太原理工大学岩石力学课件

了解岩石力学的 概念、研究对象、 研究任务；发展历 史；研究意义与工 程应用、研究方法。
岩石力学是二十世纪五十年代迅速发展起来 的一门新兴的、密切结合工程实际的边缘学科 （或者称交叉学科），是一门应用性及强的基础 科学。它的理论基础相当广泛，涉及固体力学、 计算数学、流体力学、结构力学、弹塑性力学、 工程地质学、地球物理学等学科。因此，多学科 的合作和协调研究是岩石力学产生和加速发展的 途径。岩石力学是唯有依靠学科间的协作才能取 得进展的科学。
（3）场区稳定性问题： 包括采空区地面变形问题、水库诱发地震问题等。 （4）区域稳定性问题： 包括断层活动问题、地震活动性问题等。 （5）地壳深部活动性问题：
地震和火山活动、深部地质作用等属于这一范 畴，其核心问题是高温高压下岩石流变作用问题。
五、岩石力学的研究方法
总地来讲，岩石力学的研究方法包括科学实验、 理论分析和工程验证三个环节，三者是紧密结合并 相互促进的。 按科学领域划分岩石力学的研究方法，大致有 以下四个方面：

水电建设工程中： 1.坝基及坝肩的稳定性，防渗加固理论和技术 2.有压和无压引水隧道设计、施工及加固理论和技术 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.库岸稳定及加固技术

铁路建设工程: 1.线路边坡稳定性分析 2.隧道设计与施工技术 3.隧道施工中的地质超前预报和处理 4.高地应力的岩爆力论及处理 5.隧道入口施工技术及洞脸边坡角确定及其加固技术
露天煤矿
岩石力学涉及到的领域包括水利水电、矿山建设、 采矿、交通、土木建筑、工程地质、国防工程等
煤矿巷道
煤矿巷道
全球最大的钻石坑----- “和平”钻石矿
世界上最大 的人造洞穴， 位于俄罗斯 西伯利亚永 久冻土带雅 库蒂亚市附 近，那儿是 世界上最寒 冷的地区之 一，冬季的 温度低至零 下50摄氏度。 这个巨大的 洞穴直径大 约1600米， 深度达533 米，表面直 径达到1200 米(国内媒 体的数据是 深533米， 直径1600 米)，从卫 星照片上看， 它就像是地 球的一个大 伤口。
爆破后的公路边坡
库区边坡
治理后的边坡
滑坡
滑坡
边坡失稳--------滑坡
边坡失稳--------滑坡
路基边坡
路基高边坡挡墙工程
大金平电站厂房边坡
大金平电站厂房边坡
深圳卷烟厂边坡
边坡草坪 边坡草坪 边坡草坪 边坡草坪
边坡植被恢复 边坡护网(主动防护系统)
焦晋高速路堑边坡



地质研究方法 物理测试方法 力学分析方法 整体综合分析方法
六、岩石力学研究最新动态



实验手段的更新与发展 理论基础的研究与突破 工程应用

第一阶段：二十世纪以前，属萌芽阶段。在这个阶 段，由于采矿规模小，采深近于地表且开采空间不 大，岩石力学主要研究的是巷道顶板冒落和地下开 采所引起的岩石移动。 第二阶段：二十世纪初至该世纪五十年代前。在这 个阶段，松散介质学派占主导地位。 第三阶段：本世纪五十年代到现在，是岩石力学 发展的现阶段。在这一时期涌现出了各种不通学 派和观点。


四、岩石工程中主要研究的问题
采矿工程中 1.露采边坡设计与加固技术 2.井下开采中巷道和采场围岩稳定性问题 3.软岩巷道与深部开采技术问题 4.矿柱稳定性及采场结构优化设计问题 5.、煤、瓦斯突出的预测、预报及处理理论和技术 6.岩爆及其预报和预处理理论与技术 7.采空区处理及地表沉陷问题 8.岩石破碎问题
一、岩石力学的定义
Rock mechanics is the theoretical and applied science of rock ;it is that branch of mechanics concerned with the response of rock to the force fields of its physical environment. ----------美国地质协会岩石力学委员会 1965.5
通 向 外 部 的 水 道
导弹发射井
319国道公路地基塌陷
高温天气导致道路爆裂
三、岩石力学发展概况




岩石力学最早起源于采矿工程，是为满足采矿 工程的需要而产生的。 地压显现从采矿工程开始开挖就出现并贯穿于 采矿工程的全过程 。 随着采矿工业的发展，人们对地压的认识逐渐 深化并寻求其显现规律，用这些规律指导生产 实践，从而产生了岩石力学的雏形。 岩石力学的发展大致可分三个阶段。

石油开采中井损防治及采空区地表变形问题 山城及高层建筑的地基问题 地震预报问题 地质作用领域中: 1. 褶皱及断裂形成条件和力学机制 2. 断块形成的力学条件及机制 3. 火山形成条件与机制 4. 地壳运动的物理过程及动力条件

以上实践领域提出的研究课题，从总的方面可归 纳为五组问题： （1）岩体稳定性问题: 包括边坡岩体稳定性问题、建筑物地基岩体稳 定性问题、地下洞室围岩稳定性问题等。 （2）山体稳定性问题： 包括自然或人工开挖引起的山坡失稳、人工开 挖地下洞室及天然岩溶区造成的架空山体的稳定性 问题等。
边坡锚索加固(张拉)
边坡喷射砼
地 震 前 的 汶 川
采 矿 引 起 的 地 表 塌 陷
采矿引起的地表开裂
开 采 导 致 的 地 表 开 裂
地下机库
地下机库
地下Baidu Nhomakorabea库线路
地下机库线路
军 舰 停 泊 所
军 舰 停 泊 所
军 舰 停 泊 所
军 舰 停 泊 所
潜 艇 基 地
潜 艇 基 地
岩石力学
太原理工大学矿业工程学院 翟英达
目 录



绪论 第一章 岩石的物理力学性质 第二章 原岩应力 第三张 岩石地下工程稳定性 第四章 井巷维护
绪

论


一、岩石力学的定义 二、岩石力学与工程实践 三、岩石力学发展概况 四、岩石工程中主要研究的问题 五、岩石力学的研究方法 六、岩石力学研究最新动态
二、岩石力学与工程实践
我们只要生活在地球上，以岩石为对象的工程就必然很 多。开发地下资源、兴修水库、开凿隧道等都属于这类工程。 从前，开发地下资源只是在浅部开采即可得到矿石；修建水 库时也是选良好的地方来保证水库的安全；就连隧道掘进时 也往往为避开条件不好的地层而绕线进行。工程的规模与复 杂程度很小，遇到的岩石工程问题很少。过去，这些岩石工 程问题多凭经验解决。随着时间的迁移，地下资源的开采越 来越转入地下深部，不仅要控制强大的地压，而且还面临导 致岩石突出的危险；修建水坝时，必须加固岩体的地方逐渐 增加；在不良地质条件下开凿的隧道也日益增加。工程规模 的扩大及工程复杂性的增加，单凭经验已不能解决岩石工程 中出现的问题。
岩石力学是研究岩石的力学性状的理论及应用性 科学；它是研究岩石对各种物理环境的力场所产生的 效应的一个力学分支。
学习目的 岩石力学
岩石性质 物 理 性 质 力 学 性 质 变形 强度 性质 性质 岩石受力情况
解决工程实际问题 岩石地下工程的 稳定性控制问题
是 围岩无需加固
如何判断？ 稳定性判断 否 如何加固？ 需要加固围岩