【7A文】岩石力学.pptx

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1、岩石力学目录第1章绪论第2章岩石的物理性质及工程分类第3章岩石的力学性质第4章岩石的本构关系和强度准则第5章岩石的蠕变第6章地应力测量及计算第1章绪论1.1岩石力学的基本概念1.2岩石力学的发展历史1.3我国岩石力学的发展1.4研究内容与研究方法1.5岩石力学固有的复杂性1.6岩石力学在石油工程中的应用1.1岩石力学（Rockmechanics）的基本概念岩石力学是研究岩石或岩体在外力作用下的应力状态（stressstate）、应变状态（strainstate）和破坏条件（failurecriterion）等力学特性的学科，它是解决岩石工程(即与岩石有关

2、的工程)技术问题的理论基础。1.1岩石力学的基本概念应力和应力状态的描述1）正应力与剪应力应力1.1岩石力学的基本概念作用力与平面的关系可以呈任意方向，如果力是沿着面的法向作用，它就称为法向力（normalforce）。如果它与法向垂直，即与面平行，它就称为剪切力或剪力1.1岩石力学的基本概念2）应力方向的规定压应力+拉应力-1.1岩石力学的基本概念剪应力+剪应力-1.1岩石力学的基本概念yyzyx3121>2>3zzxzyxxzxy3）一点的应力状态1.1岩石力学的基本概念在岩石力学中，我们总是规定:123即用

3、1代表最大主应力，用3代表最小主应力，而2则表示中等主应力。1.1岩石力学的基本概念岩石属于固体，岩石力学应属于固体力学的范畴。一般从宏观的意义上，把固体看做连续介质。但是，岩体不但有微观的裂隙，而且有层理、片理、节理以及断层等不连续面。岩体不是连续介质，而且表现为各向异性（anisotropy）或非均质。岩石中若含水，它又表现为两相体。岩石力学是固体力学与地质工程的边缘科学。1.1岩石力学的基本概念1.1岩石力学的基本概念材料材料特征力学研究内容力学表征钢铁单项均匀各向同性变形及破坏弹塑性力学断裂力学损伤力学岩石多孔介质非均匀各向异性变形及破坏岩石

4、力学（弹塑性力学、断裂力学、损伤力学流变力学、孔隙弹性力学）岩石材料与岩石力学岩石材料的特点：多相孔隙介质非均匀、各向异性环境相关性、尺度相关性、加载频率相关性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，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）这是岩石力学的萌芽时期，产生了初步理论，以解决岩体开挖的力学计算问题。1.2岩石力学的发展历史（2）经验理论阶段（20世纪初～30年代）该阶段出现了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

5、护问题。（3）经典理论阶段（20世纪30年代～60年代）这是岩石力学学科形成的重要阶段，弹性力学和塑性力学被引入岩石力学，确立了一些经典计算公式，形成围岩和支护共同作用的理论。结构面对岩体力学性质的影响受到重视，岩石力学文献和专著的出版，实验方法的完善，岩体工程技术问题的解决。1.2岩石力学的发展历史岩石力学发展到该阶段已经成为一门独立的学科。在经典理论发展阶段，形成了“连续介质理论”和“地质力学理论”两大学派。（4）现代发展阶段（20世纪60年代～现在）此阶段是岩石力学理论和实践的新进展阶段，其主要特点是，用更为复杂的多种多样的力学模型来分析岩石力学问

6、题，把力学、物理学、系统工程、现代数理科学、现代信息技术等方面的最新成果引入了岩石力学。而电子计算机的广泛应用为流变学、断裂力学、非连续介质力学、数值方法、灰色理论、人工智能、非线性理论等在岩石力学与工程中的应用也提供了可能。1.2岩石力学的发展历史1.3我国岩石力学的发展建国以后，我国陆续建立了一些研究岩石力学的研究机构，如中科院岩土力学研究所等。1966年以前只有少数产业部门比较重视岩石力学的研究工作，例如水电、煤炭、冶金等。随着工程实践所取得的经验和教训，使得更多部门（如建筑、铁道、石油、国防、人防等）的有关技术人员认识到：必须充分了解岩石的力学性

7、质，才能解决好岩石工程的技术问题。1.3我国岩石力学的发展1976年以后，国内许多学术团体恢复活动并新建了一些有关岩石力学的学术组织。1974年国际岩石力学第四次会议在瑞士召开，我国首次派出代表团参加了会议。1981年成立了中国岩石力学与工程学会筹备组，随后成立了国际岩石力学中国小组。1985年我国正式成立了中国岩石力学与工程学会，揭开了我国岩石力学研究的新序幕。随着国内岩石力学学科技术的发展，我国在世界岩石力学界的地位正在逐渐提高。1.3我国岩石力学的发展在石油工程领域，岩石力学的科研工作开展的较晚，1977年以后才开始筹建岩石力学实验室，且国内只有华

8、东石油学院（石油大学前身）开发系（现石油工程学院）一家。该实验室在六五期间开展了