试论我国岩石力学的研究现状与发展动向
岩石力学与地震动力学研究现状及未来
岩石力学与地震动力学研究现状及未来地震是极具破坏性的自然灾害，而地震的发生和发展受到地震波传播和反射的影响，在地震工程学领域，研究地震波对建筑物、桥梁、隧道等工程设施产生的影响是十分必要的。
岩石力学与地震动力学就是这方面的重要分支之一，它关注的是岩石中物理力学变化的连续性及其与地震波动力学的相互作用，研究岩石中断裂和破坏机理以及地震波在岩石中的传播规律。
本文将从现状、问题和未来发展三个方面，对岩石力学与地震动力学进行阐述。
一、现状1、研究方法多元化岩石力学与地震动力学的研究采用了多种方法，包括了现场实验、室内试验、分析计算等多项技术手段，结合了物理、力学、地学、数学等多学科知识，为理解岩石和地震现象提供了有效的途径。
例如，地震断裂力学、地震波传播模拟等方法已经成为岩石力学与地震动力学研究中重要的手段。
2、研究受社会关注随着地震时有发生，人们对于地震的研究和防范也越来越重视，岩石力学与地震动力学研究的目的也逐渐从基础研究转向了应用研究。
如地震波的数值模拟和建筑的抗震设计研究等，这些应用研究的成果也能够为社会的安全保障作出贡献。
二、问题1、研究成果难以应用岩石力学与地震动力学的研究面临的主要 challenge 是研究成果难以直接应用于实际中，如何将理论研究与实践结合起来是关键所在，需要在研究中不断探索新的应用方向和方法。
2、研究领域局限性大岩石力学与地震动力学研究领域大多局限于地质体的力学特性和构造，由于缺乏对地质体的完整认识，不同地区对于地质体的分类和研究方法也不尽相同，因此需要不断探索和创新，丰富其研究领域。
三、未来1、多领域交叉未来的岩石力学与地震动力学研究必须要更加跨学科、更容易推广应用。
在研究中，需要与工科领域、气象科学、数学、实验和测量等领域达成跨学科交叉合作，关注的不再是某一领域的问题，而是面向更多的社会问题进行深入研究。
2、数据智能化技术的不断进步将会为岩石力学与地震动力学的应用研究提供更多的可能性。
岩石力学研究最新进展报告
岩石力学研究新进展报告姓名： XXX学号：XXXXXXXX专业：岩土工程岩石力学研究新进展报告1 引言时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。
这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。
下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。
岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。
岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。
岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。
岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。
另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。
岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。
这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。
目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。
基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。
本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。
由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。
浅谈我国岩体力学问题的现状和发展
浅谈我国岩体力学问题的现状和发展作者：秦明泽来源：《商情》2012年第02期[摘要]本文描述了中国岩石力学在土木工程、地质工程、采矿工程、水利工程、交通工程等的领域出现的应用，同时应用所学的岩体力学知识探讨和处理这类问题的一些现状和特征。
对于岩石力学的发展给出了简单设想。
[关键词]岩石力学现状发展1岩体力学的时代背景岩体力学是介于地学与力学两门学科之间的边缘学科，虽然说不是一门系统的学科，但其能解决传统的土力学不能解决的岩石问题，因此它在各种工程的领域都有广泛的应用。
随着现阶段的矿山开采的智能化和集成化，处理岩体的问题越来越需要应用岩体力学的问题来完成设计和施工。
近几十年来，尽管国内的工程规模和复杂程度的不断加大，我国优秀岩石工作者经过不懈努力，已经累积了在复杂地质条件下修建多种岩石工程的丰富经验。
使得岩体力学的研究工作有了飞速的发展。
这为笔者对本文的编写提供了丰富的资料。
但是从总体上看，与国际先进水平相比，尚有一定的差距。
尤其在综合运用研究成果，并将成果转化为生产力产生效益这一方面，尚嫌不足。
并且不少岩体力学出来的新科研成果，未能充分应用于工程实践中去，发挥出更大的效益。
2我国岩体力学的发展历史和现状在新中国成立前，岩体力学研究基本上属于空白的。
尽管我们的祖先们曾创造过世界瞩目的工程建设，如长城和岷江都江堰。
但是岩体力学作为一门单独的学科进行研究还是相对起步较晚的。
在中华人民共和国成立之后，我国充分发挥社会主义制度的优越性，对岩体力学中的一些前沿课题，在全国范围内组织力量进行了一系列的科技攻关。
即便是在文化大革命期间，岩体力学业的研究工作遭受到极大的干扰，我国的科技人员仍然发挥自强不息的爱国主义精神，在很多的重点水电工程(如葛洲坝，刘家峡)、矿山(工程如金川镍矿)、铁路工程(如成昆线)，做出了突出的贡献。
并且在总结了一系列的成功的经验与失败的教训后，我国的优秀科研工作者解决了像葛洲坝和三峡坝区以及秦山核电站等重大的岩石施工的建设项目。
岩石力学研究的现状和未来
岩石力学研究的现状和未来引言岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩石的力学以及与力学有关现象的一门新兴科学。
它不仅与国民经济基础建设、资源开发、环境保护、减灾防灾有密切联系，具有重要的实用价值，而且也是力学和地学相结合的一个基础学科。
岩石力学的发生与发展与其它学科一样，是与人类的生产活动紧密相关的。
早在远古时代，我们的祖先就在洞穴中繁衍生息，并利用岩石做工具和武器，出现过“石器时代”。
公元前2700年左右，古代埃及的劳动人民修建了金字塔。
公元前6世纪，巴比伦人在山区修建了“空中花园”。
公元前613-591年我国人民在安徽淠河上修建了历史上第一座拦河坝。
公元前256-251年，在四川岷江修建了都江堰水利工程。
公元前254年左右（秦昭王时代）开始出钻探技术。
公元前218年在广西开凿了沟通长江和珠江水系的灵渠，筑有砌石分水堰。
公元前221-206年在北部山区修建了万里长城。
在20世纪初，我国杰出的工程师詹天佑先生主持建成了北京-张家口铁路上一座长约1公里的八达岭隧道。
在修建这些工程的过程中，不可避免地要运用一些岩石力学方面的基本知识。
但是，作为一门学科，岩石力学研究是从20世纪50年代前后才开始的。
当时世界各国正处于第二次世界大战以后的经济恢复时期，大规模的基本建设，有力地促进了岩石力学的研究与实践。
岩石力学逐渐作为一门独立的学科出现在世界上，并日益受到重视。
目前国际上已建和正建的大坝，最大高度超过300m，地下洞室的最大开挖跨度超过50m，矿山开采深度超过4000m，边坡垂直高度达1000m，石油开采深度超过9000m，深部核废料处理需要考虑的时间效应至少为1万年，研究地壳形变涉及的深度达50-60km，温度在1000oC以上，时间效应为几百万年。
今后，随着能源、交通、环保、国防等事业的发展，更为复杂、巨大的岩石工程将日益增多。
但是，国际上有许多工程由于对岩石力学缺乏足够的研究，而造成工程事故。
其中最著名的是法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝垮坝及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡。
关于我国岩土力学发展现状和动向的探讨
关于我国岩土力学发展现状和动向的探讨摘要：引入岩土力学定义，分别在计算方面和建立模型方面探讨了我国目前岩土力学的发展状况和提出发展中遇到的问题，通过举例说明各模型优缺点，并提出有效的解决措施。
最后规划了我国岩土力学的动向发展。
关键词：岩土力学、几何分形、模型、岩土Rock and Soil Mechanics on our development status and trends ofQin zongxingLi mingChen yanAbstract: the paper introduces the definition of rock and soil mechanics, respectively in the calculation and model of the rock and soil mechanics development condition and the present problems in development, illustrates the advantages and disadvantages of each model, and put forward effective measures. The final planned our country rock and soil mechanics of development.Key words: rock and soil mechanics, geometry model, fractal, rock and soil1. 引言岩土力学课程是土木工程岩土专业的一个分支，它是一门十分重要的技术基础课。
它主要包括学习岩土力学的基本理论，知道岩土的物理力学性质、强度变形计算、稳定性分析、挡土墙及基坑围护的设计与计算、地基承载力等岩土力学基本理论与方法。
结合有关交通土建、建筑工程、土木工程的理论和施工知识，分析和解决岩体工程及地基基础问题。
岩土工程师专业辅导：岩石力学研究的现状和未来（14）
近年来，科学家正在探索使⽤“氦－3”同位素热核反应堆发电，这种反应堆不会产⽣放射性污染。
但在地球上，“氦-3”储量不⼤，估计只有20吨，，⽽在⽉球表⾯储量可达百万吨以上。
开发⽉球资源将成为解决地球能源危机的⼀个新途径。
7）潮汐能作为⼀种清洁、可再⽣的“蓝⾊能源”，潮汐能的开发利⽤⽇益受到⼈们的重视。
据科学家估计，地球上潮汐能的发电量⾼达90万亿kW。
⽬前，美国、⽇本、印度等已建成⼏⼗座潮汐电站。
到20世纪末，全球潮汐发电总容量约为620万kW。
我国海岸线长达18000余km，潮汐能源达1.9亿kW，可开发装机总容量为2179万kW，年发电量可达624万kW·h，可供开发200kW以上的潮汐港湾424处。
为解决沿海地区能源短缺，保护⽣态环境，我国已将潮汐能开发列为重点项⽬。
的潮汐试验电站是浙江江厦潮汐电站，共有5台机组，总容量为3200kW，年发电量1100万kW·h。
尽管潮汐能的发电成本较⾼，仍有巨⼤的开发前景。
随着21世纪海洋⾼科技的飞速发展，潮汐发电将占更加重要的地位。
我国在“数字地球”⽅⾯，有⼀定的基础。
1999年11⽉在北京成功地举办了“数字地球国际会议”（ISDE），影响深远。
数字城市的进程也在加速。
近来，我国还开通了《中国信息》(China Info)络，实现了科技期刊编辑、出版、发⾏⼯作的电⼦化，推动了科技信息交流的络化进程，许多期刊已经⼊。
但在岩⽯⼒学领域，尚处于发展中阶段。
今后，除应加强通⽤技术，如电⼦通信（E-mail）、热线电⼦通信（Hot-mail）、主页（Homepage）、内部络（lntranet）、外部络（Extranet）外，还要根据岩⽯⼒学的特点，建⽴⼀套适合国情的数字化信息络，如远程规划、远程咨询、远程教育、远程设计、远程施⼯、远程监理，促进信息交流、资源共享与优化配置，并将它有机地汇⼊“数字地球”系统之中。
8）热⼲岩发电技术在地壳浅部的某些构造部位，埋藏有热⼲岩（HDR，Hot Dry Rock）。
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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概括来讲 ， 岩石力 学的发展进程可划分为 ４个阶 段： ２ ０ 世纪以前 的初始阶段 、 ２ ０ 世纪初 至 ３ ０ 年代的经
验理论 阶段 、 ２ Ｏ世纪 ３ ０ ￣６ ０年 代 的经典 理 论 阶段 以及 ２ Ｏ世纪 ６ Ｏ年 代 至 今 的 现 代 发 展 阶段 ， 在 现 代 发 展 阶
岩石流变和断裂试验等 ； 三峡与其它重大岩石工程的开
工建设 ， 对 岩石力 学特性试验提 出 了更高 的要求 ， 进行 了
和施工都要求深人 、 系统地研究岩石的变形性状、 破坏 机理 及其力 学模 型 ， 从 而在工 程设计 中预测 岩 石工程 的 可靠性和稳定性 ， 并使工程具有尽可能的经济性 ， 这些
术、 多媒体技术等计算机技术应用到岩石力学的各个方 面， 并取 得 了显 著 的成果 。 目前， 计算机人工智能技术在我 国进入 了实用 阶 段， 其中首先在我国发展起来的是人工智能专家 系统 ， 其最早在岩石力学中的应用是岩体分类专家系统 ， 随
１ ６ ２ １ ． ３ 岩 石损伤 力学研 究
西部探 矿工 程
２ ０ １ ３年第 ２ 期
来越受 到广泛 的青睐 ， 目前 ， 许 多学 者 已把 人 工 智 能技
岩石损伤力学研究 的重点是建立损伤变量和损伤 扩展之间的本构关 系， 自从扫描电镜技术引入岩石损伤 工作 。
许 江等采 用带有 加 载装 置 的光学 显微 镜 进 行 了砂 岩 在 不 同加载 阶段 的损伤裂 纹分析 ； 孙 钧等采 用带有 微 型加 载装置 的扫描 电镜对 岩石 的微损 伤扩展 进行研 究 ， 并 用 于三峡船 闸高 边坡 闪 云斜 长 花 岗岩 的 损 伤扩 展 分 析 。 这 些研究 有力地 推动 了岩体损 伤力学 的发展 ， 特别是 对
岩石力学是近代发展起来 的一门新兴学科 ， 也是力
学 和地学相 结合 的一个 基础 学科 。过去 ， 工程 中遇 到的
岩石力学试验 是岩 石力 学发展 的基 础 ， 它包 括实验
室岩石力学参数的测定、 模型试验 、 现场岩体的原位试验 及监测技术 、 地应力的测定和岩体构造 的测定等。随着 试验设备和技术手段的提高， 岩石力学的试验水平有了 较大的发展 ， 如常规 的单轴拉伸、 压缩试验、 岩体弱面直
的任务， 从而也大大促进了岩石力学 的发展。下面拟对 我国岩石力学的研究现状与发展动向做简要的阐述。
１ 岩 石力 学 的研 究现 状
岩石力学本构理论是建立岩石力学物理模拟、 数值
模拟与计算分析的基础， 是进行岩石力学理论研究的核
心 问题 。在宏 观唯象 学基 础 上 建立 起 来 的 岩石 弹 塑性
段， 各种复杂力学模 型应用于岩石 力学 问题 的分 析研 究， 力学、 物 理学 、 系统 工程等 学科最 新研究 成果 已成 功 引人岩石力学 ， 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、 人工智能、 分形理论等在岩
石力 学 的应 用提供 了可 能 。下 面对 我 国岩 石力 学 的研 究 现状 做简 要 的分 析研究 ： １ ． １ 岩石 力学性 质 的试 验研 究
力学 中的应用等方面对我 国岩石力学的研究现状进行 了分析研究， 并进而对我国岩石力学发展 的新
动 向进行 阐述 。
关键 词 ： 本构 理论 ； 数 值计 算 ； 计 算机技 术 ； 环 境岩 石力 学 ； 地 下工程
中图分 类号 ： ＴＵ４ ５ ２ 文献标识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ Ｏ ０ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） Ｏ ２ 一Ｏ １ ６ １ 一Ｏ ３
２ ０ １ ３年第 ２期
西 部探矿 工程
１ ６ １
试 论 我 国岩 石 力学 的研 究现 状 与发 展 动 向
刘世安 ， 宋仕兵
（ 青岛地质工程勘察院， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ） 摘 要： 从岩石力学试验、 本构理论、 岩石损伤力学、 分形岩石力学、 数值计算方法、 计算机技术在岩石
材料和岩土材料能够普遍适用 。目前统一强度理论 已 在水 电站 地下工 程设 计 、 岩 土地基计 算 等一些岩 土工程
中得 到 了较 好 的应用 。
＊ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ７ — ０ ５
第一作者简介 ： 刘世安（ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 山东菏泽人 ， 工程师 、 博士 ， 现从事岩土工程 的勘察 、 设计、 施工 、 监测工作。
理论 、 流变学理论 以及损伤力学理论等， 在我 国得到不 断发展与完善。较有代表性的是郑颖人 、 殷有泉等对岩 石在三维应变空间的屈服面问题的研究 ， 提出了用应变 空间表述的岩石本构关 系， 使岩石 的应变 软化硬化 问 题、 弹塑性耦合问题等都能得到较好 的解决。俞茂宏提
出了双剪 强度理 论 和统一强 度理论 ， 认 为在主应 力空 间 屈服 面可 表达 为封 闭 的多边 形 ， 对 于 金 属材 料 、 混凝 土
巨大 的工程 建设 问题 ， 为岩石 力学提 出 了 日益 繁重 复杂
若干非常规的岩石力学特性试验研究 。另一方面， 近代
发展起来 的新 的试验 技 术 已不 断 的应 用 于 岩石 力 学领
域， 如遥感技术 、 激光散斑和切层扫描（ Ｔ ｏ ｍ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ） 等。
１ ． ２ 岩 石力 学本构理 论研 究
剪试验 、 三轴 压缩试 验 、 岩 石应 力应 变破 坏全 过 程试 验 、
岩石工程问题 ， 往往多凭经验解决 ， 但工程实践表明， 单 凭经验越来越难以适应 日 益发展的工程规模 和工程的 复杂性， 如高达数百米的大型露天高陡矿边坡或水坝、
大 的喀斯特 溶洞 、 深埋 洞 室 的高 地 应 力 问题 、 群 硐 围岩 稳 定性 分析 研究 、 核废 料 处理 等 ； 诸 如 此类 工程 的设计