第一篇：2012年巖石力學與巖石工程留學申請選?？偨Y

2012年巖石力學與巖石工程留學申請選校總結（原創）

離天天翻騰全球各大高校的網站，選擇導師的那個苦逼時候已經有段時間了，趁等簽證的空隙，總結一下自己以前物色學校的經歷和經驗，分享出來供以后的欲出國讀博的學弟學妹們借鑒。由于自己喜歡的方向主要偏向巖石邊坡工程和巖石地下工程，因此在申請的時候主要關注了全球在此方向有研究的高校。巖石力學與巖石工程方向相關的申請參考資料較少，希望本文能對欲從事和已經在從事這方面研究的，并有意向出國深造的童鞋們在找外導的時候有所幫助。不足或者不對的地方歡迎大家拍磚，但請手下留情。1.英國

提到對巖石力學的貢獻就不得不提到英國。而提到英國就不得不提到帝國理工學院（Imperial College London），當今全球巖石力學領域的大牛可以說一大部分都曾在帝國理工學院工作或者學習過，像E.T.Hoek和E.Brown，Hoek曾經擔任過帝國理工學院的教授，Brown在帝國理工學院學習后并任教。也正是那時，兩個人合作提出了著名的Hoek-Brown強度準則。此外像提出Q分類系統的N.Barton，和E.Hoek合作編寫過Rock Slope Engineering 的John Bray，前任過國際巖石力學協會主席、英國皇家工程院院士的J.A.Hudson，現任國際巖石力學協會副主席的Jian Zhao（趙堅），巖石結構面研究的S.D.Priest，澳大利亞皇家科學院院士Brady B.H.G（和Brown合作編寫過Rock mechanics for underground mining一書）等都曾博士畢業于帝國理工學院的Rock Mechanics Group?？梢哉f上世紀70、80甚至90年代，帝國理工學院都是巖石力學的天下，創造了國際巖石力學領域近半數的研究成果。然而現在這些國際大牛中的一大部分要么轉投他校，要么退休在家養老，帝國理工學院在巖石力學領域的研究勢頭和研究的密集程度已遠不如當年。僅留的部分教授現在都在搞數值方面的研究，唯一剩下從事工程巖石力學研究的J.Harrison教授也于2010年去了多倫多大學（Harrison曾與Hudson合編過著名的Engineering Rock Mechanics一書，這位也將是我未來的老板）。瘦死的駱駝終歸比馬大，現在International Journal of Rock Mechanics and Mining Engineering的主編依然是帝國理工學院的Robert Zimmerman教授。

利茲大學的Prof.Steve Hencher，Rock Mechanics and Rock Engineering的副主編，不過他大部分時間都呆在香港，即使申請到他的博士，估計也不會有什么時間帶。

此外諾丁漢大學和曼徹斯特大學等都有相關領域的學者，但是由于規模和人數比較少，不再列舉，感興趣的可以搜索其網站。

英國有一個很大的好處就是讀博的話只需要三年，而且雅思成績要求也不高，像帝國理工學院這樣的牛校，雅思也只要求6.5，其他大部分學校6分就夠了。對于雅思暫時考的不是很理想，而且想趕緊博士畢業了去工作的，英國絕對是你的不二選擇。2.北歐

本人對北歐國家沒有太多的關注，一個最大的原因就是北歐大部分高校的英文網站信息不全，這里只簡單的介紹幾個。德國的話可以關注下慕尼黑工業大學。想去荷蘭的同學可以關注下代爾夫特理工大學，世界上頂尖的理工大學之一，并被譽為歐洲的麻省理工學院。瑞典的話可以看下瑞典皇家工學院School of Architecture and the Built Environment的Lanru Jing（井蘭如）教授，研究方向偏向巖石水力學，曾經跟中國地質大學的潘別桐教授合作過，也算是此領域的大牛。此外挪威的挪威科技大學、挪威巖土工程研究所（NGI）等都是地質工程領域的頂尖研究機構。3.瑞士

瑞士最有名的應該算是蘇黎世聯邦理工（ETH）和洛桑聯邦理工（EPFL），瑞士以其極高的可研水平和優美的環境吸引了大量中國留學生的青睞。蘇黎世聯邦理工的在全球排名應該可以進前十，Simon L?w教授有一幫非常龐大的科研團隊，主要集中在巖石邊坡和隧道工程的研究。還有一位忘了名字的教授，主要偏向隧道工程方面的研究。想去瑞士留學的同學都可以嘗試申請，而且瑞士沒有明確的英語成績要求，一旦被錄取就可以享受本校工作人員薪資待遇。洛桑聯邦理工Jian Zhao（趙堅）的研究團隊主要集中于巖石動力學，具體研究方向和研究項目可去其網站上查閱?？傮w來說瑞士學術水平很高，不過申請難度也很大。4.西班牙

加泰羅尼亞理工大學位于美麗的海港巴塞羅那，風景美麗，氣候宜人，雅思要求6分。Department of Geotechnical Engineering and Geo-Sciences 的教授主要偏向土力學和滑坡領域的研究，與巖石力學相關的教授較少。馬德里理工大學也有一位博士畢業于加州大學伯克利分校的年輕副教授Rafael Jimenez 從事巖石力學研究。對斗牛和足球等西班牙風情著迷的童鞋可以大膽申請。

此外像葡萄牙、意大利和奧地利等國家在巖石力學領域也不乏國際級的大師，但本人關注較少，不再列舉。5.加拿大

加拿大作為采礦工程和石油工程的重鎮，在巖石力學和巖石工程研究領域也絕對是首屈一指的。排名第一的多倫多大學（UT），此校培養了一大批的大牛，E.Hoek曾是這里的教授，這里也是著名的Rocscience Inc.的研發后盾?，F在還在這里工作的教授有Prof.Will Bawden（Support of Underground Excavations in Hard Rock的作者，和Hoek合著，專著于巖石地下工程的支護方面的研究），Prof.John Hadjigeorgiou（偏向slope stability, tunneling的研究），Prof.Paul Young（加拿大皇家科學院院士，多倫多大學副校長，Itasca創始人之一，主要從事數值、巖石破裂和地震巖石力學等方面研究），Prof.John Harrison（帝國理工學院本科、碩士和博士畢業，以前是帝國理工的教授，前文已提到），還有個華人副教授Kaiwen Xia，主要搞巖石動力學，手下有一幫中國學生和訪問學者。

英屬哥倫比亞大學（UBC）溫哥華校區的Department of Earth and Ocean Sciences有兩個相關領域的教授，Erik Eberhardt是一位年輕的professor，博士畢業后十年內就評上了教授，還經常組織一些國際會議，絕對的論文高產者，巖石邊坡和地下隧洞都有所涉及。Prof.OldrichHungr在國際滑坡和工程地質領域也有一定的知名度，研究方向跟邊坡、滑坡和泥石流相關，不過貌似不怎么招博士生了，連培的學生還是可以嘗試一下。UBC的Okanagan校區的Prof.Dwayne Tannant，博士畢業于阿爾伯特大學并在此校擔任多年的教授，很率直、很給力的一個教授，看了他的網站就知道了，不解釋，本人因最后選擇了UT的Prof.Harrison而不得不拒了他的offer，現在還覺得欠他一份人情。

阿爾伯特大學（UA）由于地處石油大省Alberta省，石油工程巖石力學和油砂研究方面相當領先，曾經也是在巖石力學研究領域極其顯赫的大學，據說后來鬧了內訌，好多教授都走掉了，實力不如從前。像Prof.C.D.Martin，國際巖石力學學會副主席，前任的國際巖石力學學會副主席P.K.Kaiser，這個幾乎可以和Hoek齊名的大牛，還有D.M.Cruden也是這個學校的教授。

麥吉爾大學的Prof.Hani Mitri是一個搞巖石力學的大牛，創辦了Mcgill大學的Mine Design & Numerical Modeling 和Rockbolting實驗室。

滑鐵盧大學Earth and Environmental Sciences的Prof.Steve G.Evans主要搞滑坡，有幾部跟滑坡相關的著名專著出版。

女王大學Queen's University有兩個相關的副教授，雖然是副教授，但是可研水平不可小覷。Prof.Hutchinson（女教授）和Prof.Diederichs，研究領域集中于滑坡、邊坡和隧道。

西門飛沙大學（SFU）的Prof.Doug Stead，國際大牛，研究領域專注于巖石邊坡。前述的UBC的Erik Eberhardt是他的學生。

戴爾豪斯大學Department of Civil and Resource Engineering的Dr.D.H.Zou, 華人，研究領域為Rock mechanics & ground control, mine design, numerical modeling, mine backfill, tailings and drill cuttings disposal, non-destructive rock bolt testing.位于礦區Laurentian University的M.Cai（華人）和P.K.Kaiser，都有大量的相關領域論文產出，感興趣的可以查閱他們的相關論文。

加拿大各大高校在此領域的研究實力有目共睹，也是中國留學生云集的地方，大部分學校的雅思要求是7分（UBC和UA為6.5），同等條件下建議考托福。6.澳洲

與巖石力學相關的采礦工程（Mining Engineering）據說在澳洲是最好移民的專業，澳大利亞由于地域資源的不同，同樣的采礦工程專業在東部和西部的專業偏向也不同。東部以新南威爾士大學（University of New South Wales）為代表，主要偏向采煤方向，它的School of Mining Engineering專業和試驗設施齊全，個人覺得此校的Mining Engineering更適合想去讀本科或者碩士，并且畢業后有移民傾向的同學關注。然而此校更多關注工程實踐，近年來在此領域論文發表相對較少，對于在祖國學術大躍進背景下成長起來的，有出國讀博士意向，而且想論文高產的童鞋們不是個理想的選擇。

對于澳大利亞西部來說當然非西澳大學莫屬了，西澳省豐富的資源和大量采礦工程需求已經使西澳大學成為全球巖土工程和采礦工程研究最密集的大學之一，Australian Centre for Geomechanics也在西澳大學。采礦工程的實力無可置疑，在巖石力學領域擁有一大批實力較高的教授，Prof Arcady Dyskin（巖石斷裂力學，論文及其高產）、Guowei Ma（馬國偉，華人，主要搞Underground technology and rock engineering）等。此外，珀斯優美的環境氣候條件正在吸引大量的中國有志青年在此留學。

科廷大學有西澳大利亞礦學院（Western Australian School of Mines），據說巖石實力也還不錯，就業前景較好，值得關注。

此外還有阿德萊德大學、新西蘭的坎特伯雷大學都有從事巖石力學研究的教授，由于人數和研究規模較小，不多闡述。

澳洲氣候好，地廣人稀，資源豐富，各大學雅思的要求一般都是6.5，相對加拿大來說，比較容易達到。7.東南亞

日本的東京大學、北海道大學、京都大學等知名學府都有從事巖石力學研究的教授，由于語言等原因，本人在申請之初就沒有去日本的打算，關注不多。

新加坡的南洋理工大學有一位畢業于MIT的年輕教授也搞得如火如荼。此外現在的國際巖石力學學會副主席Jian Zhao也曾在南洋理工大學工作多年，不過前幾年轉到了瑞士的洛桑聯邦理工。8.美國

把美國放在最后是因為本人沒有GRE成績，所以在申請的時候對美國沒有太多的關注。像University of California, Berkeley的Goodman教授，MIT的H.H.Einstein等這類級別的國際大牛也一定程度上代表了這些學校在此領域的研究實力。此外亞利桑那大學、科羅拉多礦學院等也都是巖石力學研究的國際頂尖名校。

第二篇：巖石力學-實驗報告

巖石力學與工程

實驗報告

一、實驗目的

1、熟悉運用巖石力學的phase軟件；

2、運用巖石力學的基本理論，來計算某地的地應力值。

二、實驗軟件

1、巖石力學phase軟件；

2、auto CAD 2006;

3、matlab 6.5軟件；

4、microsoft office 2003軟件。

三、實驗方法與步驟

1、選取九龍河溪古水電站地質構造帶作為實驗基礎，并用運用auto CAD軟件繪制將該地區的斷層、節理等地質構造單元；

2、在phase軟件中導入已繪制各種邊界（斷裂邊界、材料邊界、boundry）；

3、進行網格劃分；

4、定義材料，并將所計算的模型設置正確的材料顏色；

5、運用matlab軟件進行數據處理和計算；

5.1、已知理塘、雅江、呷巴、長河壩、乾寧的最大主應力及最小主應力，利用工程力學的力學計算方法，將已知應力點的σ

1、σ

3、最大主應力方向轉換成σx、σy、τxy、τyx.可得出如表1所示的的實驗數據：

地名 理塘 雅江 呷巴 長河壩 乾寧 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坐標-16.2352-8.7352 1.7393 7.3222-0.3815

y坐標 14.604 14.604 14.0014 13.0728 20.9622

表格1：將σ

1、σ3 轉化為σ

x、σy的數據表

5.2、運用matlab軟件編程，求出各個地區的ν、λ、α值 令E=E;v=ν；l=λ；a=α； Yanshi1的源程序：

E=input('請輸入E的值:');v=input('請輸入v的值:');G=E/[2*(1+v)] l=E*v/[(1+v)*(1-2*v)] a=l+2*G 對于⑤古生代到三疊紀的變質分布 有：E=12500MPa，0.22 運行matlab程序：yanshi1 請輸入E的值:12500 請輸入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 的測量距離方法，得出理塘、雅江、呷巴、長河壩、乾寧的坐標，求得的數據如表2：

地名 E(MPa)μ λ G α x坐標 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 長河壩 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08 54916.5 乾寧 12500 0.22 4025.1756 5122.95082 14271.08-2861.25

表格2：各個地區的x,y坐標

5.4、建立matlab的矩陣模型，求出系數A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5

Matlab的矩陣模型如下：

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坐標 109530 109530 105011 98046 157217 A*x=b；

即可得如下的系數矩陣：

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、利用以上模型來求解，從中任意選取10組可求A1,A2,A3,A4,A5和B1,B2,B3,B4,B5的值分別如下：

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、根據以上的系數A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5可將研究區域的不同坐標值找出，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 求得的實驗數據見表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：不同坐標的應力值 5.7、在Phase中設定邊界應力值導入所求的模型，即可得到所需的實驗模型。模型如圖1所示：

圖1：實驗模型圖

四、實驗成果

由以上的模型，在phase軟件中經過計算，可建立如下圖所示的成果：

圖2：maximum shear strain圖

圖3：strength factor 圖

五、實驗中遇到的問題及心得體會

本題是巖石力學的基本實驗之一，旨在通過學習了一些巖石力學的基本知識，來實地計算某地的地應力。本題以九龍河溪古水電站地質構造為實驗數據的基礎，來對該地區的地應力值進行了定量的計算。實驗的過程中，由于是第一次接觸巖石力學phase軟件，也遇到了一定的問題。具體來說可以概括如下：

1、工程力學基礎知識學得不是特別的扎實，致使在已知了理塘、雅江、呷巴、長河壩、乾寧的最大主應力及最小主應力后，處理實驗數據花了一定的時間，利用公式???x??y2?(?x??y2)2??x2花費了一定的時間，此題可用應力圓的方法來計算，使問題得到一定的簡化。

2、由于知識的局限性，所學的matlab知識也不是特別的熟練。此題本來也可以excel來解決問題，求解線性方程組也有一定的方便，但關于這方面的知識自己學得不是特別的精通，致使用了matlab軟件來解決。本題在一定的程度上也反映matlab的局限性，如在求解的過程中，可從中選取任意15個線性方程組中的10組數據來解決需要求的系數A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5。但matlab不能夠顯示數據過于小的數據，因此在運行的過程中，會遇到顯示-Inf的情況，此方式就表示了在matlab的情況下，不能正常的顯示數據。如果采用excel來解決問題，或許不會遇到這樣類似的問題。

3、實驗過程中，對計算模型的思路不清晰。致使在做題的過程中，在得出一些實驗數據之后，不能進行下一步的正確操作。只有在等到老師講解了一些相關的步驟之后，才會有一定的思路。同是，對模型也不是特別的清楚，由于phase軟件全部是英文的命令，所以在操作的過程中，也有了一定的難度。在實驗時，我不僅遇到了一些難題，而且還轉了一定的圈子。比如在添加在Phase軟件中設定邊界應力值時，由于不知道實驗的條件，所以給模型的四周都設定了邊界的應力值，但之后在計算時，卻出現了一定的問題。之后經過老師的講解，才知道另外兩邊的值是不需要加的。這不僅給計算的過程帶來了冗雜，而且也浪費了不少的時間。

通過本次實驗，我也深刻的認識到了自己所學的知識的局限性。巖石力學phase軟件，auto CAD 2006，matlab 6.5軟件以及microsoft office 2003軟件這些有用的學習軟件，在以后學習的過程中我一定要抽空來熟練這些軟件的。同時，我也深刻地認識到了計算機軟件對工程類的巨大作用。通過對一些實驗數據的收集，在軟件中解決這些實際的問題，的確給我們的學習和工作帶來了一定的方便。特別是對于這研究地質類的軟件來說，我想如果可以的話，還可以考慮地震力的作用，來研究和預測地震，這些都是有極大地幫助?；蛘邔⑺芯康哪Ｐ蛠硗ㄟ^進一步的研究，并考慮其他的因素，來分析不同地質深度的地應力的變化情況，以對研究地質構造將有極大的幫助。

通過本次實驗，我也只是分析和計算了巖石力學實驗的一些初級東西。由于phase軟件的強大性，我想通過一定的方式，還可以從模型中研究出一些新的東西，這對于學習本軟件和巖石力學更深的知識，都是有極大的幫助的。當然，這些也只有通過以后進一步的學習了。

最后，感謝王老師給我們這樣的一次實驗機會，也感謝她在實驗過程中給我的指導和幫助。

第三篇：巖石力學個人試題總結

一、單項選擇題

1、絕大多數得巖漿巖是由下列組成（）A、結晶礦物B、非結晶礦物 C、母巖 D、巖石塊體

2、下列說法正確的是（）A、等圍三軸試驗得實用性弱

B、地下工程是三圍的，所以做三軸力學實驗很重要 C、巖體強度不是巖體工程設計的重要參數 D、節理結構面不是影響巖體強度得重要因素

3、關于圍巖得說法錯誤的是（）

A、圍巖愈好洞室逾穩定

B、圍巖壓力大小與洞室跨度成反比

C、圍巖逾差壓力值相應就大

D、圍巖壓力大小與洞室跨度成正比

4、下面關于平面滑動得一般條件錯誤的是（）

A、滑動面的走向必須與坡面平行或接近平行

B、滑動面得傾角必須大于坡面傾角

C、滑動面的傾角必須大于該平面的摩擦角

D、巖體中必須存在對于滑動阻力很小的分離面

5、巖漿巖體產生的裂隙一般是張開的，從冷卻表面向深處一般為數米到多少米？（）A、10-20m B、5-10m C、10-15m D、20-25m6、巖體力學性質的改變對邊坡穩定性的影響錯誤的（）

A、坡體巖體風化越深，穩定坡腳越小

B、風化作用使坡體強度減小，坡體穩定性大大降低 C、坡體巖體風化越深，穩定坡腳越大 D、坡體巖體風化越深，斜坡穩定性越差

7、對片麻巖滲透系數與應力關系得試驗表明當應力變化范圍為5MPa時，巖體滲透系數相差---倍。（）

A、20B、70C、100D、508、世界上測定原巖應力最深測點已達（）

A、2000m B、3000mC、4000mD、5000m9、對于山嶺地下工程，一般埋深超過多少米基本上都可以劃分為深埋地下工程（）

A、10B、50C、30 D、4010、地下開挖體得變形和破壞，除于巖體內得初始應力狀態和洞形有關外，主要取決。（）

A、圍巖的巖性B、圍巖的結構C、圍巖的巖性及結構 D、圍巖的大小

三、填空題（每空1分，共20分）

1.巖石按照成因分（）、（）、（）三種類型。2.地質構造有（）、（）、（）。3.土的三個實測指標是（）、（）及（）。

4.巖石的吸水性常用（）、（）與（）表示。

5.建筑物建造之前土中應力是（），建筑物建造之后由荷載產生的應力為（），兩者之和是土中某一點的（）。

6.土的壓縮指標有（）、（）和（）三種。

7.巖石（體）的力學性質包括的巖石（）、（）、變形性質及巖石的破壞準則。

四、判斷題(對的在括號內打“+”，錯的打“-”。10分)

1、巖石得抗凍系數是指巖樣在+-25度的的溫度區間內，反復降溫、凍結、升溫、融解，其抗壓強度有所下降，巖樣抗壓強度得下降值與凍融前得抗壓強度得比值。（）

2、邊坡變形與破壞得首要原因，在于邊坡中存在得各種形式得結構體。（）

3、在巖溶地基處理中，當洞穴較大且周圍巖體質量較好時，通常可以采用增大基礎底面積和增強基礎強度等措施跨越洞穴。（）

4、當圍巖內部的最大地應力與圍巖強度得比值達到某一水平，才能稱為高地應力或極高地應力。（）

5、在外載和環境得作用下，由于細觀結構得缺陷引起得材料或結構得劣化工程，稱為損傷。（）

五、名詞解釋(每小題3分，共15分)

1、孔隙比

2、切割度

3、工程巖體

4、結構面的張開度 5.蠕變

六、簡答題(每小題5分，共25分)

1、簡述巖石在反復加、卸載下的變形特征

2、簡述巖石地基加固常用得方法有哪些？

3、地下工程圍巖體破壞機理

4、簡述巖體強度的確定方法主要哪些？

5.簡述影響巖石風化的因素？

七、計算題(共10分)

.某原狀土樣，試驗測得容重?＝1.72g/cm3，比重G＝2.65，含水量?＝13.1％。求：干容重，孔隙

比，飽和度。

參考答案

一、單項選擇題

1、a2、B

3、B

4、B

5、A

6、C

7、C

8、D

9、B

10、C

二、多項選擇題

1、ABCd

2、ABC

3、CD

4、AbCD

5、ACD

6、ABD

7、ABC

8、BCd

9、AC

10、BCD

三、判斷題1 +2-3-4+5+

三、填空題

1.巖漿巖、沉積巖、變質巖。

2.水平構造和傾斜構造、褶皺構造、斷裂構造。3.密度、比重、含水量。

4.吸水率、飽和吸水率、飽和系數。5.自重應力，附加應力、豎向總應力。6.壓縮系數、壓縮指數、壓縮模量。7.破壞形式、強度、變形性質。

四、名詞解釋題

1、孔隙比 ：是指孔隙得體積與固體體積得比值公式為e=Vv/Va2、切割度 :假設有以平直得斷面，它與考慮得結構面重疊而且完全地橫貫所考慮得巖體，另面積為A，則結構面得面積a與它之間得比率，即為切割度。Xe=a/A3、工程巖體 指各類巖石工程周圍得巖體，這些巖石工程包括地下工程、邊坡工程及與巖石有關的地面工程，即為工程建筑物地基、圍巖或材料巖體。

4、結構面的張開度是指結構面裂口開口處張開的程度。

5、蠕變是指在應力為恒定得情況下巖石變形隨時間發展的現象。

六、簡答題

1、簡述巖石在反復加、卸載下的變形特征

對于彈塑性巖石，在反復多次加載與卸載循環時，所得的應力-應變曲線將具有以下特點：（1）卸載應力水平一定時，每次循環中的塑性應變增量逐漸減小，加、卸載循環次數足夠

多后，塑性應變增量將趨于零。因此，可以認為所經歷得加、卸載玄幻次數愈多，巖石則愈接近彈行變形。

（2）加卸載循環次數足夠多時，卸載曲線與其后一次再加載曲線之間所形成得滯回環得面

積將愈變愈小，且愈靠攏而又愈趨于平行。

（3）如果多次反復加載、卸載循環，每次施加得最大荷載比前一次循環得最大荷載為大。

隨著循環次數增加，塑性滯回環的面積也有所擴大，卸載曲線得斜率也逐次略有增加。這個現象稱為強化。此外，每次卸載后再加載，在荷載超過的上一次循環的最大荷載以后，變形曲線仍沿著原來的單調加載曲線上升，好像不曾受到反復加卸荷載得影響似的，這就是所謂的巖石具有記憶效應。

2、簡述巖石地基加固常用得方法有哪些？

（1）當巖基內有斷層或軟弱或局部破碎帶時，則需要破碎或軟弱部分，采用挖、掏、填得處理。

（2）改善巖基得強度和變形，進行固結灌漿以加強巖體得整體性，提高巖基得承載能力，達到防止或減少不均勻沉降得目的。固結灌漿是處理巖基表層裂隙得最好辦法，它可以使基巖得整體彈性模量提高1-2倍，對加固巖基有顯著的作用。

（3）增加基礎開挖深度或采用錨桿與插筋等方法提高巖體的力學強度

（4）如為壩基，由于蓄水后會造成壩底揚壓力和壩基滲漏，為此，需在壩基上游灌漿，做一道密實的防滲帷幕，并在帷幕上加設排水孔或排水廊道使壩基的滲漏量減少，揚壓力降低，排除管涌等現象。帷幕灌漿一般用水泥漿或粘土漿灌注，有時也用瀝青灌注。

（5）開挖和回填是處理巖基得最好辦法，對斷層破碎帶、軟弱夾層、帶狀風化等較為有效。3簡述地工程圍巖體破壞機理

地下開挖體的變形與破壞，除與巖體內得初始應力狀態和洞形有關外，主要取決與圍巖得巖性和結構。有拉伸機理破壞和剪切機理破壞

4、簡述巖體強度得確定方法主要哪些？（1）試驗確定法（2）經驗估算法

5.答案：主要有氣候、地形、地下水、巖石性質的影響、斷層裂隙的影響。它們主要影響巖石的風化速度、深度、程度及分布規律。

七、計算題

G?1???

2.65?1?0.131?

1.72

干容重?d＝

G1?e

＝

2.651?0.742

＝1.52g/cm

飽和度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：巖石力學課程介紹

《巖石力學》課程介紹

該課程為學科基礎課程，適應專業有土木工程專業、水利水電工程專業；課程性質為選修

課程主要學習巖體的基本物理力學性質及測定方法，工程巖體在外荷作用下內應力的變化和表現出的性質及應力狀態、應變狀態以及對工程的影響，并用以解決工程問題和對工程進行可靠性評價。

本課程研究內容：介紹基本原理和試驗方法以及與工程建設密切相關的巖基、巖坡、地下洞室等問題，著重于基礎知識。

學習該課程的目的：

掌握工程巖體在外荷載作用下的內應力的變化和表現出的各種性質以及應力狀態、應變狀態對工程的影響，掌握巖體的基本力學性質及其測定方法，并用以解決工程問題和對工程進行可靠性評價。

學習本課程后應具備的能力：

1、能夠運用巖石的物理性質和巖體結構狀態對巖石（體）分類，估算無支護條件下的洞壁最長穩定時間。

2、能夠進行巖體力學性質的室內外實驗和資料分析。

3、對巖體應力狀態、變形狀態和破壞條件進行全面分析和評價。

4、能夠計算山巖壓力，評價巖體穩定性，并進行噴錨支護設計。

5、掌握有壓隧洞圍巖和襯砌的應力計算和有壓隧洞圍巖最小覆蓋層厚度計算。

6、初步掌握巖坡的加固方法。

學分與學時

學分為2分.學時為32學時。

建議先修課程

土力學與地基基礎、工程地質和水文地質、材料力學、彈性力學。

推薦教材或參考書目

推薦教材：

（1）《巖石力學》（第三版）第11次印刷 徐志英主編.中國水利水電出版社.1993年

參考書目：

（2）《巖體力學》（第一版）第1次印刷.沈明榮、陳建峰主編.同濟大學出版社.2006年。

（3）《巖體力學》（第一版）第1次印刷 羅固原等編.重慶大學出版社.2002年。

第五篇：《巖石力學與工程》蔡美峰版總結

《巖石力學與工程》內容概要總結

地應力是存在于地層中的為受工程擾動的天然應力。也稱為巖體初始應力、絕對應力或原巖應力。

地質軟巖：單軸抗壓強度小于25MPa的松散、破碎、軟化及風化膨脹性一類巖體的總稱。工程軟巖：工程力作用下能產生顯著性變形的工程巖體。聲發射：材料在受到外載荷作用時，其內部貯存的應變能快速釋放產生彈性波，發生聲響。

巖石巖石地下工程：地下巖石中開挖并臨時獲永久修建的各種工程。

圍巖：在巖石地下地下工程中，由于受開挖影響而發生應力狀態改變的周圍巖體。錨噴支護：錨桿與噴射混凝土聯合支護的簡稱。

邊坡：巖體、土體在自然重力作用或人為作用而形成一定傾斜度的臨空面。巖石：自然界各種礦物的集合體，是天然地質作用的產物。

容重：巖石單位體積的重量。根據含水情況將巖石的容重分為天然容重、干容重、飽和容重?？紫缎裕禾烊粠r石中包含著數量不等、成因各異的孔隙和裂隙。

孔隙率：指巖石孔隙的體積與巖石總體積的比值，以百分數表示。分為總孔隙率、總開孔隙率、大開孔隙率、小開孔隙率、和閉孔隙率。孔隙率愈大，巖石力學性能越差。水理性：巖石與水相互作用時所表現的性質。包括巖石的吸水性、透水性、軟化性和抗凍性。

巖石強度：巖石在各種載荷作用下達到破壞時所能承受的最大應力。

單軸抗壓強度：巖石在單軸壓縮載荷作用下達到破壞前所能承受的最大壓應力。

巖石破壞形式：x狀共軛斜面剪切破壞。這種破壞形式是最常見的破壞形式；單斜面剪切破壞。這兩種破壞都是由于破壞面上的剪應力超過極限引起的。拉伸破壞：橫向拉應力超過巖石抗拉極限引起的。

流變破壞：巖石的三軸抗壓強度：巖石在三向荷載作用下，達到破壞時所能承受的最大壓應力。

莫爾強度包絡線：同一種巖石對應各種應力狀態下破壞莫爾應力圓外公切線。直線型、拋物線型、雙曲線型。

點載荷試驗：試驗所獲得的強度指標值可以用做巖石分級的一個指標。點載荷實驗裝置是便攜式的，可帶到巖土工程現場去做實驗。點載荷試驗對試件的要求不嚴格。缺點是要根據經驗公式進行換算。抗拉強度：巖石在單軸拉伸荷載作用下達到破壞時所能承受的最大拉應力。拉伸試驗分為直接試驗和間接試驗兩類。間接試驗著名的有劈裂試驗?？估瓘姸纫话銥榭箟簭姸鹊?/4到1/25平均為1/10。

巖石的變形：巖石在外力或其他物理因素作用下發生形狀或體積的變化。彈性、塑性、粘性、脆性、延性。擴容：巖石在載荷作用下，在其破壞之前產生的一種明顯的非彈性體積變形。

各向異性：巖石的全部或部分物理、力學性質隨方向不同而表現出差異的現象。彈性模量：應力與應變的比率。

泊松比：巖石的橫向應變與縱向應變的比值。泊松比將隨應力的增大而增大，直到0.5停止。滯回效應：卸載曲線不走加載曲線的路線滯回曲線：在反復作用下巖石的荷載－變形曲線記憶性：巖石在荷載超過上一次循環的最大荷載以后，變形曲線仍沿著原來的單調加載曲線上升，好像不曾受到反復加載的影響似的，這種現象稱為巖石的記憶性。

塑形滯回環：加載曲線與卸載曲線所形成的環。水楔作用：當兩個礦物顆?？康暮芙?，有水分子補充到礦物表面時，礦物顆粒利用其表面吸著力將水分子拉到自己周圍，在兩個顆粒接觸處由于吸著力作用使水分子向兩個礦物顆粒之間的縫隙內擠入的現象

結構面：不同成因、不同特性的地質界面的統稱。原生結構面、構造結構面、次生結構面、整合面、不整合面、層理、劈理、節理、斷層、結構體：被各種結構面切割而成的巖石塊體。巖體結構：不同類型的巖體結構單元在掩體內的組合、排列形式稱為巖體結構。巖體結構單元：結構體和結構面。

裂隙度：沿取樣線方向單位長度上的節理數量。

切割度：巖體被節理割裂分離的程度。結構面的力學性質：法相變形、剪切變形、抗剪強度。為什么巖體的力學性質和巖石不同是因為結構面的存在。

水力學性質：巖石的滲流特性及在滲流作用下所表現出的力學性質。質量指標（RQD）：長度在10cm（含10cm）以上的巖芯累計長度占鉆孔總長的百分比。

地應力方法：直接測量法扁千斤頂法、剛性包體應力計法、水壓致裂法、聲發射法。間接測量法：全應力解除法、局部應力解除法、孔徑變形法、孔底應變法、孔壁應變法、空心包體應變法、實心包體應變法。

流變：材料的應力-應變關系與時間因素有關的性質，材料變形過程中具有時間效應的現象稱為流變現象。包括蠕變、松弛、彈性后效。

彈性后效：材料在彈性范圍內受某一不變載荷作用，其彈性變形隨時間緩緩增長的現象巖石強度理論：研究巖石在各種應力狀態下的強度準則的理論。

表征巖石在極限應力狀態下的應力狀態和巖石強度參數之間的關系數值分析常用方法：有限元法、邊界元法、有限差分法、加權余量法、離散元法、剛體元法、不連 續變形分析法、流形方

真三軸：真三軸加載試件為立方體，1為主應力，23為側向壓力，六個面均受摩擦力，對實驗結果影響很大。偽三軸加載試件為圓柱體；軸向壓力1的加載方式和單軸壓縮試驗時相同，但由于有了側向壓力，其加載時的端部效應比單軸加載時要輕微的多。側向壓力23相同，側向壓力均勻的施加到試件中。

剛性試驗機：由于傳統試驗機的剛度不夠大，在試驗過程中試件受壓，試驗機受拉，試驗機產生的彈性變形以應變能的形式存在機器中，當施加的壓縮應力超過巖石抗壓強度后，試件破壞，機架迅速回彈，以便回到其原始位置，并將其內部貯存的應變能釋放到巖石試件中，從而使試件急劇破裂和崩解。而剛性試驗機提高了自身剛度，機架變形小，就不會引起試件的突發性破壞。采用液壓伺服系統，伺服系統有一個反饋信號系統，它檢查當前施加的載荷是否事先確定的變形速度，否則它會自動調整施加載荷，以保持變形素的的恒定。地下水對巖體的物理作用：1.潤滑作用，使巖體的摩擦角減??；軟化和泥化作用，使巖體的力學性能降低，內聚力和摩擦角值減小。主要表現在對巖體結構面中充填物的物理性狀的改變上，巖體結構中充填物隨含水量的變化，發生由固態向塑態直至液化的弱化效應；結合水的強化作用，處于非飽和帶的巖體中的有效應力大于巖體的總應力，強化了巖石的力學性能。

有限元步驟：確定計算模型，根據對稱性、材料性質和所關心部位的邊界尺寸等確定計算模型；劃分單元；選擇位移函數；建立單元剛度矩陣，并進行坐標轉換；形成總體剛度矩陣；載荷等效移置，確定節點力列陣；列出有限元基本方程，并根據已知位移對方程進行修正；求解總體方程，可獲得節點位移；利用幾何關系和物理方程計算單元的應變和應力；繪制計算結果圖，以便直觀了解分析結果，給出定量的評價。維護巖石地下工程穩定的基本原則：合理利用和充分發揮巖體強度；改善圍巖應力條件；合理支護；強調監測和信息反饋。地應力的組成地應力是存在于地層的未受擾動的天然應力。構造應力場和重力應力場是主要組成還有比如：大陸板塊邊界受壓引起的應力場；地幔熱對流引起的應力場；由地心引力的應力場；巖漿侵入引起的應力場；地溫梯度引起的應力場；地表剝蝕產生的應力場?；疽幝桑?地應力是一個具有相對穩定性的非穩定應力場，它是時間和空間的函數；2實測垂直應力基本等于上覆巖層的重量；3水平應力普通大于垂直應力；4平均水平與垂直應力的比值隨深度增加而減??；5最大水平主應力和最小水平主應力也隨深度呈線性增長關系；6最大水平主應力和最小水平主應力之值一般相差較大，顯示出很強的方向性；7還受地形、地表剝蝕、風化、巖體結構特征，巖體力學性質、溫度，地下水等因素的影響，特別是地形和斷層的擾動影響最大。

影響巖石力學性質的因素？影響巖石力學性質的因素有試件尺寸、試件形狀、試件三維比例、濕度、水、溫度、風化程度、加載速率、圍壓大小、各向異性等。試件尺寸增大，巖石強度值降低。寬高比大的試件比寬高比小的試件所測得強度指標值要高。濕度大的巖石強度值會降低。1.水。水對巖石力學性質影響主要體現在以下五個方面：1）連結作用。束縛在礦物表面的水分子通過其表吸引力作用將礦物顆粒拉近，接緊，起連結作用；

2）潤滑作用。導致顆粒間連潔力減弱，摩擦力減低，水起到潤滑劑的作用；3）水楔作用。一是使巖石體積膨脹，二是水膠連結代替膠體及可熔鹽連結，產生潤滑作用，巖石強度降低；4）孔隙壓力作用。減小了顆粒間的壓應力，降低了巖石的抗剪強度；5）溶蝕及潛蝕作用。滲透水流動時溶解可溶物，并帶走小顆粒，使巖石強度大大降低6）凍融脹縮作用；2.溫度。每增加100米溫度升高3度，隨著溫度的增高，巖石的延性加大，屈服點降低，強度也降低；3.加載速度。加載速率越快，測得的彈性模量愈大獲得的強度指標值建議加載速率為0.5到1MPa/s加載時間為5到10分鐘；4.圍壓。隨著受力狀態的改變，其脆性與塑性是可以相互轉化的；5.風化。1巖石風化降低巖石結構面的粗糙程度并產生新的裂隙，分裂巖體；2風化過程中使礦物成分發生變化；3并使巖石的物理力學性質也隨之發生改變，大大惡化了巖石的力學性質。

全應力-應變曲線應用：.全面顯示巖石在受壓破壞過程中的應力、應變特征，特別是破壞后的強度與力學性質變化規律；1.預測巖爆。如圖，以峰值強度C為界，可以分為左右兩部分。左半部分面積（A）表示達到峰值強度時試件內部積累的應變能，右半部分面積（B）如圖，表示從從破裂到整個破壞消耗的能量。若A>B，說明巖石破壞后還剩余一部分能量，這部分能量突然釋放就會發生巖爆。若A

單軸壓縮條件下巖石變性特征1）孔隙裂隙壓密階段（OA段）試件中原有張開性結構面或微裂隙逐漸閉合，巖石壓密，形成早期的非線性變形，曲線呈上凹型。2）彈性變形至微彈性裂隙穩定發展階段（AC段）該階段應力-應變曲線呈近似直線型，其中AB段為彈性變形階段，BC段微破裂穩定發展階段。3）非穩定皮破壞階段（CD）C點是巖石從彈性變為塑性的轉折點。稱為屈服點。進入本階段，微裂隙的發展發生了質的變化，破裂不斷發展直至試件完全破壞。試件由體積壓縮轉為擴容，軸向應變和體積應變速率迅速增大。4）破裂后階段（D點以后段）巖塊承載力達到峰值強度后，其內部結構遭到破壞，但時間基本保持整體狀。到本階段，裂隙快速發展，交叉且相互聯合形成宏觀斷裂面，試件承載力隨變形增大迅速下降，但并不降到零，說明破烈的巖石仍具有一定的承載力。

地下水對巖體的影響1）地下水對巖體的物理作用：潤滑作用、軟化和泥化作用、結合水的強化作用。2）地下水對巖體的化學作用：水和巖體之間的離子交換、溶解作用、水化作用、水解作用、溶蝕作用、氧化還原作用、沉淀作用以及超滲透作用。3）地下水對巖體的力學作用：主要通過空隙靜水壓力和空隙動水壓力作用對巖土體的力學性質施加影響，前者減小巖土體的有效應力而降低巖土體的強度，在裂隙巖體中的空隙靜水壓力可使裂隙產生擴容變形；后者對巖土體產生切向的推力以降低巖土體的抗剪強度。