岩石力学基础教程 第2版-教学大纲

《岩石力学》教学大纲SyllabusofRockMechanics课程基本信息CourseInformation课程名称CourseName岩石力学RockMechanics开课学院School力学与建筑工程学院专业负责人MajorLeader单仁亮教授课程负责人TeamLeader侯公羽教授课程编码CourseCode学分Credits2总学时TotalHours32理论学时LectureHours30适用专业Audience土木工程、城市地下空间工程、岩土工程、地下工程、矿建工程、工程力学及其他相关工科专业授课语言LanguageofInstruction中文先修课程Prerequisite理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学课程简介CourseDescription本课程旨在系统地介绍岩石力学的基本概念、基本理论和基本方法，以及常用的实验、测试方法，培养学生独立应用岩石力学的基本理论知识分析、解决基本的岩石地下工程问题的能力。通过本课程的教学，达到以下课程目标：①掌握岩石力学的定义、研究范畴和内容、研究方法等；②掌握岩石的强度特性和常用的强度理论，掌握岩石的变形特性和本构关系；③掌握岩体结构面的力学特性、岩体质量评价与分类方法；④掌握岩石的基本流变特性，了解岩石流变模型的构建方法；⑤掌握地应力的概念、基本规律、常规测试方法；⑥掌握深埋圆形隧道围岩的弹性解和弹塑性解的力学规律，掌握古典地压理论、了解现代地压理论，了解岩石地下工程稳定与围岩控制的基本原理；⑦掌握边坡应力状态和失稳形态，了解边坡稳定分析方法；⑧了解智能岩石力学、细观岩石力学、卸荷岩石力学的基本概念。ThecourseofRockMechanicssystematicallyintroducesthebasicconcepts,basictheoriesandbasicmethodsofrockmechanics,andthecommonlyexperimentsandtestingmethodstotrainstudentsindependentlyapplyingthebasictheoreticalknowledgeofrockmechanicstoanalyzeandsolvethebasicproblemsofrockundergroundengineering.Theobjectivesofthecourseareasfollowed:(1)tomasterthedefinitionofrockmechanics,contents,andtheresearchmethodsofrockmechanics;(2)tomasterthestrengthcharacteristics,commonlystrengththeoryofrock,thedeformationcharacteristics,andtheconstitutiverelationsofrock;(3)tomasterthemechanicalcharacteristicsofrockmassstructuresurface,theevaluationandclassificationmethodsofrockmassquality;(4)tomasterthebasicrheologicalpropertiesofrockandunderstandtheconstructionmethodofrockrheologicalmodel;(5)tomastertheconcept,basiclaws,andconventionaltestingmethodsofgroundstress;(6)tomasterthemechanicslawofelasticsolutionandelastoplasticsolutionofsurroundingrockofdeepburiedcirculartunnel,theclassicalgroundpressuretheory;tounderstandmoderngroundpressuretheory,thebasicprincipleofrockundergroundengineeringstabilityandsurroundingrockcontrol;(7)tomastertheslopestressstateandinstabilityforms,andunderstandslopestabilityanalysismethods;(8)tounderstandthebasicconceptsofintelligentrockmechanics,microrockmechanics,andunloadingrockmechanics.一、课程目标（LearningOutcomes）课程目标毕业要求指标点目标1：掌握岩石强度和变形的基本概念、基本原理和方法。1.2（工程知识）能够将所具备的工程基础和专业知识应用于模型的推理、求解和分析；目标2：掌握深埋圆形巷道围岩应力的弹塑性解、围岩-支护相互作用原理。2.2（问题分析）能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理对复杂工程问题进行正确的表达；目标3：掌握地应力的估计方法、地压理论及岩石地下工程围岩稳定分析与控制方法。3.1（解决方案）能够针对复杂城市地下空间工程问题，综合运用专业知识和技术手段设计（开发）满足城市地下空间工程特定需求的体系、结构、构件（节点）或施工方案；二、教学内容（Topics）教学内容（章节）重点难点教学内容课程目标教学方法考核方式第一章概述岩石力学的定义、岩石力学性质的影响因素、地下工程的特点。1.1岩石力学定义1.2岩石力学的发展和概貌1.3岩石力学的研究范畴、内容、方法1.4地下工程的特点1.5岩石力学性质的影响因素、本课程的约定2讲授、研讨随堂提问、作业第二章岩石的力学性质岩石的强度特征及合适的强度理论；岩石的变形性质及其本构关系；2.1岩石的强度特性2.1.1岩块的强度2.1.2岩石的强度理论2.2岩石的变形特性2.2.1概述2.2.2单轴压缩条件下的岩石变形特性2.2.3三轴压缩条件下的岩石变形特性2.2.4岩石的本构关系6讲授、研讨随堂提问、作业第三章岩体的力学性质岩体结构面的力学性质；岩体分级方法及质量评价。3.1岩体结构面的力学性质3.2岩体的力学性质3.3岩体质量评价及其分类4讲授、研讨随堂提问、作业第四章岩石的时间效应与流变性质岩石流变的概念；岩石的流变模型与求解；4.1时间效应4.2岩石的长时强度4.3岩石的流变模型4讲授、研讨随堂提问、作业第五章地应力地应力的概念与基本规律；地应力的估算方法；地应力的实测方法5.1地应力的基本概念5.2地应力的变化规律5.3地应力的实测方法3讲授、研讨随堂提问、作业第六章地下空间开挖围岩稳定性分析巷道围岩应力弹塑性求解的基本假定与求解方法；地压理论；围岩-支护相互作用原理；岩石地下工程围岩稳定分析与控制。6.1概念6.2深埋圆形巷道围岩应力弹性解6.3深埋圆形巷道围岩应力弹塑性解6.4古典和现代地压理论6.5围岩-支护相互作用分析6.6综合法6.7岩石地下工程稳定与围岩控制6.8软岩工程6.9本章总结，讨论7讲授、研讨随堂提问、作业第七章岩石边坡稳定性分析边坡应力状态与分布；边坡失稳基本形态；边坡稳定分析基本方法；7.1概述7.2边坡应力状态7.3边坡失稳的基本形态7.4边坡稳定性分析方法7.5边坡变形破坏的防治2讲授、研讨随堂提问、作业第八章岩石力学研究新进展智能岩石力学的建模；开挖卸荷的实现条件；8.1智能岩石力学8.2细观岩石力学8.3卸荷岩石力学2讲授、研讨随堂提问、作业复习2串讲考试三、教学进度（ClassSchedule）教学内容模块（章节）学时分配理论学时实验学时自主学习小计1．绪论222.岩石的力学性质663.岩体的力学性质444.岩石的时间效应与流变435.地应力336.地下空间开挖围岩稳定性分析787.岩石边坡稳定性分析228.岩石力学研究新进展229.实验22合计30232四、考核环节及达成度自评方式（Examinatorialmeansandself-assessmentofachievementdegree）考核环节目标分值支撑课程目标平时作业1、每周布置5-8道题目，平均每次课2道题以上。20目标1目标2目标32、等级制成绩，根据作业完成的及时性、准确性、是否独立完成等评分。3、考核学生对所学知识的理解和应用能力，其中的重点是对基本概念的理解与掌握。随堂提问1、5-10次随堂提问；10目标1目标2目标32、考核学生对基本概念、基本方法和基本原理的理解。实验考核学生对基本实验技能的掌握，对实验过程和实验结果的理解。10目标1考试1、卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。60目标1目标2目标32、主要考核内容主要为：岩石的力学性质、岩体的力学性质、岩石的时间效应与流变、地应力、地下空间开挖围岩稳定性分析、岩石边坡稳定性分析。考查学生对基本概念、基本方法、基本原理的掌握，综合运用所学知识分析问题、解决问题的基本能力。3、题型主要有：判断、选择、填空、简答、计算题及综合分析等。评分标准（非考试、测试类）考核环节差（0-59）中(60-74)良(75-89)优(90-100)平时作业作业抄袭，未能按时完成，公式等不规范，解题思路混乱，答案不准确。按时完成，公式规范，概念、思路比较清晰，步骤比较完整，答案准确。独立思考、按时完成，公式规范，概念、思路比较清晰，逻辑性比较强，答案准确。独立思考、按时完成，公式规范，概念、思路清晰，逻辑性强、答案准确。实验报告实验思路与方法完全不对，实验记录不完整，实验结果分析不准确。实验思路与方法基本正确，实验记录基本完整，实验结果分析基本准确。实验思路与方法正确，实验记录完整，实验结果分析正确。实验思路与方法正确，有独立思考的认识，实验记录完整，实验结果分析准确。考核环节权重考核环节目标1目标2目标3平时作业20%20%20%随堂提问10%10%10%实验10%10%10%考试60%60%60%总权重100%100%100%五、教材或参考资料（Textbooks&OtherMaterials）1.侯公