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高等巖體力學(xué)全面闡述巖石靜力學(xué)、動力學(xué)、流變學(xué)及水力學(xué)基本內(nèi)容和研究前景,并把損傷力學(xué),斷裂力學(xué)、塊體力學(xué)的基本原理和研究方法引入到巖石力學(xué)中,構(gòu)建了巖石力學(xué)的基本理論框架。分形理論、塊體理論和流形單元法等典型新理論和新方法在巖石力學(xué)中的應(yīng)用。1.預(yù)修課程 工程地質(zhì)學(xué),材料力學(xué),彈性力學(xué),塑性力學(xué),有限元方法等2.課程性質(zhì) 巖體力學(xué)是介于地學(xué)與力學(xué)之間的一門新興的邊緣學(xué)科,是一門認(rèn)識和控制巖石工程系統(tǒng)的力學(xué)行為和功能的科學(xué)。在地質(zhì)、采礦工程、土木建筑、水利水電、鐵路、公路、地震、石油、地下工程、海洋工程,以及國防工程等部門都廣泛地應(yīng)用這門學(xué)科的理論和知識,巖石力學(xué)在這些工程領(lǐng)域中起著重要的作用。本課程開設(shè)于水利工程、巖土工程專業(yè)的碩士研究生。3.課程的主要內(nèi)容第一章 緒論 (巖石力學(xué)的簡單回顧,巖石力學(xué)與工程發(fā)展展望)第二章 巖石的基本物理力學(xué)特性及其實驗巖石力學(xué)性質(zhì)的室內(nèi)常規(guī)測試單軸壓縮試驗(單軸抗壓強度,彈性模量,泊松比)三軸壓縮試驗抗拉試驗(直接拉伸,間接拉伸)剪切試驗點荷載試驗巖體力學(xué)性質(zhì)試驗研究(現(xiàn)場巖體變形試驗,現(xiàn)場巖體強度試驗混凝土與巖體接觸面直剪,結(jié)構(gòu)面直剪,軟弱結(jié)構(gòu)面剪切流變,巖體抗剪強度,巖體壓縮強度試驗等)測試新技術(shù),如電液伺服試驗機和剛性試驗機,聲發(fā)射測試,紅外輻射測試等。第三章 巖石的本構(gòu)關(guān)系與強度理論 本構(gòu)關(guān)系指巖石在受載過程中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。理想彈性體模型(Hoek定律)彈塑性模型(Levy-Mises理論,Prandtl-Reuss理論)非線性模型(雙曲線模型,又叫鄧肯模型)強度理論是考察巖石在極限破壞時的應(yīng)力或應(yīng)變滿足的條件。剪切強度準(zhǔn)則(Coulomb-Navier準(zhǔn)則,Mohr破壞準(zhǔn)則,雙剪的強度準(zhǔn)則屈服強度準(zhǔn)則(Tresca屈服準(zhǔn)則,Mises屈服準(zhǔn)則,Drucker-Prager準(zhǔn)則)脆性斷裂理論(Griffith準(zhǔn)則)Hoek-Brown準(zhǔn)則(考慮巖石峰值強度后的軟化行為)第四章 巖石流變力學(xué) 巖石流變理論及長期強度,巖石流變問題的解析解方法等第五章 巖體天然應(yīng)力狀態(tài)及其測試技術(shù) 應(yīng)力解除法及恢復(fù)法原理,表面應(yīng)力測試,孔內(nèi)應(yīng)力測試,水壓致裂法(地殼深部應(yīng)力測量),Kaisai效應(yīng) 等第六章 巖石的動力學(xué)行為 巖石與巖體的基本動力學(xué)特性,巖石動力試驗技術(shù)與方法,應(yīng)力波在巖石地層中的傳播,巖體聲發(fā)射觀測原理及工程應(yīng)用第七章 巖石水力學(xué)(巖體裂隙滲流特點,裂隙巖體滲流理論,巖體滲流參數(shù)的確定等)第八章 巖石力學(xué)的數(shù)值模擬(幾種流行的方法,有限元,有限差分FLAC,邊界元,離散元,流行元,無單元等)有限元方法的基本方程,非線性問題的基本解法,非線性彈性問題的有限元解法,彈塑性問題的有限元解法,流變問題的有限元分析。邊界元方法:線彈性問題的直接解法,線彈性問題的間接解法-虛擬力方法。)第九章 巖石斷裂力學(xué),損傷力學(xué),分形研究(分形理論),巖石塊體力學(xué)(關(guān)鍵塊理論,石根華) 學(xué)科交叉形成,具前瞻性。4.基本要求本課程既具有基礎(chǔ)性研究,又有強烈的實踐性特點。強調(diào)理論與實踐相結(jié)合,旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握巖石和巖體的力學(xué)特性及測試技術(shù)、巖體的動力學(xué)性質(zhì),巖體水力學(xué)特征,以及巖體工程中基本的數(shù)值分析技術(shù),新型學(xué)科在巖體力學(xué)中的應(yīng)用。使學(xué)生具備解決地下工程、邊坡工程、巖基工程等方面的巖石力學(xué)一般性問題的專業(yè)基礎(chǔ)理論和知識,為在其學(xué)位論文及今后的工程實踐方面,提供一定的啟發(fā)和幫助。5主要參考書1周維垣主編高等巖石力學(xué)水利電力出版社,19902周維垣,楊強編著巖石力學(xué)數(shù)值計算方法中國電力出版社,20053堇學(xué)晟主編水工巖石力學(xué)中國水利電力出版社,20044 謝和平,陳忠輝著巖石力學(xué)科學(xué)出版社,20045 徐志英主編巖石力學(xué)中國水利水電出版社,1993第三版6孫廣忠著巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)科學(xué)出版社,19897陶振宇主編巖石力學(xué)的理論與實踐水利出版社,19798李世平等巖石力學(xué)煤炭工業(yè)出版社,19959林韻梅等數(shù)值分類方法及其在巖石力學(xué)中的應(yīng)用東北工學(xué)院出版社, 198910陳禺編著地殼巖石的力學(xué)性能-理論基礎(chǔ)與實驗方法地震出版社,198811蔡美峰主編.巖石力學(xué)與工程.科學(xué)出版社,200212 于學(xué)馥等著.地下工程圍巖穩(wěn)定分析.煤炭工業(yè)出版社,198313周思孟.復(fù)雜巖體若干巖石力學(xué)問題.水利電力出版社,199814 陳子蔭.圍巖力學(xué)分析中的解析方法.煤炭工業(yè)出版社,1994 15 張永興主編.巖石力學(xué).中國建筑工業(yè)出版社,200416 J.C.耶格,N.G.庫克 著.巖石力學(xué)基礎(chǔ)(中譯本).198117 鄭穎人等.地下工程錨噴支護設(shè)計指南.鐵道出版社,198818 吳德倫主編.巖石力學(xué).重慶大學(xué)出版社,200219 沈明榮主編.巖體力學(xué).同濟大學(xué)出版社,199920 高磊主編.礦山巖體力學(xué).機械工業(yè)出版社,198721 長沙鐵道學(xué)院.工程實用邊界單元法.鐵道出版社,1989 22 謝和平,陳忠輝.巖石力學(xué).科學(xué)出版社,200423仵顏卿,張倬元.巖體水力學(xué)導(dǎo)論.成都,西南交通大學(xué)出版社,198524 陳海波,蘭永偉,徐濤主編,高等教育十二五規(guī)劃教材,巖體力學(xué),中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2012,2第一版6需參考閱讀
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