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。
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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。