地质专业岩石力学第1章绪论.ppt

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1、岩石力学西南科技大学环境与资源学院岩石力学教材岩石力学与工程蔡美峰主编，科学出版社参考书岩石力学基础耶格库克，科学出版社岩体力学王文星主编，中办大学出版社矿山岩石力学李通林主编，重庆大学出版社矿山岩体力学郑永学主编，冶金工业出版社岩体力学与测定铃木光编，煤炭工业出版社总学时：40学时其中：理论学时：34学时实验学时：6学时岩石力学第一章绪论第二章岩石的物理力学性质第三章结构面的力学性质第四章岩体的力学性质及其分类第五章岩体初始应力及其测量第六章井巷地压第七章边坡工程概论岩石力学教学内容第一章绪论本章内容：一、岩石和岩体二、岩体

2、的特征三、岩石力学的研究内容和研究方法四、岩石力学的产生及其发展五、采矿工程中岩石力学的特点六、岩石力学与其他学科的关系第一章绪论授课学时：1学时本章的重点：1、岩石与岩体的界定；2、岩石力学的研究任务与内容，岩石力学的研究方法。关键术语：岩石；岩体；岩体工程；稳定性要求：1、必须掌握本课程重点内容；2、了解岩石力学的发展简史以及岩石力学在其他学科中的地位。一、岩石和岩体岩石：由多种矿物成分组成的固体物质是在一定的生成条件下，具有一定的矿物成分和一定的结构、构造特征的地壳的组成材料或物质。是各种裂隙切割而成的岩块，又称结构体。

3、岩体：由岩石结构体和结构面组成的地质体结构面包括岩石和各种地质构造形迹，如节理、裂隙、断层、褶皱、层面等地质界面。岩体就是岩石和这些结构面的统一体。岩石和岩体是既有区别又互相联系的两个概念。岩石是岩体的组成物质，岩体是岩石和结构面的统一体。二、岩体的特征1、岩体是非均质且各向异性的材料2、岩体内存在着原始应力场主要包括重力和地质构造力，重力场是以铅垂应力引起；构造应力场通常是以水平应力为主。3、岩体内存在着一个裂隙系统岩体既是断裂的又是连续的，岩体是断裂与连续的统一体,可称之为裂隙介质或准连续介质。当岩体应力超过其强度时，就会

4、使原有断裂进一步扩展，形成新的断裂。而旧断裂的扩展与新断裂的形成，又均会导致岩体内的应力重新分布。4、岩石不是理想的弹性体也不是典型的塑性体5、岩石既不是连续介质，又不是松散介质是一种特殊的复杂的地质体三、岩石力学的研究内容与研究方法岩石力学研究的主要对象是岩石和岩体，研究岩体在力场作用下，所发生的变形、破坏和移动规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。1、岩石力学研究的内容岩体的地质特征岩块、结构面的力学性质岩石和岩体的力学性质岩体中天然应力岩体中重分布应力地下开挖空间围岩、边坡、地基等稳定性分析与评价工程处理与

5、加固根据行业不同，具体包括如下几个方面（1）、水利水电工程坝基问题、隧洞三设计与施工、地下厂房围岩稳定问题、高速水流冲刷岩石问题、水库诱发地震问题、库岸稳定问题。（2）、采矿工程露天边坡问题、地下巷道与采场稳定问题、采矿方法选择问题、矿井突水问题、岩爆问题、瓦斯溢出问题、空区处理问题、岩石破碎问题（3）、土木建筑工程（房屋、道路、桥梁、隧道、地下厂房等）边坡问题、地基问题、围岩问题（4）、其它工程如海洋勘探、核废料处理、地热开发利用、地震预报2、岩石力学的研究方法工程地质研究法研究岩块和岩体的地质与结构特征，为岩石力学的进一步

6、研究提供地质模型和地质资料。实验法为岩体变形和稳定性分析提供必要的物理力学参数。室内实验、现场实验数学力学分析法通过建立岩石力学模型适当的分析方法，预测岩体在各种力场作用下的变形与稳定性，为设计施工提供依据。综合分析法采用多种方法考虑各种因素(包括工程、地质及施工等)进行综合分析和评价，得出符合实际情况的结论。四、岩石力学的产生及其发展岩石力学是伴随着采矿、土木、水利、交通等岩石工程的建设和数学力学等学科的进步而逐步发展形成的一门新兴学科和边缘学科，是一门应用性和实践性很强的应用基础学科。它的应用范围涉及采矿、土木建筑、水利水

7、电、铁道、公路、地质、地震、石油、地下工程、海洋工程等众多的与岩石工程相关的工程领域。一方面，岩石力学是上述工程领域的理论基础；另一方面，正是上述工程领域的实践促使了岩石力学的诞生和发展。岩石力学按其发展进程可划分四个阶段：1、初始阶段(19世纪末--20世纪初)岩石力学最早起源于采矿工程，在这个阶段，开采规模小，采深近于地表，开采空间不大，岩石力学的问题主要是巷道顶板冒落和地下开采所引起的地表移动。在该阶段，岩石力学处于萌芽时期，产生了初步理论以解决岩体开挖的力学计算问题。如1912年海姆(A．Heim)提出了静水压力的理论

8、．他认为地下岩石处于一种静水压力状态。2、经验理论阶段（20世纪初～20世纪30年代）该阶段为岩石力学发展的第二阶段。在这个阶段出现力根据生产经验提出的地压理论，并开始用材料力学和结构力学的方法分析地下工程的支护问题。松散介质学派（例如普氏理论）占主导地位，他们借助土力学理论