《巖體力學(xué)》課程教學(xué)大綱衡帥

1、巖體力學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號：020050010總學(xué)時及其分配：總學(xué)時48；理論課48學(xué)時，實驗0學(xué)時。學(xué)分?jǐn)?shù)：3適用專業(yè)：采礦工程專業(yè)（煤及煤層氣工程方向）任課學(xué)院、系部：能源學(xué)院 一、課程簡介巖體力學(xué)是研究巖體（巖石）的物理力學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是介于工程地質(zhì)學(xué)和力學(xué)兩門學(xué)科的邊緣學(xué)科，應(yīng)用性較強。巖體力學(xué)是煤炭開采、煤層氣開發(fā)、礦山建設(shè)、土木工程、鐵礦交通與防護等的理論基礎(chǔ)，是采礦工程、土木工程、地質(zhì)工程、交通工程、水利工程等專業(yè)的專業(yè)課。明確巖石（巖體）的物理力學(xué)性質(zhì)等是煤炭、油氣田開發(fā)等的理論基礎(chǔ)，為學(xué)好專業(yè)課和解決有關(guān)煤炭開發(fā)、煤層氣開發(fā)方案、瓦斯抽采等問題打好基礎(chǔ)。二、課程

2、教學(xué)的目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握巖石變形、強度、初始應(yīng)力特性以及巖石工程分類、地應(yīng)力及其測量理論和方法等方面的基本理論和分析方法，在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生對巖石地下工程圍巖壓力與控制理論和方法、井壁穩(wěn)定性、水力壓裂等問題具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決巖石工程實際問題的綜合能力。為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及進(jìn)一步深造等打下必要的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排1.第一章 緒論（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：本章主要介紹巖體力學(xué)的定義、分支學(xué)科、研究意義、研究內(nèi)容、研究方法、巖體力學(xué)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢。教學(xué)目標(biāo)：掌握巖體力學(xué)的研究內(nèi)容、任務(wù)和研究方法。重 點：巖體力學(xué)的研究內(nèi)容、任務(wù)和研究方法2. 第二

3、章 巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)（14學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：本章介紹巖石的物理性質(zhì)，包括巖塊的密度、孔隙性等；巖塊的水理性質(zhì)，包括巖塊的軟化性、滲透性、抗凍融性等；巖石的變形性質(zhì)，包括單軸壓縮下的變形特征及變形參數(shù)；巖石的強度性質(zhì)，包括各類強度（抗壓強度、抗拉強度等）的確定、性質(zhì)與應(yīng)用；巖石的蠕變性質(zhì)及幾種強度準(zhǔn)則。教學(xué)目標(biāo)：掌握巖石物理、水理性質(zhì)指標(biāo)的含義與確定方法、影響因素。充分理解巖石變形與強度性質(zhì)的基本概念和研究意義，在此基礎(chǔ)上掌握表示巖石力學(xué)性質(zhì)的各種指標(biāo)的含義與確定方法、影響因素。掌握幾種常見強度判據(jù)的含義與表達(dá)式、曲線形式和使用方法。重 點：巖石的水理性質(zhì)，包括巖石的軟化性、滲透性、抗凍融性

4、等。巖石變形與強度性質(zhì)的基本概念和研究意義，巖石的幾種強度判據(jù)。難 點：一點的應(yīng)力狀態(tài)及強度理論3. 第三章 巖體的動力學(xué)性質(zhì)（3學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：巖體中應(yīng)力波類型及傳播、影響巖體彈性波速度的因素。教學(xué)目標(biāo)：了解巖石的波動特性，掌握彈性波在固體中的傳播的運動方程；重點掌握巖體彈性波速度的測定與分析，影響巖體波速的因素；了解巖體的其他動力學(xué)特性。重 點：巖體中彈性波的波速測試方法難 點：巖體中彈性波的傳播規(guī)律4. 第四章 巖體的基本力學(xué)性質(zhì)（8學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：本章主要介紹巖體的物質(zhì)組成、地質(zhì)特征；結(jié)構(gòu)面的分類及定量描述結(jié)構(gòu)面的基本參數(shù)。結(jié)構(gòu)面的變形性質(zhì),包括結(jié)構(gòu)面的變形特征及變形參數(shù)；各種類型的結(jié)

5、構(gòu)面的強度性質(zhì),包括各類強度（抗壓強度、抗拉強度等）的確定、性質(zhì)與應(yīng)用。巖體的變形性質(zhì)，包括巖體變形特征、變形參數(shù)、巖體原位測試；巖體的強度性質(zhì)，包括各類強度的確定與估算。教學(xué)目標(biāo)：充分理解巖石、結(jié)構(gòu)面和巖體的基本概念，在此基礎(chǔ)上掌握影響巖體力學(xué)性質(zhì)的主要地質(zhì)因素及結(jié)構(gòu)面對巖體力學(xué)性質(zhì)和工程穩(wěn)定性的影響。充分理解結(jié)構(gòu)面變形與強度性質(zhì)的基本概念和研究意義，在此基礎(chǔ)上掌握表示結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的各種指標(biāo)的含義與確定方法、影響因素。重 點：巖塊、結(jié)構(gòu)面和巖體的基本概念；結(jié)構(gòu)面的分類、幾何特征及指標(biāo)的含義與確定方法；結(jié)構(gòu)面面的變形特征及力學(xué)性質(zhì).難 點：結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)面對巖體力學(xué)性質(zhì)和工程穩(wěn)定性的

6、影響5. 第五章 工程巖體分類（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：工程巖體分類的目的與原則，工程巖體代表性分類簡介，我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)目標(biāo)：了解工程巖體分類的目的和原則；掌握工程巖體代表性分類方法；重點掌握我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中的RQ和BQ分類方法，并能夠?qū)W會應(yīng)用。重 點：我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中的RQ和BQ分類方法 難 點：我國工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)中的RQ和BQ分類方法6. 第六章 巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)（學(xué)時：5）教學(xué)內(nèi)容：巖體初始應(yīng)力場及其影響因素，巖體初始應(yīng)力場的分布規(guī)律，巖體初始應(yīng)力的量測方法，高地應(yīng)力地區(qū)主要巖體力學(xué)問題。教學(xué)目標(biāo)：掌握初始應(yīng)力狀態(tài)的概念和意義、巖體初始應(yīng)力場的計算，重點掌握初始應(yīng)力

7、場的分布規(guī)律，兩種應(yīng)力場（自重應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場）的特征；并了解高地應(yīng)力地區(qū)的主要巖石力學(xué)問題。重 點：初始應(yīng)力場的分布規(guī)律，地應(yīng)力的測試方法難 點：初始應(yīng)力場的分布規(guī)律7. 第七章 巖體力學(xué)在洞室工程的應(yīng)用（學(xué)時：8）教學(xué)內(nèi)容：本章主要介紹深埋圓形洞室彈性分布的二次應(yīng)力狀態(tài)，深埋圓形洞室彈塑性分布的二次應(yīng)力狀態(tài)，節(jié)理巖體中深埋圓形洞室的剪裂區(qū)及應(yīng)力計算，圍巖壓力，圍巖的松動壓力計算，圍巖的塑性形變壓力計算。教學(xué)目標(biāo)：了解巖體二次應(yīng)力狀態(tài)的基本概念，掌握深埋圓形洞室二次應(yīng)力狀態(tài)的彈性分布，深埋圓形洞室彈塑性分布的二次應(yīng)力狀態(tài)，節(jié)理巖體中深埋圓形洞室的剪裂區(qū)及應(yīng)力分析；重點掌握圍巖壓力、松散巖體

8、的圍巖壓力、塑性變形壓力等的概念和計算；了解新奧法。重 點：深埋圓形洞室二次應(yīng)力狀態(tài)的彈性分布難 點：深埋圓形洞室彈塑性分布的二次應(yīng)力狀態(tài)8. 第九章巖體力學(xué)數(shù)值分析方法及研究展望（學(xué)時：2）教學(xué)內(nèi)容：巖體力學(xué)的發(fā)展與其他地質(zhì)學(xué)科、力學(xué)學(xué)科間的聯(lián)系；巖石力學(xué)試驗與測試方法的進(jìn)展；數(shù)值分析在巖石力學(xué)中的應(yīng)用和進(jìn)展。教學(xué)目標(biāo)：了解巖體力學(xué)的發(fā)展與其他地質(zhì)學(xué)科、力學(xué)學(xué)科間的聯(lián)系；了解巖石力學(xué)試驗與測試方法的進(jìn)展；掌握數(shù)值分析在巖石力學(xué)中的應(yīng)用和進(jìn)展，重點掌握有限元法的原理和應(yīng)用的要點。四、本課程與其他課程的聯(lián)系（先修后續(xù)關(guān)系）要求在學(xué)習(xí)本門課程之前，先學(xué)習(xí)普通地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、材料力學(xué)和彈性力學(xué)。

9、五、建議使用教材與教學(xué)參考書教 材：巖體力學(xué)，沈明榮，陳建峰編著，上海：同濟大學(xué)出版社，2015年8月，第二版主要教學(xué)參考書： 巖石力學(xué)與工程，蔡美峰主編，科學(xué)出版社，2002巖體力學(xué)劉佑榮、唐輝明，中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1999；巖石物理學(xué)，陳颙著 ，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2009六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議（重點、難點及后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議）課程采用多媒體教學(xué)；要求學(xué)生已學(xué)完材料力學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等相關(guān)課程。采用啟發(fā)式、互動式、討論式和研究式相結(jié)合的教學(xué)方式。強調(diào)基本理論、基本方法的教授與實踐能力培養(yǎng)并舉。注重素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。但考慮到學(xué)科的特殊性，為了追蹤學(xué)科發(fā)展的前沿，保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，需要年年更新或充實講稿內(nèi)容。（1）拓寬應(yīng)用范圍 （2）將新理論、新技術(shù)及時引入課堂 （3）利用現(xiàn)代信息技術(shù)，保持教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的先進(jìn)性。本課程教學(xué)的原則是：以大綱為指導(dǎo)、以