《岩体力学》课程教学大纲衡帅

1、岩体力学课程教学大纲课程编号：020050010总学时及其分配：总学时48；理论课48学时，实验0学时。学分数：3适用专业：采矿工程专业（煤及煤层气工程方向）任课学院、系部：能源学院 一、课程简介岩体力学是研究岩体（岩石）的物理力学性质及其应用的一门学科，是介于工程地质学和力学两门学科的边缘学科，应用性较强。岩体力学是煤炭开采、煤层气开发、矿山建设、土木工程、铁矿交通与防护等的理论基础，是采矿工程、土木工程、地质工程、交通工程、水利工程等专业的专业课。明确岩石（岩体）的物理力学性质等是煤炭、油气田开发等的理论基础，为学好专业课和解决有关煤炭开发、煤层气开发方案、瓦斯抽采等问题打好基础。二、课程

2、教学的目标通过本课程的学习，使学生掌握岩石变形、强度、初始应力特性以及岩石工程分类、地应力及其测量理论和方法等方面的基本理论和分析方法，在此基础上，使学生对岩石地下工程围岩压力与控制理论和方法、井壁稳定性、水力压裂等问题具有一定的发现问题、分析问题和解决岩石工程实际问题的综合能力。为后续相关课程的学习及进一步深造等打下必要的基础。三、课程教学的基本内容及教学安排1.第一章 绪论（4学时）教学内容：本章主要介绍岩体力学的定义、分支学科、研究意义、研究内容、研究方法、岩体力学的发展历史和发展趋势。教学目标：掌握岩体力学的研究内容、任务和研究方法。重 点：岩体力学的研究内容、任务和研究方法2. 第二

3、章 岩石的基本物理力学性质（14学时）教学内容：本章介绍岩石的物理性质，包括岩块的密度、孔隙性等；岩块的水理性质，包括岩块的软化性、渗透性、抗冻融性等；岩石的变形性质，包括单轴压缩下的变形特征及变形参数；岩石的强度性质，包括各类强度（抗压强度、抗拉强度等）的确定、性质与应用；岩石的蠕变性质及几种强度准则。教学目标：掌握岩石物理、水理性质指标的含义与确定方法、影响因素。充分理解岩石变形与强度性质的基本概念和研究意义，在此基础上掌握表示岩石力学性质的各种指标的含义与确定方法、影响因素。掌握几种常见强度判据的含义与表达式、曲线形式和使用方法。重 点：岩石的水理性质，包括岩石的软化性、渗透性、抗冻融性

4、等。岩石变形与强度性质的基本概念和研究意义，岩石的几种强度判据。难 点：一点的应力状态及强度理论3. 第三章 岩体的动力学性质（3学时）教学内容：岩体中应力波类型及传播、影响岩体弹性波速度的因素。教学目标：了解岩石的波动特性，掌握弹性波在固体中的传播的运动方程；重点掌握岩体弹性波速度的测定与分析，影响岩体波速的因素；了解岩体的其他动力学特性。重 点：岩体中弹性波的波速测试方法难 点：岩体中弹性波的传播规律4. 第四章 岩体的基本力学性质（8学时）教学内容：本章主要介绍岩体的物质组成、地质特征；结构面的分类及定量描述结构面的基本参数。结构面的变形性质,包括结构面的变形特征及变形参数；各种类型的结

5、构面的强度性质,包括各类强度（抗压强度、抗拉强度等）的确定、性质与应用。岩体的变形性质，包括岩体变形特征、变形参数、岩体原位测试；岩体的强度性质，包括各类强度的确定与估算。教学目标：充分理解岩石、结构面和岩体的基本概念，在此基础上掌握影响岩体力学性质的主要地质因素及结构面对岩体力学性质和工程稳定性的影响。充分理解结构面变形与强度性质的基本概念和研究意义，在此基础上掌握表示结构面力学性质的各种指标的含义与确定方法、影响因素。重 点：岩块、结构面和岩体的基本概念；结构面的分类、几何特征及指标的含义与确定方法；结构面面的变形特征及力学性质.难 点：结构面的力学性质及结构面对岩体力学性质和工程稳定性的

6、影响5. 第五章 工程岩体分类（4学时）教学内容：工程岩体分类的目的与原则，工程岩体代表性分类简介，我国工程岩体分级标准。教学目标：了解工程岩体分类的目的和原则；掌握工程岩体代表性分类方法；重点掌握我国工程岩体分级标准中的RQ和BQ分类方法，并能够学会应用。重 点：我国工程岩体分级标准中的RQ和BQ分类方法 难 点：我国工程岩体分级标准中的RQ和BQ分类方法6. 第六章 岩体的初始应力状态（学时：5）教学内容：岩体初始应力场及其影响因素，岩体初始应力场的分布规律，岩体初始应力的量测方法，高地应力地区主要岩体力学问题。教学目标：掌握初始应力状态的概念和意义、岩体初始应力场的计算，重点掌握初始应力

7、场的分布规律，两种应力场（自重应力场和构造应力场）的特征；并了解高地应力地区的主要岩石力学问题。重 点：初始应力场的分布规律，地应力的测试方法难 点：初始应力场的分布规律7. 第七章 岩体力学在洞室工程的应用（学时：8）教学内容：本章主要介绍深埋圆形洞室弹性分布的二次应力状态，深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态，节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力计算，围岩压力，围岩的松动压力计算，围岩的塑性形变压力计算。教学目标：了解岩体二次应力状态的基本概念，掌握深埋圆形洞室二次应力状态的弹性分布，深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态，节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力分析；重点掌握围岩压力、松散岩体

8、的围岩压力、塑性变形压力等的概念和计算；了解新奥法。重 点：深埋圆形洞室二次应力状态的弹性分布难 点：深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态8. 第九章岩体力学数值分析方法及研究展望（学时：2）教学内容：岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系；岩石力学试验与测试方法的进展；数值分析在岩石力学中的应用和进展。教学目标：了解岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系；了解岩石力学试验与测试方法的进展；掌握数值分析在岩石力学中的应用和进展，重点掌握有限元法的原理和应用的要点。四、本课程与其他课程的联系（先修后续关系）要求在学习本门课程之前，先学习普通地质学、构造地质学、材料力学和弹性力学。

9、五、建议使用教材与教学参考书教 材：岩体力学，沈明荣，陈建峰编著，上海：同济大学出版社，2015年8月，第二版主要教学参考书： 岩石力学与工程，蔡美峰主编，科学出版社，2002岩体力学刘佑荣、唐辉明，中国地质大学出版社，1999；岩石物理学，陈颙著 ，中国科学技术大学出版社，2009六、教学方法与学习建议（重点、难点及后续自主学习建议）课程采用多媒体教学；要求学生已学完材料力学和构造地质学等相关课程。采用启发式、互动式、讨论式和研究式相结合的教学方式。强调基本理论、基本方法的教授与实践能力培养并举。注重素质教育，培养创新型人才。但考虑到学科的特殊性，为了追踪学科发展的前沿，保持教学内容的先进性，需要年年更新或充实讲稿内容。（1）拓宽应用范围 （2）将新理论、新技术及时引入课堂 （3）利用现代信息技术，保持教学内容和教学方法的先进性。本课程教学的原则是：以大纲为指导、以