高等岩体力学-学习内容要求

《高等岩体力学》

全面阐述岩石静力学、动力学、流变学及水力学基本内容和研究前景，并把损伤力学，断裂

力学、块体力学的基本原理和研究方法引入到岩石力学中，构建了岩石力学的基本理论框架。分形理论、块体理论和流形单元法等典型新理论和新方法在岩石力学中的应用。

1.预修课程工程地质学，材料力学，弹性力学，塑性力学，有限元方法等

2.课程性质

岩体力学是介于地学与力学之间的一门新兴的边缘学科，是一门认识和控制岩石工程系统的力学行为和功能的科学。在地质、采矿工程、土木建筑、水利水电、铁路、公路、地震、石油、地下工程、海洋工程，以及国防工程等部门都广泛地应用这门学科的理论和知识，岩石力学在这些工程领域中起着重要的作用。本课程开设于水利工程、岩土工程专业的硕士研究生。

3.课程的主要内容

第一章绪论（岩石力学的简单回顾，岩石力学与工程发展展望）

第二章岩石的基本物理力学特性及其实验

岩石力学性质的室内常规测试

单轴压缩试验（单轴抗压强度，弹性模量，泊松比）

三轴压缩试验

抗拉试验（直接拉伸，间接拉伸）

剪切试验

点荷载试验

岩体力学性质试验研究（现场岩体变形试验，现场岩体强度试验－混凝土与岩体接触面直剪，结构面直剪，软弱结构面剪切流变，岩体抗剪强度，岩体压缩强度试验等）

测试新技术，如电液伺服试验机和刚性试验机，声发射测试，红外辐射测试等。

第三章岩石的本构关系与强度理论

本构关系指岩石在受载过程中的应力应变关系。

强度理论是考察岩石在极限破坏时的应力或应变满足的条件。

第四章岩石流变力学岩石流变理论及长期强度，岩石流变问题的解析解方法等

第五章岩体天然应力状态及其测试技术应力解除法及恢复法原理，表面应力测试，孔内应力测试，水压致裂法（地壳深部应力测量），Kaisai效应等

第六章岩石的动力学行为岩石与岩体的基本动力学特性，岩石动力试验技术与方法，应力波在岩石地层中的传播，岩体声发射观测原理及工程应用

第七章岩石水力学（岩体裂隙渗流特点，裂隙岩体渗流理论，岩体渗流参数的确定等）

第八章岩石力学的数值模拟（几种流行的方法，有限元，有限差分FLAC，边界元，离散元，流行元，无单元等）

有限元方法的基本方程，非线性问题的基本解法，非线性弹性问题的有限元解法，弹塑性

问题的有限元解法，流变问题的有限元分析。边界元方法：线弹性问题的直接解法，线弹

性问题的间接解法-虚拟力方法。）

第九章岩石断裂力学，损伤力学，分形研究（分形理论），岩石块体力学（关键块理论，石根华）

学科交叉形成，具前瞻性。

4.基本要求

本课程既具有基础性研究，又有强烈的实践性特点。强调理论与实践相结合，旨在培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。通过本课程的学习，要求学生掌握岩石和岩体的力学特性及测试技术、岩体的动力学性质，岩体水力学特征，以及岩体工程中基本的数值分析技术，新型学科在岩体力学中的应用。使学生具备解决地下工程、边坡工程、岩基工程等方面的岩石力学一般性问题的专业基础理论和知识，为在其学位论文及今后的工程实践方面，提供一定的启发和帮助。

5．主要参考书

[1]周维垣主编．高等岩石力学．水利电力出版社，1990

[2]周维垣，杨强编著．岩石力学数值计算方法．中国电力出版社，2005

[3]堇学晟主编．水工岩石力学．中国水利电力出版社，2004

[4] 谢和平，陈忠辉著．岩石力学．科学出版社，2004

[5] 徐志英主编．岩石力学．中国水利水电出版社，1993第三版

[6]孙广忠著．岩体结构力学．科学出版社，1989

[7]陶振宇主编．岩石力学的理论与实践．水利出版社，1979

[8]李世平等．岩石力学．煤炭工业出版社，1995

[9]林韵梅等．数值分类方法及其在岩石力学中的应用．东北工学院出版社，1989

[10]陈禺编著．地壳岩石的力学性能-理论基础与实验方法．地震出版社，1988

[11]蔡美峰主编.岩石力学与工程.科学出版社，2002

[12]于学馥等著.地下工程围岩稳定分析.煤炭工业出版社，1983

[13]周思孟.复杂岩体若干岩石力学问题.水利电力出版社，1998

[14] 陈子荫.围岩力学分析中的解析方法.煤炭工业出版社，1994

[15] 张永兴主编.岩石力学.中国建筑工业出版社，2004

[16] J.C.耶格，N.G.库克著.岩石力学基础(中译本).1981

[17] 郑颖人等.地下工程锚喷支护设计指南.铁道出版社，1988

[18] 吴德伦主编.岩石力学.重庆大学出版社，2002

[19] 沈明荣主编.岩体力学.同济大学出版社，1999

[20] 高磊主编.矿山岩体力学.机械工业出版社，1987

[21] 长沙铁道学院.工程实用边界单元法.铁道出版社，1989

[22] 谢和平，陈忠辉.岩石力学.科学出版社，2004

[23]仵颜卿，张倬元.岩体水力学导论.成都，西南交通大学出版社，1985

[24]陈海波，兰永伟，徐涛主编，高等教育十二五规划教材，岩体力学，中国矿业大学

出版社，2012，2第一版

6．需参考阅读的期刊

[1]岩石力学与工程学报

[2]煤炭学报

[3]岩土工程学报

[4]rock mechanics and rock engineering

7.课程考核要求

按照本课程的教学大纲要求，开卷考试或针对岩石力学的一个专题，撰写一份6千字左右的综述报告。