2012年岩石力学与岩石工程留学申请选校总结

第一篇：2012年岩石力学与岩石工程留学申请选校总结

2012年岩石力学与岩石工程留学申请选校总结（原创）

离天天翻腾全球各大高校的网站，选择导师的那个苦逼时候已经有段时间了，趁等签证的空隙，总结一下自己以前物色学校的经历和经验，分享出来供以后的欲出国读博的学弟学妹们借鉴。由于自己喜欢的方向主要偏向岩石边坡工程和岩石地下工程，因此在申请的时候主要关注了全球在此方向有研究的高校。岩石力学与岩石工程方向相关的申请参考资料较少，希望本文能对欲从事和已经在从事这方面研究的，并有意向出国深造的童鞋们在找外导的时候有所帮助。不足或者不对的地方欢迎大家拍砖，但请手下留情。1.英国

提到对岩石力学的贡献就不得不提到英国。而提到英国就不得不提到帝国理工学院（Imperial College London），当今全球岩石力学领域的大牛可以说一大部分都曾在帝国理工学院工作或者学习过，像E.T.Hoek和E.Brown，Hoek曾经担任过帝国理工学院的教授，Brown在帝国理工学院学习后并任教。也正是那时，两个人合作提出了著名的Hoek-Brown强度准则。此外像提出Q分类系统的N.Barton，和E.Hoek合作编写过Rock Slope Engineering 的John Bray，前任过国际岩石力学协会主席、英国皇家工程院院士的J.A.Hudson，现任国际岩石力学协会副主席的Jian Zhao（赵坚），岩石结构面研究的S.D.Priest，澳大利亚皇家科学院院士Brady B.H.G（和Brown合作编写过Rock mechanics for underground mining一书）等都曾博士毕业于帝国理工学院的Rock Mechanics Group。可以说上世纪70、80甚至90年代，帝国理工学院都是岩石力学的天下，创造了国际岩石力学领域近半数的研究成果。然而现在这些国际大牛中的一大部分要么转投他校，要么退休在家养老，帝国理工学院在岩石力学领域的研究势头和研究的密集程度已远不如当年。仅留的部分教授现在都在搞数值方面的研究，唯一剩下从事工程岩石力学研究的J.Harrison教授也于2010年去了多伦多大学（Harrison曾与Hudson合编过著名的Engineering Rock Mechanics一书，这位也将是我未来的老板）。瘦死的骆驼终归比马大，现在International Journal of Rock Mechanics and Mining Engineering的主编依然是帝国理工学院的Robert Zimmerman教授。

利兹大学的Prof.Steve Hencher，Rock Mechanics and Rock Engineering的副主编，不过他大部分时间都呆在香港，即使申请到他的博士，估计也不会有什么时间带。

此外诺丁汉大学和曼彻斯特大学等都有相关领域的学者，但是由于规模和人数比较少，不再列举，感兴趣的可以搜索其网站。

英国有一个很大的好处就是读博的话只需要三年，而且雅思成绩要求也不高，像帝国理工学院这样的牛校，雅思也只要求6.5，其他大部分学校6分就够了。对于雅思暂时考的不是很理想，而且想赶紧博士毕业了去工作的，英国绝对是你的不二选择。2.北欧

本人对北欧国家没有太多的关注，一个最大的原因就是北欧大部分高校的英文网站信息不全，这里只简单的介绍几个。德国的话可以关注下慕尼黑工业大学。想去荷兰的同学可以关注下代尔夫特理工大学，世界上顶尖的理工大学之一，并被誉为欧洲的麻省理工学院。瑞典的话可以看下瑞典皇家工学院School of Architecture and the Built Environment的Lanru Jing（井兰如）教授，研究方向偏向岩石水力学，曾经跟中国地质大学的潘别桐教授合作过，也算是此领域的大牛。此外挪威的挪威科技大学、挪威岩土工程研究所（NGI）等都是地质工程领域的顶尖研究机构。3.瑞士

瑞士最有名的应该算是苏黎世联邦理工（ETH）和洛桑联邦理工（EPFL），瑞士以其极高的可研水平和优美的环境吸引了大量中国留学生的青睐。苏黎世联邦理工的在全球排名应该可以进前十，Simon Löw教授有一帮非常庞大的科研团队，主要集中在岩石边坡和隧道工程的研究。还有一位忘了名字的教授，主要偏向隧道工程方面的研究。想去瑞士留学的同学都可以尝试申请，而且瑞士没有明确的英语成绩要求，一旦被录取就可以享受本校工作人员薪资待遇。洛桑联邦理工Jian Zhao（赵坚）的研究团队主要集中于岩石动力学，具体研究方向和研究项目可去其网站上查阅。总体来说瑞士学术水平很高，不过申请难度也很大。4.西班牙

加泰罗尼亚理工大学位于美丽的海港巴塞罗那，风景美丽，气候宜人，雅思要求6分。Department of Geotechnical Engineering and Geo-Sciences 的教授主要偏向土力学和滑坡领域的研究，与岩石力学相关的教授较少。马德里理工大学也有一位博士毕业于加州大学伯克利分校的年轻副教授Rafael Jimenez 从事岩石力学研究。对斗牛和足球等西班牙风情着迷的童鞋可以大胆申请。

此外像葡萄牙、意大利和奥地利等国家在岩石力学领域也不乏国际级的大师，但本人关注较少，不再列举。5.加拿大

加拿大作为采矿工程和石油工程的重镇，在岩石力学和岩石工程研究领域也绝对是首屈一指的。排名第一的多伦多大学（UT），此校培养了一大批的大牛，E.Hoek曾是这里的教授，这里也是著名的Rocscience Inc.的研发后盾。现在还在这里工作的教授有Prof.Will Bawden（Support of Underground Excavations in Hard Rock的作者，和Hoek合著，专著于岩石地下工程的支护方面的研究），Prof.John Hadjigeorgiou（偏向slope stability, tunneling的研究），Prof.Paul Young（加拿大皇家科学院院士，多伦多大学副校长，Itasca创始人之一，主要从事数值、岩石破裂和地震岩石力学等方面研究），Prof.John Harrison（帝国理工学院本科、硕士和博士毕业，以前是帝国理工的教授，前文已提到），还有个华人副教授Kaiwen Xia，主要搞岩石动力学，手下有一帮中国学生和访问学者。

英属哥伦比亚大学（UBC）温哥华校区的Department of Earth and Ocean Sciences有两个相关领域的教授，Erik Eberhardt是一位年轻的professor，博士毕业后十年内就评上了教授，还经常组织一些国际会议，绝对的论文高产者，岩石边坡和地下隧洞都有所涉及。Prof.OldrichHungr在国际滑坡和工程地质领域也有一定的知名度，研究方向跟边坡、滑坡和泥石流相关，不过貌似不怎么招博士生了，连培的学生还是可以尝试一下。UBC的Okanagan校区的Prof.Dwayne Tannant，博士毕业于阿尔伯特大学并在此校担任多年的教授，很率直、很给力的一个教授，看了他的网站就知道了，不解释，本人因最后选择了UT的Prof.Harrison而不得不拒了他的offer，现在还觉得欠他一份人情。

阿尔伯特大学（UA）由于地处石油大省Alberta省，石油工程岩石力学和油砂研究方面相当领先，曾经也是在岩石力学研究领域极其显赫的大学，据说后来闹了内讧，好多教授都走掉了，实力不如从前。像Prof.C.D.Martin，国际岩石力学学会副主席，前任的国际岩石力学学会副主席P.K.Kaiser，这个几乎可以和Hoek齐名的大牛，还有D.M.Cruden也是这个学校的教授。

麦吉尔大学的Prof.Hani Mitri是一个搞岩石力学的大牛，创办了Mcgill大学的Mine Design & Numerical Modeling 和Rockbolting实验室。

滑铁卢大学Earth and Environmental Sciences的Prof.Steve G.Evans主要搞滑坡，有几部跟滑坡相关的著名专著出版。

女王大学Queen's University有两个相关的副教授，虽然是副教授，但是可研水平不可小觑。Prof.Hutchinson（女教授）和Prof.Diederichs，研究领域集中于滑坡、边坡和隧道。

西门飞沙大学（SFU）的Prof.Doug Stead，国际大牛，研究领域专注于岩石边坡。前述的UBC的Erik Eberhardt是他的学生。

戴尔豪斯大学Department of Civil and Resource Engineering的Dr.D.H.Zou, 华人，研究领域为Rock mechanics & ground control, mine design, numerical modeling, mine backfill, tailings and drill cuttings disposal, non-destructive rock bolt testing.位于矿区Laurentian University的M.Cai（华人）和P.K.Kaiser，都有大量的相关领域论文产出，感兴趣的可以查阅他们的相关论文。

加拿大各大高校在此领域的研究实力有目共睹，也是中国留学生云集的地方，大部分学校的雅思要求是7分（UBC和UA为6.5），同等条件下建议考托福。6.澳洲

与岩石力学相关的采矿工程（Mining Engineering）据说在澳洲是最好移民的专业，澳大利亚由于地域资源的不同，同样的采矿工程专业在东部和西部的专业偏向也不同。东部以新南威尔士大学（University of New South Wales）为代表，主要偏向采煤方向，它的School of Mining Engineering专业和试验设施齐全，个人觉得此校的Mining Engineering更适合想去读本科或者硕士，并且毕业后有移民倾向的同学关注。然而此校更多关注工程实践，近年来在此领域论文发表相对较少，对于在祖国学术大跃进背景下成长起来的，有出国读博士意向，而且想论文高产的童鞋们不是个理想的选择。

对于澳大利亚西部来说当然非西澳大学莫属了，西澳省丰富的资源和大量采矿工程需求已经使西澳大学成为全球岩土工程和采矿工程研究最密集的大学之一，Australian Centre for Geomechanics也在西澳大学。采矿工程的实力无可置疑，在岩石力学领域拥有一大批实力较高的教授，Prof Arcady Dyskin（岩石断裂力学，论文及其高产）、Guowei Ma（马国伟，华人，主要搞Underground technology and rock engineering）等。此外，珀斯优美的环境气候条件正在吸引大量的中国有志青年在此留学。

科廷大学有西澳大利亚矿学院（Western Australian School of Mines），据说岩石实力也还不错，就业前景较好，值得关注。

此外还有阿德莱德大学、新西兰的坎特伯雷大学都有从事岩石力学研究的教授，由于人数和研究规模较小，不多阐述。

澳洲气候好，地广人稀，资源丰富，各大学雅思的要求一般都是6.5，相对加拿大来说，比较容易达到。7.东南亚

日本的东京大学、北海道大学、京都大学等知名学府都有从事岩石力学研究的教授，由于语言等原因，本人在申请之初就没有去日本的打算，关注不多。

新加坡的南洋理工大学有一位毕业于MIT的年轻教授也搞得如火如荼。此外现在的国际岩石力学学会副主席Jian Zhao也曾在南洋理工大学工作多年，不过前几年转到了瑞士的洛桑联邦理工。8.美国

把美国放在最后是因为本人没有GRE成绩，所以在申请的时候对美国没有太多的关注。像University of California, Berkeley的Goodman教授，MIT的H.H.Einstein等这类级别的国际大牛也一定程度上代表了这些学校在此领域的研究实力。此外亚利桑那大学、科罗拉多矿学院等也都是岩石力学研究的国际顶尖名校。

第二篇：岩石力学-实验报告

岩石力学与工程

实验报告

一、实验目的

1、熟悉运用岩石力学的phase软件；

2、运用岩石力学的基本理论，来计算某地的地应力值。

二、实验软件

1、岩石力学phase软件；

2、auto CAD 2006;

3、matlab 6.5软件；

4、microsoft office 2003软件。

三、实验方法与步骤

1、选取九龙河溪古水电站地质构造带作为实验基础，并用运用auto CAD软件绘制将该地区的断层、节理等地质构造单元；

2、在phase软件中导入已绘制各种边界（断裂边界、材料边界、boundry）；

3、进行网格划分；

4、定义材料，并将所计算的模型设置正确的材料颜色；

5、运用matlab软件进行数据处理和计算；

5.1、已知理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的最大主应力及最小主应力，利用工程力学的力学计算方法，将已知应力点的σ

1、σ

3、最大主应力方向转换成σx、σy、τxy、τyx.可得出如表1所示的的实验数据：

地名 理塘 雅江 呷巴 长河坝 乾宁 σx 7.402573 5.352823 4.553373 3.119851 2.883026

σy 5.89742731 5.967177408 5.146626914 6.09014932 3.22697392

τxy 1.96052 0.76029 0.04486 0.42586 0.56961

x坐标-16.2352-8.7352 1.7393 7.3222-0.3815

y坐标 14.604 14.604 14.0014 13.0728 20.9622

表格1：将σ

1、σ3 转化为σ

x、σy的数据表

5.2、运用matlab软件编程，求出各个地区的ν、λ、α值 令E=E;v=ν；l=λ；a=α； Yanshi1的源程序：

E=input('请输入E的值:');v=input('请输入v的值:');G=E/[2*(1+v)] l=E*v/[(1+v)*(1-2*v)] a=l+2*G 对于⑤古生代到三叠纪的变质分布 有：E=12500MPa，0.22 运行matlab程序：yanshi1 请输入E的值:12500 请输入v的值:0.22 G =5.1230e+003 l =4.0252e+003 a =1.4271e+004 即求得理塘G =370.3704；l =864.1975；a =1.6049e+003

5.3、在利用auto CAD 的测量距离方法，得出理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的坐标，求得的数据如表2：

地名 E(MPa)μ λ G α x坐标 理塘 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-121764 雅江 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-65514 呷巴 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08 13044.75 长河坝 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08 54916.5 乾宁 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-2861.25

表格2：各个地区的x,y坐标

5.4、建立matlab的矩阵模型，求出系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5

Matlab的矩阵模型如下：

A=[ α 0 2*α*X 0 a*Y 0 λ 0 2*λ*Y λ*X λ 0 2*λ*X 0 λ*Y 0 α 0 2*α*Y α*X 0 1 0 2*Y X 1 0 2*X 0 Y ];b=[σx;σy;τxy/G];

y坐标 109530 109530 105011 98046 157217 A*x=b；

即可得如下的系数矩阵：

A=[14271, 0,-3475388088, 0, 1563111392, 0, 4025.2, 0, 881760312，-490124453

14271, 0,-1869900588, 0, 1563111392, 0, 4025.2, 0, 881760312，-263706953

14271, 0, 372324682 , 0, 1498604846, 0, 4025.2, 0, 845376529.2，52507929

14271, 0, 1567426743, 0, 1399214466, 0, 4025.2, 0, 789309518.4, 221049896

14271, 0,-81667225 , 0, 2243636672, 0, 4025.2, 0, 1265655712,-11517305

4025.2, 0,-980248906, 0, 440880156, 0, 14271, 0, 3126205260,-1737694044

4025.2, 0,-527413906, 0, 440880156, 0, 14271, 0, 3126205260,-934950294

4025.2, 0, 105015858，0, 422688265, 0, 14271, 0, 2997209691, 186162341

4025.2, 0, 442099792，0, 394654759, 0, 14271, 0, 2798625024, 783713372

4025.2, 0,-23034610，0, 632827856, 0, 14271, 0, 4487273343,-40833612

0，1，0, 219060,-121764, 1，0,-243528，0，109530

0，1，0, 219060,-65514，1，0,-131028，0，109530

0，1，0, 210021, 13044.8, 1，0, 26089.6，0，105010.5

0，1，0, 196092, 54916.5, 1，0, 109833，0，98046

0，1，0, 314433,-2861.3, 1，0,-5722.6，0，157216.5];

b=[-5.89743;-5.96718;-5.14663;-6.09015;-3.22697;-7.4026;-5.3528;-4.5534;-3.1199;

-2.883;0.000382689;0.000148407;0.000008756;0.000083127;0.000111185];5.5、利用以上模型来求解，从中任意选取10组可求A1,A2,A3,A4,A5和B1,B2,B3,B4,B5的值分别如下：

A1=-0.0007, A2=0, A3=-1E-10, A4=-1E-09, A5=3E-09, B1=0.00013, B2=-0.0003, B3=-2E-09, B4=6.5E-10, B5=1.7E-09 5.6、根据以上的系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5可将研究区域的不同坐标值找出，利用以下式子求出σx，σy，τxy值： α*A1+2αX*A3+αY*A5+λ*B2+2λY*B4+λX*B5=σx λ*A1+2λX*A3+λY*A5+α*B2+2αY*B4+αX*B5=σy B1+2X*B3+Y*B5+A2+2Y*A4+X*A5=τxy/G 求得的实验数据见表3：

X σy Y σx τxy-270030.1-300000 26.10190827 23.443972-3.3845051-248837-300000 26.01878553 22.919628-3.1933399-236123.4-300000 25.96892114 22.60508-3.0786621-196566.8-300000 25.81377387 21.6264-2.7218553-184185.2-300000 25.76521133 21.320064-2.6101715-153965.8-300000 25.64668607 20.572399-2.3375878-123746.4-300000 25.52816081 19.824733-2.0650041-93526.95-300000 25.40963555 19.077067-1.7924204-60145.15-300000 25.2787069 18.25116-1.4913115-26763.34-300000 25.14777826 17.425253-1.1902025 6618.4692-300000 25.01684961 16.599346-0.8890936 45416.512-300000 24.86467765 15.639435-0.5391294 73948.703-300000 24.75276995 14.933514-0.2817648 104011.98-300000 24.6348571 14.189711-0.0105895 134075.26-300000 24.51694425 13.445909 0.26058577 164138.53-300000 24.3990314 12.702106 0.53176105 175764.95-300000 24.35343079 12.414454 0.63663307 217176.63-300000 24.19100772 11.389878 1.01017268 258588.32-300000 24.02858465 10.365302 1.38371229-300000 267798.0381-0.913855697 6.8671631-3.0855215-300000 235596.0762 0.624976383 7.8493492-3.1178096-300000 203394.1143 2.163808463 8.8315352-3.1500977-300000 158059.4885 4.330209902 10.214278-3.1955536-300000 124366.9978 5.940269739 11.241926-3.2293362-300000 90674.50712 7.550329576 12.269575-3.2631188-300000 56982.01644 9.160389413 13.297223-3.2969014-300000 42538.32465 9.850608735 13.737767-3.3113838-300000 10072.42382 11.40205364 14.728004-3.3439365-300000-22393.477 12.95349854 15.71824-3.3764892-300000-49054.7592 14.22755869 16.531431-3.4032218-300000-75716.0413 *** 17.344622-3.4299544-300000-113096.701 17.28792486 18.484762-3.4674351-300000-150477.361 19.07423088 19.624903-3.5049157-300000-187858.021 20.8605369 20.765043-3.5423964-300000-225238.68 22.64684292 21.905184-3.579877-300000-262619.34 24.43314895 23.045324-3.6173577-300000-300000 26.21945497 24.185465-3.6548383

表格3：不同坐标的应力值 5.7、在Phase中设定边界应力值导入所求的模型，即可得到所需的实验模型。模型如图1所示：

图1：实验模型图

四、实验成果

由以上的模型，在phase软件中经过计算，可建立如下图所示的成果：

图2：maximum shear strain图

图3：strength factor 图

五、实验中遇到的问题及心得体会

本题是岩石力学的基本实验之一，旨在通过学习了一些岩石力学的基本知识，来实地计算某地的地应力。本题以九龙河溪古水电站地质构造为实验数据的基础，来对该地区的地应力值进行了定量的计算。实验的过程中，由于是第一次接触岩石力学phase软件，也遇到了一定的问题。具体来说可以概括如下：

1、工程力学基础知识学得不是特别的扎实，致使在已知了理塘、雅江、呷巴、长河坝、乾宁的最大主应力及最小主应力后，处理实验数据花了一定的时间，利用公式xy2(xy2)2x2花费了一定的时间，此题可用应力圆的方法来计算，使问题得到一定的简化。

2、由于知识的局限性，所学的matlab知识也不是特别的熟练。此题本来也可以excel来解决问题，求解线性方程组也有一定的方便，但关于这方面的知识自己学得不是特别的精通，致使用了matlab软件来解决。本题在一定的程度上也反映matlab的局限性，如在求解的过程中，可从中选取任意15个线性方程组中的10组数据来解决需要求的系数A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5。但matlab不能够显示数据过于小的数据，因此在运行的过程中，会遇到显示-Inf的情况，此方式就表示了在matlab的情况下，不能正常的显示数据。如果采用excel来解决问题，或许不会遇到这样类似的问题。

3、实验过程中，对计算模型的思路不清晰。致使在做题的过程中，在得出一些实验数据之后，不能进行下一步的正确操作。只有在等到老师讲解了一些相关的步骤之后，才会有一定的思路。同是，对模型也不是特别的清楚，由于phase软件全部是英文的命令，所以在操作的过程中，也有了一定的难度。在实验时，我不仅遇到了一些难题，而且还转了一定的圈子。比如在添加在Phase软件中设定边界应力值时，由于不知道实验的条件，所以给模型的四周都设定了边界的应力值，但之后在计算时，却出现了一定的问题。之后经过老师的讲解，才知道另外两边的值是不需要加的。这不仅给计算的过程带来了冗杂，而且也浪费了不少的时间。

通过本次实验，我也深刻的认识到了自己所学的知识的局限性。岩石力学phase软件，auto CAD 2006，matlab 6.5软件以及microsoft office 2003软件这些有用的学习软件，在以后学习的过程中我一定要抽空来熟练这些软件的。同时，我也深刻地认识到了计算机软件对工程类的巨大作用。通过对一些实验数据的收集，在软件中解决这些实际的问题，的确给我们的学习和工作带来了一定的方便。特别是对于这研究地质类的软件来说，我想如果可以的话，还可以考虑地震力的作用，来研究和预测地震，这些都是有极大地帮助。或者将所研究的模型来通过进一步的研究，并考虑其他的因素，来分析不同地质深度的地应力的变化情况，以对研究地质构造将有极大的帮助。

通过本次实验，我也只是分析和计算了岩石力学实验的一些初级东西。由于phase软件的强大性，我想通过一定的方式，还可以从模型中研究出一些新的东西，这对于学习本软件和岩石力学更深的知识，都是有极大的帮助的。当然，这些也只有通过以后进一步的学习了。

最后，感谢王老师给我们这样的一次实验机会，也感谢她在实验过程中给我的指导和帮助。

第三篇：岩石力学个人试题总结

一、单项选择题

1、绝大多数得岩浆岩是由下列组成（）A、结晶矿物B、非结晶矿物 C、母岩 D、岩石块体

2、下列说法正确的是（）A、等围三轴试验得实用性弱

B、地下工程是三围的，所以做三轴力学实验很重要 C、岩体强度不是岩体工程设计的重要参数 D、节理结构面不是影响岩体强度得重要因素

3、关于围岩得说法错误的是（）

A、围岩愈好洞室逾稳定

B、围岩压力大小与洞室跨度成反比

C、围岩逾差压力值相应就大

D、围岩压力大小与洞室跨度成正比

4、下面关于平面滑动得一般条件错误的是（）

A、滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行

B、滑动面得倾角必须大于坡面倾角

C、滑动面的倾角必须大于该平面的摩擦角

D、岩体中必须存在对于滑动阻力很小的分离面

5、岩浆岩体产生的裂隙一般是张开的，从冷却表面向深处一般为数米到多少米？（）A、10-20m B、5-10m C、10-15m D、20-25m6、岩体力学性质的改变对边坡稳定性的影响错误的（）

A、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越小

B、风化作用使坡体强度减小，坡体稳定性大大降低 C、坡体岩体风化越深，稳定坡脚越大 D、坡体岩体风化越深，斜坡稳定性越差

7、对片麻岩渗透系数与应力关系得试验表明当应力变化范围为5MPa时，岩体渗透系数相差---倍。（）

A、20B、70C、100D、508、世界上测定原岩应力最深测点已达（）

A、2000m B、3000mC、4000mD、5000m9、对于山岭地下工程，一般埋深超过多少米基本上都可以划分为深埋地下工程（）

A、10B、50C、30 D、4010、地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决。（）

A、围岩的岩性B、围岩的结构C、围岩的岩性及结构 D、围岩的大小

三、填空题（每空1分，共20分）

1.岩石按照成因分（）、（）、（）三种类型。2.地质构造有（）、（）、（）。3.土的三个实测指标是（）、（）及（）。

4.岩石的吸水性常用（）、（）与（）表示。

5.建筑物建造之前土中应力是（），建筑物建造之后由荷载产生的应力为（），两者之和是土中某一点的（）。

6.土的压缩指标有（）、（）和（）三种。

7.岩石（体）的力学性质包括的岩石（）、（）、变形性质及岩石的破坏准则。

四、判断题(对的在括号内打“+”，错的打“-”。10分)

1、岩石得抗冻系数是指岩样在+-25度的的温度区间内，反复降温、冻结、升温、融解，其抗压强度有所下降，岩样抗压强度得下降值与冻融前得抗压强度得比值。（）

2、边坡变形与破坏得首要原因，在于边坡中存在得各种形式得结构体。（）

3、在岩溶地基处理中，当洞穴较大且周围岩体质量较好时，通常可以采用增大基础底面积和增强基础强度等措施跨越洞穴。（）

4、当围岩内部的最大地应力与围岩强度得比值达到某一水平，才能称为高地应力或极高地应力。（）

5、在外载和环境得作用下，由于细观结构得缺陷引起得材料或结构得劣化工程，称为损伤。（）

五、名词解释(每小题3分，共15分)

1、孔隙比

2、切割度

3、工程岩体

4、结构面的张开度 5.蠕变

六、简答题(每小题5分，共25分)

1、简述岩石在反复加、卸载下的变形特征

2、简述岩石地基加固常用得方法有哪些？

3、地下工程围岩体破坏机理

4、简述岩体强度的确定方法主要哪些？

5.简述影响岩石风化的因素？

七、计算题(共10分)

.某原状土样，试验测得容重＝1.72g/cm3，比重G＝2.65，含水量＝13.1％。求：干容重，孔隙

比，饱和度。

参考答案

一、单项选择题

1、a2、B

3、B

4、B

5、A

6、C

7、C

8、D

9、B

10、C

二、多项选择题

1、ABCd

2、ABC

3、CD

4、AbCD

5、ACD

6、ABD

7、ABC

8、BCd

9、AC

10、BCD

三、判断题1 +2-3-4+5+

三、填空题

1.岩浆岩、沉积岩、变质岩。

2.水平构造和倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。3.密度、比重、含水量。

4.吸水率、饱和吸水率、饱和系数。5.自重应力，附加应力、竖向总应力。6.压缩系数、压缩指数、压缩模量。7.破坏形式、强度、变形性质。

四、名词解释题

1、孔隙比 ：是指孔隙得体积与固体体积得比值公式为e=Vv/Va2、切割度 :假设有以平直得断面，它与考虑得结构面重叠而且完全地横贯所考虑得岩体，另面积为A，则结构面得面积a与它之间得比率，即为切割度。Xe=a/A3、工程岩体 指各类岩石工程周围得岩体，这些岩石工程包括地下工程、边坡工程及与岩石有关的地面工程，即为工程建筑物地基、围岩或材料岩体。

4、结构面的张开度是指结构面裂口开口处张开的程度。

5、蠕变是指在应力为恒定得情况下岩石变形随时间发展的现象。

六、简答题

1、简述岩石在反复加、卸载下的变形特征

对于弹塑性岩石，在反复多次加载与卸载循环时，所得的应力-应变曲线将具有以下特点：（1）卸载应力水平一定时，每次循环中的塑性应变增量逐渐减小，加、卸载循环次数足够

多后，塑性应变增量将趋于零。因此，可以认为所经历得加、卸载玄幻次数愈多，岩石则愈接近弹行变形。

（2）加卸载循环次数足够多时，卸载曲线与其后一次再加载曲线之间所形成得滞回环得面

积将愈变愈小，且愈靠拢而又愈趋于平行。

（3）如果多次反复加载、卸载循环，每次施加得最大荷载比前一次循环得最大荷载为大。

随着循环次数增加，塑性滞回环的面积也有所扩大，卸载曲线得斜率也逐次略有增加。这个现象称为强化。此外，每次卸载后再加载，在荷载超过的上一次循环的最大荷载以后，变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升，好像不曾受到反复加卸荷载得影响似的，这就是所谓的岩石具有记忆效应。

2、简述岩石地基加固常用得方法有哪些？

（1）当岩基内有断层或软弱或局部破碎带时，则需要破碎或软弱部分，采用挖、掏、填得处理。

（2）改善岩基得强度和变形，进行固结灌浆以加强岩体得整体性，提高岩基得承载能力，达到防止或减少不均匀沉降得目的。固结灌浆是处理岩基表层裂隙得最好办法，它可以使基岩得整体弹性模量提高1-2倍，对加固岩基有显著的作用。

（3）增加基础开挖深度或采用锚杆与插筋等方法提高岩体的力学强度

（4）如为坝基，由于蓄水后会造成坝底扬压力和坝基渗漏，为此，需在坝基上游灌浆，做一道密实的防渗帷幕，并在帷幕上加设排水孔或排水廊道使坝基的渗漏量减少，扬压力降低，排除管涌等现象。帷幕灌浆一般用水泥浆或粘土浆灌注，有时也用沥青灌注。

（5）开挖和回填是处理岩基得最好办法，对断层破碎带、软弱夹层、带状风化等较为有效。3简述地工程围岩体破坏机理

地下开挖体的变形与破坏，除与岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决与围岩得岩性和结构。有拉伸机理破坏和剪切机理破坏

4、简述岩体强度得确定方法主要哪些？（1）试验确定法（2）经验估算法

5.答案：主要有气候、地形、地下水、岩石性质的影响、断层裂隙的影响。它们主要影响岩石的风化速度、深度、程度及分布规律。

七、计算题

G1

2.6510.131

1.72

干容重d＝

G1e

＝

2.6510.742

＝1.52g/cm

饱和度Sr＝

Ge

＝

2.650.131

0.742

＝46.8％

1答案：孔隙比e＝



－1＝1＝0.742

第四篇：岩石力学课程介绍

《岩石力学》课程介绍

该课程为学科基础课程，适应专业有土木工程专业、水利水电工程专业；课程性质为选修

课程主要学习岩体的基本物理力学性质及测定方法，工程岩体在外荷作用下内应力的变化和表现出的性质及应力状态、应变状态以及对工程的影响，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。

本课程研究内容：介绍基本原理和试验方法以及与工程建设密切相关的岩基、岩坡、地下洞室等问题，着重于基础知识。

学习该课程的目的：

掌握工程岩体在外荷载作用下的内应力的变化和表现出的各种性质以及应力状态、应变状态对工程的影响，掌握岩体的基本力学性质及其测定方法，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。

学习本课程后应具备的能力：

1、能够运用岩石的物理性质和岩体结构状态对岩石（体）分类，估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。

2、能够进行岩体力学性质的室内外实验和资料分析。

3、对岩体应力状态、变形状态和破坏条件进行全面分析和评价。

4、能够计算山岩压力，评价岩体稳定性，并进行喷锚支护设计。

5、掌握有压隧洞围岩和衬砌的应力计算和有压隧洞围岩最小覆盖层厚度计算。

6、初步掌握岩坡的加固方法。

学分与学时

学分为2分.学时为32学时。

建议先修课程

土力学与地基基础、工程地质和水文地质、材料力学、弹性力学。

推荐教材或参考书目

推荐教材：

（1）《岩石力学》（第三版）第11次印刷 徐志英主编.中国水利水电出版社.1993年

参考书目：

（2）《岩体力学》（第一版）第1次印刷.沈明荣、陈建峰主编.同济大学出版社.2006年。

（3）《岩体力学》（第一版）第1次印刷 罗固原等编.重庆大学出版社.2002年。

第五篇：《岩石力学与工程》蔡美峰版总结

《岩石力学与工程》内容概要总结

地应力是存在于地层中的为受工程扰动的天然应力。也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。

地质软岩：单轴抗压强度小于25MPa的松散、破碎、软化及风化膨胀性一类岩体的总称。工程软岩：工程力作用下能产生显著性变形的工程岩体。声发射：材料在受到外载荷作用时，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，发生声响。

岩石岩石地下工程：地下岩石中开挖并临时获永久修建的各种工程。

围岩：在岩石地下地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体。锚喷支护：锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。

边坡：岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面。岩石：自然界各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物。

容重：岩石单位体积的重量。根据含水情况将岩石的容重分为天然容重、干容重、饱和容重。孔隙性：天然岩石中包含着数量不等、成因各异的孔隙和裂隙。

孔隙率：指岩石孔隙的体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。分为总孔隙率、总开孔隙率、大开孔隙率、小开孔隙率、和闭孔隙率。孔隙率愈大，岩石力学性能越差。水理性：岩石与水相互作用时所表现的性质。包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性。

岩石强度：岩石在各种载荷作用下达到破坏时所能承受的最大应力。

单轴抗压强度：岩石在单轴压缩载荷作用下达到破坏前所能承受的最大压应力。

岩石破坏形式：x状共轭斜面剪切破坏。这种破坏形式是最常见的破坏形式；单斜面剪切破坏。这两种破坏都是由于破坏面上的剪应力超过极限引起的。拉伸破坏：横向拉应力超过岩石抗拉极限引起的。

流变破坏：岩石的三轴抗压强度：岩石在三向荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力。

莫尔强度包络线：同一种岩石对应各种应力状态下破坏莫尔应力圆外公切线。直线型、抛物线型、双曲线型。

点载荷试验：试验所获得的强度指标值可以用做岩石分级的一个指标。点载荷实验装置是便携式的，可带到岩土工程现场去做实验。点载荷试验对试件的要求不严格。缺点是要根据经验公式进行换算。抗拉强度：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力。拉伸试验分为直接试验和间接试验两类。间接试验著名的有劈裂试验。抗拉强度一般为抗压强度的1/4到1/25平均为1/10。

岩石的变形：岩石在外力或其他物理因素作用下发生形状或体积的变化。弹性、塑性、粘性、脆性、延性。扩容：岩石在载荷作用下，在其破坏之前产生的一种明显的非弹性体积变形。

各向异性：岩石的全部或部分物理、力学性质随方向不同而表现出差异的现象。弹性模量：应力与应变的比率。

泊松比：岩石的横向应变与纵向应变的比值。泊松比将随应力的增大而增大，直到0.5停止。滞回效应：卸载曲线不走加载曲线的路线滞回曲线：在反复作用下岩石的荷载－变形曲线记忆性：岩石在荷载超过上一次循环的最大荷载以后，变形曲线仍沿着原来的单调加载曲线上升，好像不曾受到反复加载的影响似的，这种现象称为岩石的记忆性。

塑形滞回环：加载曲线与卸载曲线所形成的环。水楔作用：当两个矿物颗粒靠的很近，有水分子补充到矿物表面时，矿物颗粒利用其表面吸着力将水分子拉到自己周围，在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入的现象

结构面：不同成因、不同特性的地质界面的统称。原生结构面、构造结构面、次生结构面、整合面、不整合面、层理、劈理、节理、断层、结构体：被各种结构面切割而成的岩石块体。岩体结构：不同类型的岩体结构单元在掩体内的组合、排列形式称为岩体结构。岩体结构单元：结构体和结构面。

裂隙度：沿取样线方向单位长度上的节理数量。

切割度：岩体被节理割裂分离的程度。结构面的力学性质：法相变形、剪切变形、抗剪强度。为什么岩体的力学性质和岩石不同是因为结构面的存在。

水力学性质：岩石的渗流特性及在渗流作用下所表现出的力学性质。质量指标（RQD）：长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比。

地应力方法：直接测量法扁千斤顶法、刚性包体应力计法、水压致裂法、声发射法。间接测量法：全应力解除法、局部应力解除法、孔径变形法、孔底应变法、孔壁应变法、空心包体应变法、实心包体应变法。

流变：材料的应力-应变关系与时间因素有关的性质，材料变形过程中具有时间效应的现象称为流变现象。包括蠕变、松弛、弹性后效。

弹性后效：材料在弹性范围内受某一不变载荷作用，其弹性变形随时间缓缓增长的现象岩石强度理论：研究岩石在各种应力状态下的强度准则的理论。

表征岩石在极限应力状态下的应力状态和岩石强度参数之间的关系数值分析常用方法：有限元法、边界元法、有限差分法、加权余量法、离散元法、刚体元法、不连 续变形分析法、流形方

真三轴：真三轴加载试件为立方体，1为主应力，23为侧向压力，六个面均受摩擦力，对实验结果影响很大。伪三轴加载试件为圆柱体；轴向压力1的加载方式和单轴压缩试验时相同，但由于有了侧向压力，其加载时的端部效应比单轴加载时要轻微的多。侧向压力23相同，侧向压力均匀的施加到试件中。

刚性试验机：由于传统试验机的刚度不够大，在试验过程中试件受压，试验机受拉，试验机产生的弹性变形以应变能的形式存在机器中，当施加的压缩应力超过岩石抗压强度后，试件破坏，机架迅速回弹，以便回到其原始位置，并将其内部贮存的应变能释放到岩石试件中，从而使试件急剧破裂和崩解。而刚性试验机提高了自身刚度，机架变形小，就不会引起试件的突发性破坏。采用液压伺服系统，伺服系统有一个反馈信号系统，它检查当前施加的载荷是否事先确定的变形速度，否则它会自动调整施加载荷，以保持变形素的的恒定。地下水对岩体的物理作用：1.润滑作用，使岩体的摩擦角减小；软化和泥化作用，使岩体的力学性能降低，内聚力和摩擦角值减小。主要表现在对岩体结构面中充填物的物理性状的改变上，岩体结构中充填物随含水量的变化，发生由固态向塑态直至液化的弱化效应；结合水的强化作用，处于非饱和带的岩体中的有效应力大于岩体的总应力，强化了岩石的力学性能。

有限元步骤：确定计算模型，根据对称性、材料性质和所关心部位的边界尺寸等确定计算模型；划分单元；选择位移函数；建立单元刚度矩阵，并进行坐标转换；形成总体刚度矩阵；载荷等效移置，确定节点力列阵；列出有限元基本方程，并根据已知位移对方程进行修正；求解总体方程，可获得节点位移；利用几何关系和物理方程计算单元的应变和应力；绘制计算结果图，以便直观了解分析结果，给出定量的评价。维护岩石地下工程稳定的基本原则：合理利用和充分发挥岩体强度；改善围岩应力条件；合理支护；强调监测和信息反馈。地应力的组成地应力是存在于地层的未受扰动的天然应力。构造应力场和重力应力场是主要组成还有比如：大陆板块边界受压引起的应力场；地幔热对流引起的应力场；由地心引力的应力场；岩浆侵入引起的应力场；地温梯度引起的应力场；地表剥蚀产生的应力场。基本规律：1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数；2实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量；3水平应力普通大于垂直应力；4平均水平与垂直应力的比值随深度增加而减小；5最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系；6最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性；7还受地形、地表剥蚀、风化、岩体结构特征，岩体力学性质、温度，地下水等因素的影响，特别是地形和断层的扰动影响最大。

影响岩石力学性质的因素？影响岩石力学性质的因素有试件尺寸、试件形状、试件三维比例、湿度、水、温度、风化程度、加载速率、围压大小、各向异性等。试件尺寸增大，岩石强度值降低。宽高比大的试件比宽高比小的试件所测得强度指标值要高。湿度大的岩石强度值会降低。1.水。水对岩石力学性质影响主要体现在以下五个方面：1）连结作用。束缚在矿物表面的水分子通过其表吸引力作用将矿物颗粒拉近，接紧，起连结作用；

2）润滑作用。导致颗粒间连洁力减弱，摩擦力减低，水起到润滑剂的作用；3）水楔作用。一是使岩石体积膨胀，二是水胶连结代替胶体及可熔盐连结，产生润滑作用，岩石强度降低；4）孔隙压力作用。减小了颗粒间的压应力，降低了岩石的抗剪强度；5）溶蚀及潜蚀作用。渗透水流动时溶解可溶物，并带走小颗粒，使岩石强度大大降低6）冻融胀缩作用；2.温度。每增加100米温度升高3度，随着温度的增高，岩石的延性加大，屈服点降低，强度也降低；3.加载速度。加载速率越快，测得的弹性模量愈大获得的强度指标值建议加载速率为0.5到1MPa/s加载时间为5到10分钟；4.围压。随着受力状态的改变，其脆性与塑性是可以相互转化的；5.风化。1岩石风化降低岩石结构面的粗糙程度并产生新的裂隙，分裂岩体；2风化过程中使矿物成分发生变化；3并使岩石的物理力学性质也随之发生改变，大大恶化了岩石的力学性质。

全应力-应变曲线应用：.全面显示岩石在受压破坏过程中的应力、应变特征，特别是破坏后的强度与力学性质变化规律；1.预测岩爆。如图，以峰值强度C为界，可以分为左右两部分。左半部分面积（A）表示达到峰值强度时试件内部积累的应变能，右半部分面积（B）如图，表示从从破裂到整个破坏消耗的能量。若A>B，说明岩石破坏后还剩余一部分能量，这部分能量突然释放就会发生岩爆。若A

单轴压缩条件下岩石变性特征1）孔隙裂隙压密阶段（OA段）试件中原有张开性结构面或微裂隙逐渐闭合，岩石压密，形成早期的非线性变形，曲线呈上凹型。2）弹性变形至微弹性裂隙稳定发展阶段（AC段）该阶段应力-应变曲线呈近似直线型，其中AB段为弹性变形阶段，BC段微破裂稳定发展阶段。3）非稳定皮破坏阶段（CD）C点是岩石从弹性变为塑性的转折点。称为屈服点。进入本阶段，微裂隙的发展发生了质的变化，破裂不断发展直至试件完全破坏。试件由体积压缩转为扩容，轴向应变和体积应变速率迅速增大。4）破裂后阶段（D点以后段）岩块承载力达到峰值强度后，其内部结构遭到破坏，但时间基本保持整体状。到本阶段，裂隙快速发展，交叉且相互联合形成宏观断裂面，试件承载力随变形增大迅速下降，但并不降到零，说明破烈的岩石仍具有一定的承载力。

地下水对岩体的影响1）地下水对岩体的物理作用：润滑作用、软化和泥化作用、结合水的强化作用。2）地下水对岩体的化学作用：水和岩体之间的离子交换、溶解作用、水化作用、水解作用、溶蚀作用、氧化还原作用、沉淀作用以及超渗透作用。3）地下水对岩体的力学作用：主要通过空隙静水压力和空隙动水压力作用对岩土体的力学性质施加影响，前者减小岩土体的有效应力而降低岩土体的强度，在裂隙岩体中的空隙静水压力可使裂隙产生扩容变形；后者对岩土体产生切向的推力以降低岩土体的抗剪强度。