第一章绪论第一次课

岩石力学人类与岩石我们的生活、工程等一系列活动都与岩土有关。我国古代科学家认为，金、木、水、火、土“五行”是人类赖以生存和发展进化的最基本的物质条件。而“五行”之金与土，狭义地可以理解为岩石与土壤。人类最早的岩石工程活动源于采矿和土木建筑。在现代社会中，以岩石作为工程对象的有地质、采矿、石油、水利水电、交通、国防等部门。研究对象岩石力学是研究岩石的物理性质及岩体的强度、变形和稳定性的一门科学，岩石力学研究的目标是认识岩石、利用岩石、保护岩体和有效地破碎岩石。所以，我们经常把岩石和岩体在一起进行研究探索，把岩石力学和岩体力学做为一个学科。把以岩石为对象的工程活动称为岩土工程。岩石力学发展趋势岩石力学的发展趋势主要表现在：1）向深层发展2）向细观、微观研究发展3）向环境科学渗透1、岩体力学与材料力学、弹塑性力学和流变力学等有着纵向联系。人们运用这些理论使岩体力学得到发展。2、岩体工程的围岩赋存在一定的地质环境之中。因此，岩体力学与工程地质学、构造地质学和地质力学有着十分密切的联系。3、岩体力学是为解决岩体工程中的力学问题服务的，这些工程学科包括：采矿和其它地下空间工程、交通工程、水电工程和基础工程等。因此，岩体力学是各种岩体工程学科的专业理论基础。岩石岩体力学与其他学科的关系岩石岩体力学

ROCKMASSMECHANICS专业基础课2001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。岩石岩体力学2000年4月6日武汉烽火村乔木湾发生地面塌陷，4小时内发生大小陷坑19处，2栋楼房塌进陷坑，16栋楼房不同程度开裂、破损，为1977年来武汉市内发生的6起塌陷中规模最大的一次。岩石岩体力学2000年4月9日20时在西藏易贡发生巨型滑坡，历时10分钟，滑程8公里，滑体3亿方，堵塞了易贡藏布河道，形成15平方公里的湖区，使4000多人被困，直接经济损失达1.4亿多元，危及318国道通麦大桥。岩石岩体力学1980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。岩石岩体力学1985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。岩石岩体力学在兵书宝剑峡出口，新滩的对面是链子崖危岩体，近于直立的陡崖为与长江近乎平行的十几条裂缝所切割，导致岩体“摇摇欲坠”，对长江航道构成严重威胁。岩石岩体力学

CH4

TreeTreeHouseBuilding2FactoryTreeTreeCH4开采沉陷突水事故突水事故瓦斯抽采瓦斯事故顶板事故采矿引起的生产和环境问题人类承受了太多太多的灾难……工程活动无休无止……岩石岩体力学。。。。。。。。。国防军事能源开采城建工程水利工程交通工程三峡工程岩石岩体力学如果展有科经学的惭利用景和开荐发，希地球吊可以甚成为苍我们码生活桃的美霞丽家垂园；保如果爪不善殃加保艘护和艇利用灵，地欢球也冤可以翅成为副埋葬娘人类瓣的坟赔墓。地球影表层眉为岩垮体、会土体掏所覆找盖，赢人类型生活泊所依闷托的呜几乎蓬为地光壳表看层的蜂岩土风体。粥要想去科学毯的利安用、姑开发拆、保带护地都球，显我们垦必须提首先供掌握磨岩土滤体的讯性质嘉，尤拣其是藏它们祸的力连学性立质，授因此颗我们融就有航了—李—《岩石赢（岩体）力学守》岩石岩体障力学第一薪章菊绪轰论第二合章戴岩侍石的娇物理盾力学强性质第三谷章充结猎构面呆的力供学性摩质第四章岩体治力学赞性质视及其成分类第五马章岩体局初始块应力黑及其连测量第六激章傲岩石湾的本钉构关加系与姐强度俯理论第七疏章岩石地地下旋工程第八保章专题岩哑体定力款学牧授雁课庭内概容课程挥教学静基本笨要求1)斗．课玩程重叮点：岩石稿的基钩本力梨学性须质及抽其实查验研平究方据法、恐岩体佛的质拥量评黑价及饺其分浮类理此论方来法、扛地应旬力及年其测痛量理素论和期方法江、岩置石的泥流变香理论答和强塞度理盼论、侍岩石扛地下绘工程炊、岩缴石边荡坡工迎程。2)质．课豆程难肾点：岩石注的流变帽理论丑和强兵度理舌论、节理陪面的集力学辣性质，岩询体工炮程分详析评尖价理贞论和驶方法评。3)俱．能他力培改养要缠求：岩石赶力学押的实验瞎技能，岩屯石力蛙学的研究辽方法，地灾下工依程和蹄边坡态工程乒中岩单体稳定苹性的蕉分析伤评价及加固沟处理理论瞒和方净法。第一燃章御绪乞论本章漆内容隔：一、岩石划和岩焰体二、岩体潮的特压征三、辅岩体并力学滋的研删究内毙容和戴研究叙方法四、归岩体绘力学心的产痛生及夏其发碗展五、萌采矿复工程卖中岩引体力旱学的档特点六、神岩体魄力学朗与其能他学扭科的滑关系第一渗章造绪拐论本章绢的重斧点：1、腊岩石念与岩耗体的定义重及界定蚁；2、邮岩体乏力学拼的研潜究任背务与钞内容划，岩植体力言学的战研究您方法轮。关键劈燕术语鸟：岩石亲；岩骑体；屠岩体解工程乱；稳晨定性要求胞：1、友必须妄掌握谜本课汽程重弹点内否容；2、柜了解监岩体广力学稍的发贼展简停史以雕及岩省体力桨学在买其他勇学科晨中的巧地位叫。岩石映力学网的两哀个定撇义1）需19释66庆年，螺美国沙科学叉院造岩石烫力学购委员贡会铜对岩亭石力顿学给请予以忽下定财义：岩石谜力学宅是研存究岩塞石的我力学听性状椒的一折门理泥论和扬应用滑科学根，它感是力挤学的味一个扯分支工，是拌探讨歌岩石纸对其教周围傻物理蚂环境疑中力蚁场的标反应争。这一粥定义雄是从涝“材扑料”井的概馅念出妙发的拦，带艇有材引料力向学或框固体泳力学好的深喷深烙理印。认识敏有了臣突破嗓。首先畜，不能韵把“稠岩石僻”看脊成固节体力配学中峡的一吩种材腾料，固所有谨岩石叶工程荒中的喉“岩衬石”惜是一梯种天响然地亭质体花，或避者叫税做岩次体，姐它具舟有复何杂的惑地质水结构填和赋各存条圆件，贷是一捏种典货型的“不花连续环介质秃”。其次听，岩体遮中存摩在地应感力，它离是由犹于地寻质构溪造和裂重力旋作用舒等形凶成的碑内应错力。千由于各岩石竟工程嫂的开颗挖引菠起地武应力惩的释裂放，员正是怜这种雾“释慢放荷便载”疮才是熟引起这岩石肥工程烤变形校和破诵坏的献作用涉力。2）僻19践98疲年，显中国咐科学凤院院疲士王拾思敬涉教授末在中吼国岩谨石力妖学与矛工程为大会猎上提锐出岩狂石力缴学新鹿定义略：岩石厅力学薪是一厌门认征识和服控制匹岩石鹊系统府的力截学行勺为和恳工程较功能偶的科疗学。岩石组力学畏的研利究思追路和疏研究蚊方法稼与以乡丰研究胸“外附荷载复作用暑”为胳特征滔的材刃料力台学、梅结构丢力学孤等有像本质斥的不敞同。一、岩结石和岩体岩石是在循一定唇的生欢成条稠件下己，具弓有一支定的坛矿物拿成分眉和一联定的狐结构系、构咳造特今征的与地壳柴的组棍成材闲料或腐物质宿。是啦各种碰裂隙榴切割伶而成知的岩怀块，直又称结构萍体。岩体是个垮地质胃体，稀它包俗括岩吴石和鄙各种霜地质射构造搬形迹胜，如义节理起、裂鲜隙、快褶皱挎等结团构面滩。岩馅体就烧是岩宇石和陕这些妹结构违面的贡统一停体。岩石茎和岩练体是液既有件区别势又互内相联哨系的抹两个疾概念蹲。岩肝石是李岩体陆的组筋成物律质，免岩体欲是岩否石和烛结构棚面的刷统一芳体。二、肆岩体大的特讨征1、岩体寺是非冠均质美各向从异性铺的材谨料。2、繁岩体滥内存椅在着悟原始派应力钉场。主要袄包括荒重力摘和地知质构植造力未，重骗力场滩是以宅铅垂煌应力破为主末，构戒造应压力场竞通常盖是以股水平犹应力涉为主岛。3、早岩体岸内存瞒在着送一个赴裂隙扔系统烂。岩体旱既是才断裂旨的又瘦是连盒续的混，岩谅体是些断裂狼与连境续的玻统一缺体,可称喉之为考裂隙廉介质愈或准爬连续故介质脚。当磁岩体暗应力搁超过敢其强你度时活，就税会使废原有偿断裂牧进一笛步扩斧展，乓形成僵新的听断裂惨。而窑旧断窄裂的栏扩展纸与新钳断裂睡的形泻成，戚又均毫会导怒致岩爆体内塞的应缩慧力重软新分索布。岩体尿既不林是理纤想的李弹性烧体，炊也不病是典妖型的迅塑性甜体，址既不股是连北续介亏质，定又不击是松酿散介录质，令而是勿一种壶特殊寻的复荣杂的刘地质敲体，誓这就愚造成敌了研勿究它曲的困勇难性暖和复自杂性录。因阴此，埋只用胸一般草的固炭体力睛学理药论尚垄不能洞完善赠解决象岩体脚工程虹中的好所有问题。二、播岩体坟的特弓征岩体积力学况的分砍支学诉科工程写岩体沉力学——喘为各肺类建放筑工泪程及含采矿淹工程迹等服备务的探岩体恐力学趣，重叙点是累研究新工程焦活动敬引起蜘的岩正体重概分布幅应力位以及兽在这服种应屿力场塌作用厉下工侍程岩借体(话如边赔坡岩套体、面地基毅岩体懒和地道下洞添室围化岩等堆)的往变形客和稳勉定性诸。构造闯岩体伞力学——若为构说造地替质学剖、找裹矿及税地震杜预报鲁等服旧务的施岩体负力学哗，重音点是府探索殿地壳办深部稿岩体么的变舌形与乐断裂合机理宏，为苦此需播研究民高温叙高压年下岩掏石的群变形写与破诱坏规看律以猴及与小时间烤效应按有关帆的流应变特片征。破碎难岩石律力学——策为掘船进、吹钻井腐及爆瓣破工吊程服厅务的吴岩体停力学李，主熊要是喇研究返岩石甘的切拴割和发破碎钥理论右以及株岩体闷动力骆学特羞性。三、研忍究内也容与灰研究舅方法1.奥研究瓜内容以边代坡为某例第一巷章骄绪聚论岩石岩体权力学边坡短岩体聋力学丢研究籍框图边坡集岩体色地质孙特征（地层舰、岩焰性、造结构嫂面特伤征及拆分布模、地吩下水理等）岩块阶、结拦构面败力学扣性质（室对内试盼验：侦求变皮形、撇强度许参数给）应力豆条件（建接筑物彻作用挂力、乡丰天然杜应力弃、水浸压力煤、地灵震力肥等）地质朽模型塘建立（平断、剖银面图室）岩体朝力学踪蝶性质造，力作学参疮数（现扬场试坝验、赶模拟垄试验后）开挖绩后的拿重分宾布应碎力、纠大小力学笔模型惯建立（介特质模易型、出应力崖、岩打体力缺学参愤数、母变形厘破坏转机理胡….驾.）稳定丙性分损析计蹦算（刚畜体极川限平井衡理见论、源有限兄元…仿..端）综合搁评价工程刮设计演要求工程惑设计处理廉方案壁或修皇改角施工安全亏系数稳定披、合抖理不稳舒定、屡不合召理工程律地质忙研究倒方法试验锐法数学多、力蜻学分蓝析法综合惑评价印法研究但方法匙：实验廉、理材论分地析与印工程避应用烈相结温合实验室内野外岩块在（拉狠、压艰、剪铺…）模拟位移应力压力收敛斯（表责面位肢移）应变绝对舱位移悲、相花对位损移（恩内部贪）理论连介非连伴介数值肠方法有限积元离散详元DD议A2.脖研究色方法工程绪地质亭研究复法研究疯岩块录和岩座体的练地质众与结伏构特瘦征，怎为岩净体力差学的膝进一笼步研挤究提仅供地抽质模叮型和凳地质临资料试验锋法为岩焰体变卸形和耳稳定穗性分予析计春算提磁供必下要的弟物理乘力学蔑参数数学兄力学疾分析材法通过摩建立傍岩体局力学领模型漫和利筑用适鸭当的驻分析腰方法页，预灰测岩倦体在携各种反力场功作用任下的度变形豆与稳期定性鸦，为烫设计欺和施划工提孟供定穿量依刃据综合摩分析士法采用债多种筐方法茂考虑鸟各种趴因素(包括释工程伏的、脖地质比的及工施工澡的等)进行绕综合朴分析拳和综纺合评形价，跌得出忘符合夺实际烛情况台的正并确结腐论第一勒章揉绪折论岩石岩体鲁力学四、岩证体力摸学的唤形成含与发嫂展1.墓形成娱历史19旦51宇年，搬在奥担地利很创建房诚了地模质力喜学研悦究组符，并画形成弓了独戚具一耕格的润奥地泉利学间派。同年踪蝶，国思际大雾坝会叮议设堵立了蜡岩石嚼力学丈分会雨。19夏56幕年，刊美国带召开廊了第珠一次顷岩石叹力学耀讨论冬会。19第57达年，杂第一惰本《明岩石沾力学吓》专应著出兄版。19惑59延年，态法国耍马尔糠帕塞弊坝溃巷决，应引起箭岩体捏力学须工作糟者的先关注康和研揉究。19伴62铅年，它成立忧国际制岩石语力学纺学会追(I价SR秒M)屠。19抖66横年，区第一兽届国床际岩什石力洞学大鸭会在贸葡萄烫牙的视里斯刮本召跳开。第一悼章候绪滨论岩石岩体揭力学岩石拜力学疾发展恨历史除概貌（1）巨初始跃阶段容（1钥9世语纪末适~2励0世鼻纪初项）：伪萌芽若时期产生漏了初闷步理芳论以铃解决普岩体躲开挖是的力硬学计闯算问递题。19烫12绍年瑞姿典地烟质学苏家周海姆勾(A赢.H炼ei舅m)熄提出架了静水圆压力诱的理涛论。19朗26乳年苏井联学言者柴金尼替克(夹A.略H.晒Ди脑нн山ик幼)基瞎于弹堵性力嗽学理事论提沟出了厉只有延垂直兔压力省等于H，凳而水购平压牙力应篮为H乘等一个侧压商系数，即议λH。由于虎当时踪蝶地下点岩石帖工程节埋藏体深度棒不大灶，因按而曾贝一度塌认为洪这些复理论扣是正自确的甜。但革随着喷开挖和深度魔的增篮加，愿越来绘越多息的人习认识脆到上磨述理项论是季不准株确的钥。（2承）经迫验理薄论阶般段(班20裂世纪呼初~阿30公年代球)：突经验俘散体说地压桐理论该阶坟段出惹现了递用材料牛力学和结构喘力学的方厚法分撒析地条下工锤程的凉支护冤问题沫。最有呼代表复性的暂理论谦就是疏苏联傲学者宝普匠罗托惭吉雅礼柯诺庙夫（毯Μ.者Μ.Про缓то禽дь盈як店он吉ов病）提梁出的膜自然泉平衡屋拱学闸说，柄即普氏乱理论。太沙姓基（裕K.滨Te谨rz骡ah蹦i）希也提利出相惭同的厨理论础，只陡是他暂认为歪塌落铸拱的节形状剂是矩垃形，邮而不候是抛名物线峰型。普氏炊理论胖是相舒应于鸦当时韵的支压护型通式和功施工俗水平雁发展少起来网的。凯上述局理论距在一瞒定历杯史时炕期和蕉一定容条件缴下还影是发欢挥了很一定灿作用嫩的。（3滤）经滨典理搅论阶胸段（物20伟世纪磁30荡年代存~6犹0年茂代）这是鱼岩石险力学聋学科棉形成敬的重怪要阶涂段，染弹性征力学岔和塑殃性力改学被广引入浩岩石沙力学错，形惰成围岩披和支杯护共舒同作疼用的赢理论。标液志岩狼石力闭学已塑经形烦成了皇一门败独立裂的学翁科。在经张典理罪论发届展阶美段，距形成粪了“连洲续介趴质理乞论”和“地骗质力刊学理静论”两大妙学派使。连续由介质循理论屡是以冻固体释力学彩作为估基础钢，从畜材料理的基奶本力源学性桨质出螺发来弦认识雄岩石排工程第的稳转定问马题。20订世纪冠30营年代宅，萨森文（电Ρ公.Η选.САΒИ辱Н佩）就疾用无沾限大览平板伙孔附飘近应还力集煤中的陕弹性地解析芒解来贵计算发分析业岩石瓦工程脑的围陆岩应弄力分锅布问权题。20楚世纪反50俗年代调，鲁甲滨湟兔特（锋Κ.屯Β.亭Ρуппен睁ен确ит恋）运微用连延续介溜质理弯论写闸出了受求解拣岩石泼力学忘领域反问题羡的系严统著意作。20序世纪蒸60负年代找，引圾入有灰限元漂、有茂限差坏分叛等数颂值计镜算。洒强调地应套力作用伶。连续乘介质座理论存在万的问俩题：1幕）边兵界加梨载－笑远处赴的位吵移大歌，而蓝开挖豆体内盗边缘摩位移先小。磨2）侵传统羞连续柏介质像理论黄过分粘注重丸对岩旁石“软材料靠”的孕研究听，追贴求准绸而又渠准的幼“本曲构关窗系”恰。3减）连拣续介彻质理降论的茎计算爆方法孙只适脏用于窄圆形统巷道禾。（3钩）经惩典理嚷论阶忙段（忆20验世纪贩30敢年代谱~6摄0年乏代）戚－续地质恐力学盼理论乐注重广研究地层绿结构与力学和岩稀石工管程稳螺定性欲的关备系。20独世纪洪20熟年代什由德刚国人情克耻罗斯待（H奔.C着lo惠os鲁）创依立起逃来的把。该块理论观点催：1）杀反对缸把岩虎体当逼作连将续介茫质简筒单地皆利用夜固体乱力学灯的原杀理进遗行分木析；夸2）绿强调饥要重押视对技岩体枣节理荐、裂现隙的鞭研究挤，重捏视岩窄体结迫构面凶对岩桑石工川程稳绒定性姑的影沙响和超控制搅作用宜。19娇51穷年6唉月在在奥地未利成底立了捕以斯秀梯尼裳（J遭.S臣ti瓶ni腰）和斑米勒衫(L少.M萌ül矮le辫r)稠为首猪的“捏地质内力学奔研究疾组”愿，在家萨尔绝茨堡简举行透了第叨一届麦地质泼力学橡讨论亲会，虾形成污了“利奥地脑利学岩派”环。最重蜘要贡续献：1）出必须饭了解兄地应轮力，赤2）率开挖开后岩度体的按力学慎强度继变化妄，3卡）节连理裂系隙对始岩石清工程乓稳定晚性的悠影响嗽，4陷）重绿视岩干石工彻程施垦工过声程中肝应力功、位据移和复稳定梅性状历态的退监测踩，这判是现泽代信息迈岩石抢力学的雏脚形，音5）搁重视取支护予与围煌岩的间共同挪作用影，提贺出了争著名躺的“新皱奥法掠”，该恼方法菌特别航符合厉现代结岩石喉力学小理论仙，至行今仍怖被国蜜内外跟广泛桥应用丑。3）钥经典淘理论迎阶段垃（2滴0世董纪3毛0年西代~诉60勿年代翁）－续19伞62扣年1鸣0月杰，在波第1目3届篮地质迎力学时讨论甲会上命成立踩了国际公岩石瞧力学厚学会，米御勒担箱任第菌一任乱主席掏。19葱66年.9旧葡萄佛牙里尽斯本乎（1榨）；19兴70撒.9骗贝尔同格莱拒德（过2）疯；1挑97鞠4.梢9美恒国丹押佛（阁3）宪；19庙79层.9山瑞士魄盟特小诺（赖4）灰我国通第一烧次参敲加；19睛83到澳大磁利亚毕墨尔机本（里5）……20把03越.9太南非御约翰遣内斯带堡（敲10制）；20园07沃.7英葡萄书牙L核is音bo炸n(仪11星)；20宁11颤中国搂北京瓦（1士2）地质等力学神理论哪的缺陷感：1）缸是过首分强忠调节搅理、饱裂隙坟的作磁用，下过分团依赖展经验房诚，而误忽视厉理论渔的指棚导作恰用。散2）伸该理俯论完畏全反涝对把丢岩体探作为区连续唤介质愉看待膨，也扰是不惜正确披的和露有害临的，菊这种骂认识挠阻碍跳现代模数学仁力学丢理论近在岩党石工扛程中毫的应剖用。（4聚）现慰代发事展阶梢段（拣20戴世纪危60支年代夹~现母在）吹：理移论和爱实践蔽的新敞进展破阶段此阶旧段主青要特害点是积，用肿更为菊复杂安的多呆种多攀样的惨力学磨模型削来分纷析岩铲石力诱学问卡题，多学哄