岩石力学与工程发展展望

时至今日，岩土力学的重要性已 在工程建设中愈显重要，越来越多的 工程都涉及到了前沿的岩石力学研究。 展望过去的艰辛与成就，我们有理由 相信岩石力学将会取得更前沿的进步， 将在更多领域内发挥其作用。
三、岩石力学中的一些基础知识
研究岩石力学与工程发展，我们需首先了解一 下岩石力学的一些基础知识。岩石力学主要研究岩 体中各种工程地基的变形、破坏；岩体边坡的变形、 破坏；地下工程的围岩变形、破坏、开挖和支护； 岩体的改造方案及技术必须研究的基本问题有：岩 体结构，特别是结构面的地质规律；岩体中应力， 包括地应力及工程建设引起的二次；岩体变形规律； 岩体破坏机制及强度理论；岩体水力学理论。岩体 力学的基本理论主要有岩体地质研究，岩体力学试 验及实验、岩体的引力分析和；岩体改造方案及技 术措施研究。
五、岩石力学研究的重点运用

一、岩石力学研究与地质勘探工作有重大关系 工程地质的主要任务是将天然岩体的情况查 明。根据线性设计规划要求，在一个坝址区间内 的岩体情况只要是与工程建筑物有关的都要全面 弄清楚，包括岩性、掩饰的组分、结构、岩体构 造、断裂、分化、溶蚀、侵蚀等许多方面，并进 而研究它们的成因、演变历史、分布规律等。利 用弹性波穿透岩体时的反应来探测、研究岩体的 物理力学特性，在工程地质中属于物操工作，侧 重于查明岩体情况，在岩石力学中是一种研究物 理力学性质的方法。
岩石力学与工程发展展望
畅才源 土木工程与力学学院地质工程（1） 班2010级
摘要：随着能源开发、交通运 输工程和人类向地下空间的发展的 需要，岩石力学的应运也越开越广 泛。
关键词：岩石力学，历史，发展，
应运

一、引言 岩石力学是近代发展起来的一门新兴学科和 边缘学科，是一门应运性和实践性很强的应运基 础学科。由于岩体结构及其赋予状态、赋予条件 的复杂性和多变性致使岩石力学和工程所研究的 目标和对象存在着大量不确定性，因此有人从20 世纪80年代末提出不确定性研究理论，目前已被 越来越多的人所接受。现在科学技术像人工智能、 灰色理论和非线性理论等为不确定性分析研究方 法和体系的建立提供了必要的技术支持。时至今 日，岩石工程力学问题已被当做一种系统工程来 解决。

二、岩石力学研究与工程设计有重大关系

岩石力学研究是为工程建设服务的一项独立 的专业，各有分工不同。从岩石力学的角度来看， 水利水电的岩石工程设计的专业可以概括为：根 据工程地质勘探和岩石力学试验研究提供的关于 天然岩体的地质条件和物理特性考虑水文、气象 等其他方面的条件，按照本枢纽对各水文建筑物 功能的要求，确定岩石基础、地下洞室和岩石边 坡的位置、尺寸、加固处理措施、施工开挖方法 和程序等。
三、岩石力学研究在水利水电工程建设布置对各个建筑物及 相关工程岩体的要求，根据地质勘查时查明的岩 体情况，针对揭露出的问题，研究工程岩体是否 能够满足这些要求，以及采取何种措施才能满足 这些要求。在研究工作中为了弄清天然岩体的性 状，需要进行各种室内和野外的岩石力学性质研 究试验。掩体天然应力和渗流状态的测试。这些 工作都需要在地质勘探成果的基础上进行，并与 之密切相衔接；通过试验和测验得到的各种参数 和指标，往往也是地质工作者为了使其成果定量 化而希望得到的。
五、结束语

随着岩石工程建筑技术的发展，不断给岩石 力学性质研究提出了更高的要求。例如，工程岩 石中某些局部岩体达到峰值强度后，整体尚存的 承载能力有多大？为了研究这局部岩体峰值强度 后的残余强度，需要侧球岩体全过程变形曲线； 为了认识开挖卸荷扰动后岩石力学性质的变化， 需要研究裂缝产生、发展的基理及过程以及岩体 的裂缝特征；为了评价工程岩体的长期稳定性， 需要研究岩体的流变特征；为了采用掘进机开挖 隧道，需要研究岩石在TBM滚刀高压下抗切削的强 度，引起了新的岩石力学特性指标等。

位移反分析法是20世纪70年代中后期发展起 来的基于实测位移反演岩石力学参数和初始地应 力的方法，他是逆向思维在岩石力学研究中的一 次成功应用。反分析法得到的参数作为在同一模 式下正分析的输入参数而大大图高了分析结果的 可靠性。但他也从在一个弊端，参数反演并没有 解决如何辨识与确定合理模型的问题。到目前来 说，对线性问题的反分析是成功的。但是对于非 线性的岩体，由于它具有加载途经性，反分析的 解往往不具有唯一性，这也是反分析需要解决的 一个关键问题。只有给定的模型能够更好地反映 岩体的真实力学行为，不管对参数反演的结果还 是在参数反演的基础上作正演会具有更好的效果。

岩石力学的研究方法石采用科学实验， 理论分析与工程紧密结合的方法。传统的 岩石力学分析方法无论是理论分析方面还 是数值分析方面方法都是一种正向思维或 者是确定性的思维模式，这是牛顿时代的 一种思维模式，也就是从事物的必然性出 发，根据试验所建立一种模式处理本构关 系，在一种特定的很有限的条件下进行求 解。他如果反映在参数的研究上就是取样、 建立试验、测定以及结果的分析等；若反 映在模型的研究是就是根据已有的公式、 定理或者理论再加上特定条件下的一定假 设通过推演得到结果 。
二、岩石力学在我国的前期历史
岩石力学作为一门专门学科在我国起步较晚， 尽管我们的祖先曾经创建过震动全世界的工程建设， 如岷江都江堰、自贡深达数百米的盐井、万里长城 等。但是，由于我国长期处于封建专制制度社会， 束缚了生产力的发展，也限制了岩石力学的发展。 20世纪50年代以前，我国没有一个岩石力学实验室， 只是把岩石看成是建筑材料，与混凝土一同规划在 材料实验室，简单地测定岩块的一般物理力学指标。 50年代后，随着我国国民经济建设的蓬勃发展，尤 其是在坝基、隧洞和边坡的开挖中遇到的岩石力学 问题越来越多，岩石力学才在建设中引起了重视。
四、岩石力学的一些发展展望 经济的发展使得城市建设、交通运输过程、能 源开发、矿产资源勘探开发等对地下工程的开发越 来越重视，所涉及的岩石力学也更复杂。例如，我 国三峡工程大坝高度180米，装机容量1768万KW， 为当前世界上最大的岩石建设工程；

澳大利亚大型露天矿的最终开采境界 达到10-20KM2,矿石产量达到60008000万吨/年；南非地下黄金矿山的开采 深度已达4000M，我国一些有色金属矿山、 黄金矿山和煤矿的开采深度也已超过 1000M；日本清函跨海隧道长达53.85KM； 已建成的英吉利海峡隧道长达50KM，拟建 成的美俄海峡隧道，穿越白令海峡，总长 90KM
岩石力学在岩体工程中的应运主要有以下几个方面： ① 地下峒室围岩的稳定性研究。包括地下开挖 引起的应力重分布、围岩变形、围岩压力以及围岩 加固等理论和基础。 ②岩基的稳定性研究。包括在自然力和工程力 作用下的岩石基础中的应力、变形、承载力和稳定 性的理路与技术。 ③岩坡的稳定性研究。包括天然斜坡与人造边 坡的稳定性，岩坡的应力分布、变形和破坏，岩坡 的失稳等理论和技术。