重点工程实例,进行重点讲解。
(2) 课程的难点1)岩体力学是一门理论性与实践性均很强的学科,教材的内容往往偏重于系统性理论,在教学过程中如何处理好理论与实践相结合的问题是授课中的难点之一。
2)在教学中如何体现学科前沿,在有限的学时里既要将基本理论、方法介绍清楚,又要将新思维、新方法贯穿于教学内容,如何尽快帮助学生建立工程创新意识是难点之二。
3)本课程涉及地质学、水文地质学、基础力学、工程力学、计算力学及实验技术等学科内容,如何在有限的学时内,解决好先行课程及后续课程与岩体力学之间的衔接及应用关系是难点之三。
(3) 解决办法1)精炼教学内容:课程中涉及许多复杂岩体力学问题。
岩体力学遇到新问题及由此提出的新理论、新技术、新方法层出不穷,但解决问题的基本原理、基本方法、基本思路都是相通的。
在授课过程中始终以岩体、岩体结构特征及其力学性质研究为核心带动其他岩体力学现象和问题的学习,以岩体结构特征及其力学性质和工程岩体稳定性为两个基本点,以岩体力学性质参数确定和工程岩体稳定性分析理论与方法为重点进行讲解,引导学生有目的、有重点、有范围地自学教材,在有限的时间内把注意力集中在重点和难点的思考和理解上,提高自学效率。
2)加强实践性教学环节:一是加强实验教学,特别是原位岩体力学试验,通过实验教学使学生充分理解岩石、岩体概念及其力学性质,训练学生测试能力和系统分析岩体力学性质的能力;二是针对所学章节内容,设置综合性练习、课程设计等,训练学生系统分析具体问题的能力;三是以学校已建立的“产学研”实习基地为依托,选择典型的地点,带学生到现场开展参观性学习,使学生加深感性认识,深入领会课堂教学的有关内容。
3)课堂教学方法改革:在课堂教学的过程中,教学方式灵活多样,采用系统讲解为主。
课堂讨论、自学相补充的方式进行;采用课堂互动方式,激发学生的兴趣;充分将多媒体教学手段与电化教学相结合,多种手段穿插进行授课。
精选范例,通过大量图片,工程实例分析,配合声像资料,进行实例“解剖”分析,既生动又省时,满足了该课实践性强,要求信息量大,但课时有限的特点。
·本课程要求教师充分利用多媒体教学、试验、上机实习等综合教学手段授课。
充分溶入工程实例,做到理论知识与实践能力的结合,使学生能掌握岩体力学的基本知识、基本方法基本技能,能够解决一般类型的岩体力学问题。
通过本课程的学习使学生在掌握基础知识的同时,在专业知识上也站在一个高起点上,同时注重学生综合能力的培养,注重学生创新能力的培养,以适应知识经济对人才的要求。
要求学生在认真听课、认真完成作业,加强计算机使用能力;勤于思考、理论联系实际,注重分析能力的提高,达到灵活运用的目的。
四、学时分配(共32学时)· 课堂教学学时分配(1)绪论-1学时(2)岩体地质与结构特征-3学时(3)岩块的物理力学性质-4学时(4)结构面的变形与强度性质-2学时(5)岩体的力学性质-4学时(6)工程岩体分类-2学时(7)岩体中天然应力-3学时(8)岩体本构关系与强度理论-4学时(9)岩体边坡稳定性分析-2学时(10)地下洞室围岩稳定性分析-5学时(11)地基岩体稳定性分析-2学时五、本课程与其它课程的联系· 本课程为专业基础课,先修课程有力学课程、数学课程、地质基础课等。
要求学生在学习本课程时应具备良好的地质基础、数学、力学的知识及一定的计算机操作能力。
同时本课程也为学习后续的专业课程打下基础。
在整个专业课程体系中有举足轻重的地位。
六、教材及教学参考书· 教材:《岩体力学》刘佑荣、唐辉明,化学工业出版社,2008《岩石力学试验指导书》(新版)刘佑荣,中国地质大学出版社主要教学参考书:(1)《岩体力学》肖树芳等,地质出版社,1986;(2)《岩体力学》沈明荣、陈建峰,同济大学出版社.2006.7;七、作业一、名词解释1、岩体2、弹性3、脆性4、三轴抗压强度5、抗压强度6、抗拉强度7、抗剪强度8、莫尔强度理论9、强度判据10、稳定性系数11、蠕变12、残余强度13、天然应力14、剪切刚度15、强度理论16、剪切刚度17、八面体强度理论18、极限强度19、蠕变20、孔隙比21、法向刚度22、围岩应力23、软化系数24、变形模量25、几何边界条件26、长期强度27、主应力29、主平面30、结构面31、滑坡32、塑性33、围岩抗力系数34、变形模量35、弹性模量36、动弹性模量37、天然应力38、强度曲线39、内摩擦角40、切线模量41、岩体力学42、单轴抗压强度43、重分布应力44、围岩压力45、围岩抗力46、强度47、弹性极限48、强度极限 49、脆性破坏50、渗透系数51、软化系数52、割线模量53、爬坡角54、岩石吸水率55、三轴强度56、尺寸效应57、应力集中系数58、初始模量59、抗冻系数60、岩爆61、泊松比62、强度包络线63、普氏系数64、自然平衡拱65、RQD66、格里菲斯强度理论67、单轴抗压强度68、横波69、纵波70、围岩压力71、饱和吸水率72、法向刚度二、填空题1.表征岩石抗剪性能的基本指数是()和()。