岩石力学-1绪论

岩石力学ROCKMECHANICS绪论Introduction主讲人：黎明镜1

岩石——人类最早接触和最早使用的材料。使用岩石材料的水平旧、中、新石器时代的标志磨制石器

2新世纪岩土工程的发展归根到底取决于人类对岩石或岩体的认知能力。对策不合理预案不及时支护不合理…认知不够岩体初始应力岩体受力范围岩石力学模型岩石力学参数…岩土工程失败

生命财产损失

32001年5月1日20点30分，重庆武隆县发生了一起基岩滑坡，造成79人死亡，摧毁9层楼房一幢。岩体力学41980年6月3日5点35分，湖北远安盐池河磷矿发生岩崩，摧毁整个盐池河矿务局，死亡284人。岩体力学51985年6月12日3点52分，由于后部岩崩加载，导致新滩滑坡复活。所幸的是由于预报准确，新滩镇全镇1371人全部安全转移。岩体力学61961年3月，湖南省安化县资水河谷的柘溪水库工程大滑坡，导致伤亡88人的特别重大伤亡事故，其中64人淹溺死亡（一说死亡70人），24人受伤。柘溪水库库区的地址条件十分复杂，在库区右岸的塘岩光地段是含粘土夹层的板岩，坡的节理倾向与岸坡坡向一致，向着库区；并且受到断层节理的切割，是极其危险的。1961年3月，库区已经连续降雨8天，与此同时水库初次蓄水到148m，淹没了岸坡的下部。造成库区的岸坡抗滑稳定性急剧下降7人类对岩石或岩体的认知不够岩土工程失败

知识点1岩石和岩体的区别与联系

提出问题

重点81.岩石和岩体的区别与联系

岩石

岩石是自然界中各种矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而形成的自然物体。一般而言，大部分新鲜岩石质地均较坚硬致密，孔隙小而少，抗水性强，透水性弱，力学强度高。引出定义岩体岩体是由岩石结构体和结构面组成的地质体。它经历过多次反复地质作用，经受过变形，遭受地破坏，形成一定的岩石成分和结构，赋存于一定的地质环境中。91.岩石和岩体的区别与联系

岩石岩石质地均较坚硬致密，孔隙小而少，抗水性强，透水性弱，力学强度高。两者区别岩体岩体中含有结构面，一般强度较低，抗水性弱，透水性强。岩石101.岩石和岩体的区别与联系

岩石是岩体的基本组成部分。岩石的力学性质对岩体的力学性质有很大影响，在某种情况下，岩石对岩体力学性质和力学作用具有控制作用。在岩石强度很高时，主要结构面的力学性质决定了岩体的力学性质。两者联系岩石岩石与岩体联系11岩石是岩体的基本组成部分知识点2岩体的特征

提出问题12有方向、延展较大，厚度较小的面状地质界面，包括物质的分界面和不连续面，它是在地质发展过程中，尤其是地质构造变形中形成的。2岩体的特征

两个要素结构面

结构体

断层节理层理片理裂隙被结构面分割而形成的岩块，四周均被结构面所包围，这种由不同产状的结构面组成切割形成的单元体称为结构体。块状柱状板状菱形楔形锥形13块状结构1层状结构2碎裂结构3散体结构4两种属性岩体常见结构类型2岩体的特征

不连续性

不均匀性整体结构514原始应力场复杂1裂隙系统的发育与扩展2岩石本身非理想弹塑性体3各向异性2岩体的特征

非均质各向异性非均质各向异性一般固体力学难以解决岩石力学工程问题，故衍生出一个新的学科15岩体复杂的特征导致新兴学科的发展知识点3岩石力学的产生与发展提出问题163岩石力学的产生与发展学科产生

工程需求力学和数学学科发展

学科发展

17岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4四个阶段3岩石力学的产生与发展18岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4第一阶段3岩石力学的产生与发展把岩体看成一种材料，按照评价材料质量优劣的标准，简单测量它的密度、容重、孔隙度、含水量等物理性质及简单测定它的抗压、抗拉、抗切等力学性质。并把材料力学中发展起来的连续介质力学直接用来分析岩石力学问题未认识到岩体的特殊性和复杂性，岩石力学等同于材料力学，解决实际工程问题主要靠经验。

19岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4第二阶段3岩石力学的产生与发展地质力学的岩石力学学派：认为岩体不是一块岩石所能表征的，岩石是地质体的一部分，它处于一定的地质环境中，在断层、节理等不连续面切割下形成的结构地质体工程岩石力学学派：以工程观点来研究岩石力学，偏重于岩石的工程特性方面，注重弹塑性理论方面的研究，将岩体的不均匀性转化均匀性的连续介质，小岩块试件的力学实验与原位力学测试并举。20岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4第二阶段3岩石力学的产生与发展地质力学过分强调节理、裂隙的作用过分依赖经验。这有碍于现代数学理论和数值计算方法在岩石工程中的应用。工程岩石力学学派，注重对岩石“材料”的研究，追求准确的“本构关系”。并且仅凭连续介质理论是不能完全解决岩石工程问题的。21岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4第三阶段3岩石力学的产生与发展岩体变形是由结构体（岩石的实体部分）变形和岩体结构面变形两部分组成，岩体结构面控制着岩体的变形。结构体的变形包括弹性变形和黏性变形，结构面变形包括闭合变形和错动变形。岩体结构是建立在结构分析和工程地质分析的基础上的，是上述提及两大学派的交叉，为完整的岩石力学理论体系的建立作出了重要的贡献。22岩石材料力学阶段1争鸣阶段2岩体结构力学阶段3现代发展阶段4第四阶段3岩石力学的产生与发展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。岩体结构是建立在结构分析和工程地质分析的基础上的，是上述提及两大学派的交叉，为完整的岩石力学理论体系的建立作出了重要的贡献。23岩石力学是多学科交叉而发展的知识点4岩石力学与其他学科的关系

提出问题244岩石力学与其他学科的关系工程力学

工程地质研究

渗透岩石力学是以工程地质研究为基础，运用工程力学的知识解决地质工程问题。25学科关系致密完整岩体

弹塑性力学分析

完整性较差的裂隙岩体

4岩石力学与其他学科的关系非连续/非均质各向异性体力学理论

含结构面的岩体

地质力学分析

风化严重的岩体

土力学分析

26岩石力学是多学科相互渗透知识点5岩石力学的研究内容及方法

提出问题275石力学的研究内容及方法基本原理实验工程应用岩石的破坏、断裂、蠕变及岩石内应力、应变理论等研究测定岩块和岩体在静