《岩体力学/实验》课程教学大纲

课程编号：0330137 学分：3 总学时：51+13(0.75周)实验： 大纲执笔人：沈明荣 大纲审核人：石振明

本课程有配套实验课030027《岩体力学实验》，0学分，13（0.75周）学时。

一、课程性质与目的

本课程属地质工程专业的专业基础课程，为限定选修课。

本课程的主要教学目的是：使学生掌握有关岩石、岩体的基本力学性能，了解岩石的动力学特性，熟练掌握有关的强度理论，岩体分类的基本方法，岩体初始应力状态及其规律，了解初始应力状态的测定方法，并在此基础上，熟练掌握岩体力学在峒室工程、边坡工程、岩基工程中的应用。

二、课程基本要求

要求学生能够熟练地掌握有关岩石、结构面、岩体的力学特性，能够熟练应用岩石、结构面、岩体的强度理论，对其进行评价，并应用这些基本理论，评价峒室的二次应力状态和掌握围岩压力理论及其围岩的松动压力、形变压力的计算，初步了解新奥法的基本概念，了解边坡的破坏机理和稳定性评价的基本方法，熟悉岩基的破坏模式及其承载力的计算方法。

三、课程基本内容 （一）绪言

介绍岩体力学的定义及其不关的基本概念、简介目前常用的岩体分类方法，并根据岩体力学自身所具有的特性，要求掌握学习、研究岩体力学的方法。 （二）岩石的基本物理力学性质

介绍岩石的基本物理、水理性质。岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三向压缩应力作用下的强度和变形特性以及有关岩石常用的几种强度理论，简单叙述在各种应力作用下的试验方法及其相应各参数的求解方法。 （三）岩体的基本力学性能

介绍描述结构面的方法，结构面在正应力、剪应力作用下的变形特性、常用的评价规则、不规则齿形结构面的抗剪强度理论及其正确地运用这些强度理论，评价具有结构面的岩体强度、以及由于结构面的存在，对岩体强度的影响。 （四）岩石的动力学基础

简单介绍波动方程和超声波波速及其影响因素。 （五）工程岩体分类

介绍工程岩体分类的基本原则以及分类的基本方法，熟悉几个简单的分类和我国的分类标准。 （六）初始应力状态

介绍产生初始应力的主要原因及其各类初始应力的计算方法，简介初始应力的量测方法以及初始应力的基本分布规律。 （七）岩体力学在峒室工程中的应用

主要介绍不同截面峒室的二次应力弹性和塑性分布状态、节理岩体的剪裂区

计算；在了解围岩的破坏类型和围岩压力类型等基本知识的基础上，定量地计算峒室在浅埋和深埋条件下的围岩松动压力和塑性形变压力，并掌握新奥法的基本概念。

（八）岩体力学在边坡工程中的应用

简单介绍岩质边坡的破坏机理和边坡稳定性评价的基本原理和计算方法。 （九）岩体力学在岩基工程中的应用

介绍岩基工程中应考虑的主要问题，要求掌握岩基的主要破坏模式以及与其相对应的岩基承载力的计算方法。

四、实验或上机基本内容

本课程有配套实验课030027《岩体力学实验》，13（0.75周）学时。 实验内容：

（一）岩石的密度试验

利用量积法测试岩石的密度，介绍测量岩石的体积的方法和应注意的事项。 （二）岩石的单轴抗压强度

介绍在进行岩石的单轴抗压强度的试验时，对岩石试件的具体要求；包括采用标准试件、岩石试件的加工精度、加载速率等限制，并描述试件破坏后的形态。 （三）岩石的抗拉强度

利用劈裂法测试岩石的抗拉强度，介绍在试验过程中控制好加载点必须通过直径的要求，只有在试件破坏后劈裂面同样经过直径，才是有效的试验参数的基本概念。

（四）岩石的变形试验

简单介绍应变片的粘贴方法，让学生了解静态应变仪的使用以及岩石的变形试验方法。

（五）岩石的三轴压缩试验

介绍岩石三轴压缩试验机的工作原理和操作方法，以及岩石单块试验法进行三轴试验的基本原理，并通过三轴试验让学生掌握和学会岩石强度包络线的统计方法。

（六）软弱结构面的剪切试验

介绍软弱结构面的剪切试验的原理及在试验中应注意的主要问题。让学生掌握软弱结构面的剪切试验过程中试验设备的操作方法，学会软弱结构面的剪切试验结果的资料整理方法。

五、前修课程要求

工程地质学、材料力学、弹性力学、数理方程。

六、学时分配 学 时 安 排 序号 内 容 小计 理论 实验 习题 上机 课时 1 2 绪论 岩石的基本物理力学性质 2 10 课时 课时 1 课时 3 4 5 6 7 8 9 岩体的基本力学性能 岩石的动力学基础 工程岩体分类 初始应力状态 岩体力学在峒室工程中的应用 岩体力学在边坡工程中的应用 岩体力学在岩基工程中的应用 总 计 11 2 3 3 14 2 4 1 1 2 1 （6） （8） 51+13（实验） 51学时 13学时

七、教材与主要参考书 教材：

《岩体力学》，沈明荣，同济大学出版社，2006年7月。