第一篇：專業主干課5《巖體工程地質力學》

《巖體工程地質力學》教學大綱

一、課程名稱：巖體工程地質力學

Engineering geomechanics of rock mass

二、課程編號：

三、學分學時：2.5學分 / 40學時

四、使用教材：《巖體力學》劉佑榮，唐輝明編 化學工業出版社2009.1

五、課程屬性：專業課 / 必修

六、教學對象：地質工程專業本科生

七、開課單位：地球科學與工程學院地質科學與工程系

八、先修課程：工程力學、水力學、普通地質學、構造地質學、巖石學、工程地質學等。

九、教學目標：

巖石力學是地質工程專業的一門重要的專業課。通過本課程的學習，學生可以全面掌握巖塊、結構面、巖體等基本概念、性質指標及其測試方法，掌握工程巖體重分布應力特征、計算方法及工程巖體穩定性分析方法，培養學生分析問題、解決問題的能力，初步具備解決巖體力學實際問題的能力。

十、課程要求：

本課程采用課程講授與問題探討、實例演示以及研究性教學等教學方式，實行啟發式教學，重點培養學生的理論基礎和解決巖體力學問題的能力。因此，本課程要求課前必須閱讀教材的相關部分和參考文獻；課上主動參與討論；課后按時完成布置的作業，及時進行教學互動交流。

十一、教學內容：

第0章 緒論（2學時）

? 知識要點：巖石力學在工程中的重要性；巖石力學的研究內容；巖石力學的研究方法；巖石力學的發展簡史等。

? 重點難點：巖石力學的研究方法及研究手段。

? 教學方法：課堂講授，利用工程圖片介紹國內外巖石力學研究內容、研究方法及相關巖石力學問題的研究方法。

第一章 巖體地質與結構特征（4學時）

? 知識要點：結構面、巖體的定義及基本特征；巖體結構及巖體結構控制論；結構面的統計分析方法；結構面網絡模擬方法等。

? 重點難點：結構面、巖體的定義及基本特征、結構面的統計分析方法。

? 教學方法：課堂講授，利用工程圖片介紹結構面的基本特征、結構面的統計方法及結構面網絡

模擬的工程應用等。

第二章 巖石的物理性質（4學時）

? 知識要點：巖體物理指標的概念以及它們之間的換算；巖石的物理、水理、熱學性質以及巖塊的變形和強度性質等。

? 重點難點：巖石物理指標定義及換算；巖石的水理性質及巖體的變形及強度性質等。? 教學方法：講授內容分布于課程之中、自學、討論相結合。

第三章 結構面的變形及強度性質（4學時）

? 知識要點：結構面的法向變形和切向變形，平直無充填、粗糙起伏無充填、斷續結構面和充填

結構面的強度性質。

? 重點難點：結構面的法向變形和切向變形，平直無充填、粗糙起伏無充填、斷續結構面和充填

結構面的強度性質。

? 教學方法：講授內容分布于課程之中、自學、討論相結合。

第四章 巖體的力學性質（4學時）

? 知識要點：巖體變形性質及相關參數估算、巖體的變形曲線、巖體的剪切強度及參數估算、巖

體的動力學性質及動參數的估算、巖體的水力學性質及滲透性。

? 重點難點：巖體變形性質及相關參數估算、巖體的變形曲線、巖體的剪切強度及參數估算、巖

體的水力學性質及滲透性。

? 教學方法：講授內容分布于課程之中、自學、討論相結合。

第五章 工程巖體分類（2學時）

? 知識要點：巖塊的工程分類、巖體的工程分類、我國的工程巖體分類標準、工程巖體分類在工

程中的應用。

? 重點難點：巖體的工程分類、我國的工程巖體分類標準、工程巖體分類在工程中的應用。? 教學方法：講授內容分布于課程之中、自學、討論相結合。

第六章 巖體天然應力（4學時）

? 知識要點：巖體中天然應力的分布規律、巖體天然應力測量方法及估算、巖體天然應力場的回

歸分析、高地應力的若干特征。

? 重點難點：巖體天然應力測量方法及估算、巖體天然應力場的回歸分析、高地應力的若干特征。? 教學方法：講授內容分布于課程之中、自學、討論相結合。

第七章 巖體本構關系及強度理論（4學時）

? 知識要點：巖石的本構關系；巖石強度理論；巖體變形及本構關系；巖體破壞機制及破壞判據

? 重點難點：巖石強度理論、巖體破壞機制及破壞判據。

? 教學方法：講授、自學、討論相結合。

第八章 邊坡巖體穩定性分析（4學時）

? 知識要點：邊坡中的應力分布特征；邊坡的變形及破壞、邊坡巖體穩定性分析的步驟、邊坡巖

體穩定性計算、邊坡巖體滑動速度計算及涌浪估計。

? 重點難點：邊坡的變形及破壞、邊坡巖體穩定性分析的步驟、邊坡巖體穩定性計算。? 教學方法：講授、自學、討論相結合。

第九章 地下洞室圍巖穩定性分析（4學時）

? 知識要點：圍巖重分布應力計算、圍巖的變形與破壞、圍巖壓力計算、圍巖抗力與極限承載力。? 重點難點：圍巖重分布應力計算、圍巖的變形與破壞、圍巖壓力計算。

? 教學方法：課堂講授。

第十章 地基巖體穩定性分析（4學時）

? 知識要點：地基巖體中的應力分布特征、地基巖體的承載力、壩基巖體抗滑穩定性分析、壩肩

巖體抗滑穩定性分析。

? 重點難點：彈性抗力系數及其應用；有裂隙圍巖應力的計算。

? 教學方法：講授、自學、討論相結合。

十二、實踐環節：

? 本課程課內教學環節中根據講授的內容，安排2-3個巖體力學專題，通過具體的工程實例來解

釋巖體力學中的工程問題。

? 課外充分利用實驗室巖石試驗儀器，安排學生熟悉部分巖石力學試驗操作步驟及相關測試方法

并開展巖石的抗壓、抗拉、抗剪、點荷載及變形等室內試驗，提高學生的動手能力。

? 根據教學內容，安排5-6次課外作業。

十三、教學參考：

1.參考教材：

? 徐志英.巖石力學.北京：水利水電出版社，1993

? 張永興.巖石力學.北京：中國建筑工業出版社，2008

? 黃醒春.巖石力學.北京：高等教育出版社，2005

? 蔡美峰.巖石力學與工程.北京：科學出版社，2002

? 高瑋.巖石力學.北京：北京大學出版社，2010

? 沈明榮.巖體力學.上海：同濟大學出版，1999

2.參考文獻：

? 付志亮.巖石力學試驗教程.北京：化學工業出版社，2011

? 張忠亭，景鋒，楊和禮.工程實用巖石力學.北京：水利水電出版社，2009 ? John A.Hudson.工程巖石力學（上卷、下卷）.北京：科學出版社，2009 ? GBT 50266-1999 工程巖體試驗方法標準

3.網絡資源

? 山東科技大學http://jpkc.sdkd.net.cn/2004/yanshilixue/

? 西南科技大學http:///C262/kcms-4.htm

? 長安大學http://202.117.64.98/ec/C88/kcjsgh-1.htm

? 西安科技大學http://61.150.69.30/ec/C148/jsdw-3.htm

十四、考核方式：

考試或考查方式：閉卷考試。

十五、課程說明：

大綱編寫人：孫少銳

大綱編寫時間：2012年4月20日

第二篇：巖體力學典型例題(DOC)

一、緒論

1、巖體力學的定義：巖體力學主要是研究巖體和巖體力學性能的一門學科，是探討巖石和巖體在其周圍物理環境（力場、溫度場、地下水等）發生變化后，做出響應的一門力學分支。

2、何謂巖石？何謂巖體？巖石與巖體有何不同之處？1）巖石：由礦物或巖屑在地質作用下按一定規律聚集而形成的自然物體。2）巖體：一定工程范圍內的自然地質體。3）不同之處：巖體是由巖石塊和各種各樣的結構面的綜合體。

3、何謂巖體結構？巖體結構的兩大要素是什么？（1）巖體結構是指結構面的發育程度及其組合關系；或者是指結構體的規模、形態及其排列形式所表現的空間形態。（2）結構體和結構面。

4、中科院地質所提出的巖體結構可分為那六大類型？塊狀、鑲嵌、層狀、碎裂、層狀碎裂、松散結構

5、巖體有哪些特征？（1）不連續；受結構面控制，巖塊可看作連續。（2）各向異性；結構面有一定的排列趨勢，不同方向力學性質不同。（3）不均勻性；巖體中的結構面方向、分布、密度及被結構面切割成的巖塊的大小、形狀和鑲嵌情況等在各部位不同，各部位的力學性質不同。（4）賦存地質因子特性（水、氣、熱、初應力）都會對巖體有一定作用。

二、物理力學性質

1、巖石有哪些物理力學參數？巖石的質量指標，水理性質指標，描述巖石風化能力指標，完整巖石的單軸抗壓強度，抗拉強度，剪切強度，三向壓縮強度和各種受力狀態相對應的變形特性。

2、影響巖石強度特征的主要因素有哪些？對單軸抗壓強度的影響因素有承壓板、巖石試件尺寸及形狀（形狀、尺寸、高徑比），加載速率、環境（含水率、溫度）。對三相壓縮強度的影響因素：側向壓力、試件尺寸與加載速率、加載路徑、空隙壓力。

3、何謂巖石的應力應變全過程曲線？所謂應力應變全過程曲線是指在剛性實驗機上進行實驗所獲得的包括巖石達到峰值應力之后的應力應變曲線。

5、試比較莫爾強度理論、格里菲斯強度理論和 E.Hoek 和.T.Brown 提出的經驗強度理論的優缺點：莫爾強度理論優點是使用方便，物理意義明確；缺點是1不能從巖石破壞機理上解釋其破壞特征2忽略了中間主應力對巖石強度的影響；格爾菲斯強度理論優點是明確闡明了脆性材料破裂的原因、破裂所需能量及破裂擴展方向；缺點是僅考慮巖石開裂并非宏觀上破壞的緣故。E.hoek和E.T.brown提出的經驗理論與莫爾強度理論很相似其優點是能夠用曲線來表示巖石的強度，但是缺點是表達式稍顯復雜。

6、典型的巖石蠕變曲線有哪些特征？典型的巖石蠕變曲線分三個階段第Ⅰ階段：稱為初始蠕變段或者叫瞬態蠕變階段。在此階段的應變一時間曲線向下彎曲；應變與時間大致呈對數關系，即ε∝㏒t。第Ⅱ階段：稱為等速蠕變段或穩定蠕變段。在此階段內變形緩慢，應變與時間近于線性關系。第Ⅲ階段：稱為加速蠕變段非穩態蠕變階段。此階段內呈加速蠕變，將導致巖石的迅速破壞。

7、有哪三種基本的力學介質模型？1）彈性介質模型；2）塑性介質模型（理想塑性模型、有硬化塑.性介質模型）；3)黏性介質模型

8、基本介質模型的串聯和并聯的力學特征有何不同？串聯E和h，每個元素的力相等；總應變=分應變之和。基本模型，兩元件并聯，使它所表現的變形特征與馬克斯維爾模型有所不同。根據兩個基本力學模型并聯的力學特征，當外力作用于模型的兩端時，兩個模型產生的應變相等，而其應力為彈簧所受的應力與粘壺所受的應力之和。

9、巖石在單軸和三軸壓縮應力作用下，其破壞特征有何異同？單軸破壞形態有兩類：圓錐形破壞，原因：壓板兩端存在摩擦力，箍作用（又稱端部效應），在工程中也會出現；柱狀劈裂破壞，張拉破壞（巖石的抗拉強度遠小于抗壓強度）是巖石單向壓縮破壞的真實反映（消除了端部效應），消除試件端部約束的方法，潤滑試件端部（如墊云母片；涂黃油在端部），加長試件。三軸壓縮應力：低圍壓，圍壓作用不明顯，接近單軸壓縮破壞形式；中圍壓，斜面剪切破壞；高圍壓,塑性流動性破壞。

11、有一云母片巖試件，其力學性質在沿片理方向A 和 垂直片理方向B 表現出明顯的各向異性，試問：1）試件在A向和 B 向受到相同的單向壓力時，變形哪個方向更大？彈性模量哪個更大？為什么？2）巖石試件的單軸抗壓強度哪個更大？為什么？

答：1）在相同單向壓力作用下B向變形更大，因為B向包含片理的法向閉合變形，相對A而言，對巖石的變形貢獻大。相應的彈性模量則是A向大，根據應力應變關系可知，在應力相同的情況下，A向應變小于B向應變，故A向彈性模量大。2）單軸抗壓強度B向大，因為B向為剪斷片理破壞，實為巖塊抗壓強度。A向由于結構面的弱抗拉效應，巖石產生拉破壞，降低了巖石單軸抗壓強度。

三、巖體動力學性質

1、如何測試巖塊和巖體彈性波波速？ 1）巖塊聲波速度測試：測試儀器主要是巖石超聲波參數測定儀和縱橫波換能器。測試時，把縱橫波換能器放在巖塊試件的兩端。測定縱波速度時宜采用凡士林或黃油作耦合劑，測定橫波速度時宜采用鋁箔或銅箔作耦合劑測試結束后，應測定超聲波在標準有機玻璃中的傳播時間，繪制時距曲線并確定儀器系統的零延時。vp=L/（tp-t0），vs=L/（ts-t0）

2）巖體聲波速度測試：測點表面應大致修鑿平整并擦凈，縱波換能器應涂厚1-2mm的凡士林或黃油，橫波換能器應墊多層鋁箔或銅箔，并應將換能器放置在測點上壓緊。在鉆孔或風鉆孔中進行巖體聲波速度測試時，鉆孔或風鉆孔應沖洗干凈，并在孔內注滿水，水即作為耦合劑，而對軟巖宜采用干孔測試。

2、影響巖體彈性波波速的因素有哪些？1）巖體彈性波速與巖體種類、巖石密度和生成年代有關.2、巖體波速與巖體中裂隙或夾層的關系：34巖體波速與巖體的有效孔隙率n及吸水率Wf有關

4、巖體波速與各向異性性質有關

5、巖體受壓應力對彈性波傳播的影響。

3、用巖體彈性波速度確定地下工程圍巖松動圈（塑性圈）范圍的依據是什么？根據巖體彈性波速度隨裂隙的增多和應力的減小而降低的原理，在松動圈內，由于巖體破碎且屬低應力區，因而波速較小，當進入松動圈邊界完整巖體區域，應力較高，波速達到最大，之后波速又逐漸減小至一定值。根據波速隨深度變化曲線，可確定松動圈厚度，其邊界在波速最大值深度附近。

四、巖體基本力學性質

1、描述結構面的參數及其所表達的含義：

2、闡述結構面法向彈性變形的假設條件和計算方法。

3、闡述結構面法向變形的三個分量。

4、闡述結構面法剪切位移的類型及其特征。

5、闡述結構面強度表達式及其與莫爾應力圓的幾何關系。

6、簡述結構面的面摩擦效應。

7、簡述結構面的楔效應摩擦的三種評價方法。

8、闡述結構面與主應力面的夾角對極限最大主應力的影響。

9、闡述帶有單一結構面的巖體的力學效應的分析方法。

10、闡述孔隙水壓力對單一結構面的巖體強度的影響。

11、闡述巖體的變形曲線及其變形參數的確定方法。

五、工程分類、1、簡述圍巖分類的目的和意義：（1）為巖石工程建設的勘察、設計、施工和編制定額提供必要的基本依據。（2）便于施工方法的總結,交流,推廣。（3）為便于行業內技術改革和管理。

2、闡述圍巖分類有哪些原則？（1）有明確的類級和適用對象。（2）有定量的指標。（3）類級一般分五級為宜。（4）分類方法簡單明了、數字便于記憶和應用。（5）根據適用對象，選擇考慮因素。

3、簡述圍巖分類的基本方法：按巖石的單軸抗壓強度RC 分類；以點荷載強度指標分類；按巷道巖石穩定性分類；前蘇聯巴庫地鐵分類；按巖體完整性分類；按巖體綜合指標分類。

4、簡述巖石質量指標RQD 的定義及評價方法：RQD是選用堅固完整的、其長度大于等于10cm的巖芯總長度與鉆孔長度的比。評價方法：巖石的RQD與巖體完整性關系密切，RQD與體積節理數JV之間存在下列統計關系：RQD=115—3.3JV（%），對于JV小于等于4.5的巖體，其RQD=100%

5、闡述巴頓（Barton）Q 分類采用了哪些參數？它們代表了何種含義？采用了六個參數：RQD：巖體質量指標。Jn節理的組織數系數。Jr節理的粗糙度系數。Ja節理的飾變系數。JW地下水的影響系數。SRF應力折減系數。

6、闡述國際巖體分級采用了哪兩種方法？采用了定性、定量兩種方法分別確定巖體質量的好壞，相互協調、相互調整，最終確定巖石的堅硬程度與巖體完整性指數。

7、闡述國際巖體分級采用了哪些指標作為分級的基本參數？

（一）確定巖體基本質量：1.定量確定巖體基本質量，包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。2.定性確定巖體基本質量，也包括巖石堅硬程度的確定、巖體完整程度的確定。

（二）基本質量分級：巖體基本質量指標；巖體基本質量的確定。

（三）具體工程巖體質量分級的確定。

8、闡述在國際巖體分級中，對地下工程的巖體基本質量指標的修正，考慮了哪些因素的影響？地下水影響修正系數；主要軟弱結構面產狀影響修正系數：初始應力狀態響修正系數

六、地應力

1、何謂巖體的初始應力？巖體的初始應力主要是由什么引起的？影響巖體的初始應力場的因素一般有哪些？初始應力：天然狀態下巖體內的應力，又稱地應力、原巖應力。由巖體的自重和地質構造所引起。因素：自重.地質構造——主要因素；地形地貌.地震力.水壓力.地熱——次要因素。

3、正斷層、逆斷層、平移斷層的最大主應力和最小主應力的作用方向如何？對于正斷層，自重應力為最大主應力，方向豎直向下，最小主應力與斷層走向正交；對于逆斷層，自重應力為最小主應力，方向豎直向下，而最大主應力與斷層走向正交；對于平移斷層，自重為中主應力，最大主應力與斷層走向成30-45度得夾角，最大和最小都為水平方向。

4、地殼淺部巖體初始應力的分布有哪些基本規律？水平應力普遍大于垂直應力。垂直應力在大多數情況下，為最小主應力；在少數情況小，為中間主應力；只有個別情況下為最大主應力。

5、巖體的初始應力的量測方法有哪些？各自的原理、量測步驟、應用是什么？1.水壓致裂法2.應力解除法3.應力恢復法4.聲發射法；步驟：【1】試件制備【2】聲發射測試【3】計算地應力。

6、高地應力現象有哪些？其判別準則是什么？現象：1.巖芯餅化現象；2.巖爆；3.探洞和地下隧洞的洞壁產生剝離；4.巖質基坑底部隆起，剝離以及回彈錯動現象；5野外原位測試測得得巖體物理力學指標比實驗室試驗結果高。判別準則：當圍巖內部的圍巖強度與最大地應力的比值達到某一水平時，才能稱為高地應力或極高地應力。

7、巖爆的類型和發生條件是什么？工程上如何防治巖爆？類型：【1】破裂松脫型，【2】爆裂彈射型，【3】爆炸拋射型。條件：1.地下開挖，洞室空間的形成。2.巖體承受極限應力產生初始破裂后剩余彈性變形能的集中釋放量將決定巖爆的彈射程度。3.圍巖應力重分布和集中將導致圍巖積累大量彈性變形能。防治：1.圍巖加固；2.改善圍巖應力條件；3.保證施工安全。

七、地下洞室

1、何謂巖體的二次應力？分析二次應力時考慮了哪些假定條件？

2、何謂圍巖壓力？圍巖壓力的影響因素有哪些？

3、如何計算彈性狀態下圍巖的二次應力、位移和應變？它們有哪些規律？

4、如何計算彈塑性狀態下圓形洞室圍巖的二次應力？它有哪些規律？

5、如何確定節理巖體的剪裂區范圍、應力和剪裂區的半徑？

6、計算巖體的松動壓力有幾種方法？它們是如何計算巖體的松動壓力的？

7、計算巖體的塑性形變壓力有幾種方法？它們是如何計算巖體的塑性形變壓力的？

8、簡述新奧法建設隧道的基本思想。

八、邊坡

1、巖質邊坡應力分布有哪些特征？其影響因素有哪些？

2、巖質邊坡的變形與破壞有哪些類型？不同類型其破壞機理有何區別？

3、巖質邊坡極限平衡穩定性分析的方法主要有哪些？簡述各方法的力學模型和適用范圍。

4、巖質邊坡的加固措施有哪些？

九、地基

1、巖基有那些特點？巖基上常規的基礎形式有哪幾種？

2、巖基上柔性基礎和剛性基礎其基礎沉降計算有何區別？

3、巖基破壞模式有哪幾種？如何確定巖基承載力？

4、重力壩壩基破壞模式有哪些？如何計算不同破壞模式下壩基的穩定性？

5、巖基的加固措施主要有哪些？

1、縱波波速Vpm=4167m/s,巖體密度ρ=2.45g/cm3,室內測得巖塊試件縱波波速Vpr=3536m/s,求這種巖體的靜彈性模量E。

2、已知5000m深處某巖體側壓力系數λ=0.8，泊松比μ=0.25。在巖體被剝蝕掉2000m后側壓力系數是多少？

一、名詞釋義

結構面:指地質歷史發展過程中，在巖體內形成的具有一定的延伸方向和長度，厚度相對較小的地質界面或帶巖體在地質歷史過程中形成的，由巖石單元體和結構面網絡組成的，一定 的結構并賦存于一定的天然應力狀態和地下水等地質環境中的地質體顆粒密度巖石固體相部分的質量與其體積的比值。塊體密度(巖石密度):指巖石單位體積內的質量。

彈性:在一定的應力范圍內物體受外力作用產生的全部變形去除外力后能立即恢復原有形狀和尺寸。

塑性:物體受力后產生變形，在外力去除后不能完全回復的性質。

粘性:物體受力后變形不能再瞬時完成，且應變速率隨應力增加而增加的性質。脆性:物體受力后變形很小時就發生碎裂的性質。

延性:物體能承受較大塑性變形而不喪失其承載力的性質。

流變:在外部條件不變的情況下，巖石的變形或應力隨時間的變化的現象 彈性后效：應變恢復總是落后于應力的現象

單軸抗壓強度：在單向壓縮條件下，巖塊能承受的最大壓應力

法向剛度:在法向應力作用下，結構面產生單位法向變形所需的應力

剪切強度:巖體內任一方向剪切面在法向應力作用下所能抵抗的最大剪應力 天然應力:人類工程活動之前存在于巖體中的應力

重分布應力:巖體中由于工程活動改變后的應力天然應力比值系數:巖體中天然水平應力與鉛直應力之比

巖爆:高地應力地區由于洞壁圍巖中應力高度集中使圍巖產生突發性變形破壞的現象.圍巖壓力:地下洞室在重分布應力作用下產生過量的塑性變形或松動破壞，進而引起施加于支護襯砌上的壓力.圍巖抗力:圍巖對襯砌的反力,使洞壁圍巖產生一個單位徑向變形所需要的內水壓力 蠕變:巖石在恒定的荷載作用下，變形隨時間逐漸增大的性質 尺寸效應：試件尺寸越大，巖塊強度越低 剪脹角：剪切位移線與水平的夾角

巖（體）石力學：是力學的一個分支學科，是研究巖（體）石在各種力場作用下變形與破壞規律的理論及其實際應用的一門基礎學科。

工程巖體力學:為各類建筑工程及采礦工程等服務的巖體力學

RQD(巖體質量指標)：指大于10cm的巖芯，累計長度與鉆孔進尺長度之比的百分比 軟化性:巖石浸水飽和后強度降低的性質。

第三篇：巖體災害防治措施)

論巖土工程地質災害防治技術及防治措施

摘要:近年來隨著我國經濟科技的突飛猛進，各種資源開發和工程建設活動等人類工程活動的力度大幅提高，一方面國民經濟提高，但另一方面也大大增加了我國資源開采使用量和環境加劇惡化，使本就十分脆弱的地質環境難以維持穩態平衡，地質災害的頻度和規模成逐年增加的趨勢。為此就巖土工程與地質災害的內在關系、地質災害的特征與危害以及地質災害防治工程以防治措施為主導方向進行探究闡述。

關鍵詞:巖土工程地質災害防治措施。

一、巖土工程與地質災害的內涵自20世紀80年代末90年代初我國產生了一個新的學科——地質工程學。工程地質學是地質學的分支學科，又是工程與技術科學，基礎學科的分支學科。它是工程科學與地質科學相互滲透，交叉而形成的一門邊緣學科，從事人類工程活動與地質環境相互關系的研究，是服務于工程建設的應用學科。地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發的危害人民生命財產安全或使人類賴以生存和發展的環境、資源發生嚴重破壞的地質現象。《地質災害防治條例》規定地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。在我國大多數地質災害現象都是人為因素引發的據有關資料統計近年來我國每年因地質災害造成的經濟損失約占各種自然災害的1/4至1/5因此減少或制止破壞生態環境行為、及時采取地質災害預防和防治措施是我國當前減少損失的首要途徑。

二、我國地質災害的特征與危害由于我國地理位置獨特地質構造復雜地球生態環境多變加之人口眾多的農業大國經濟較落后承災能力弱所有這些疊加在一起形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。據資料統計分析崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質災害在我國十分發育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%其中以西南、西北地區最為嚴重。地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環境問題又稱第一環境問題屬自然地質災害這些災害不以人類歷史的發展為轉移；第二類主要是由人為活動引發的地質災害稱第二環境問題屬人為地質災害。這些災害常隨社會經濟的發展，環境的惡化而日益增加據地質災害。分析全國50%以上的地質災害發生的主要原因是人類行為尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。

2.1 滑坡 滑坡是指斜坡上的土體或巖體受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體地或分散地順坡向下滑動的自然現象。它的一個重要特征是在其運動過程中保持相對的完整性，往往表現出其特定的形態外貌。

滑坡的誘因:

1地震;

2降雨和融雪;

3地表水的沖刷、浸泡;

4河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;

5開挖坡腳;

6蓄水排水;

7堆填加載;

8劈山放炮亂砍亂伐。

滑坡發生的規律: 下列地帶是滑坡的易發和多發地區:

1江、河、湖水庫、溝的岸坡地帶地形高差大的峽谷地區山區鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。

2地質構造帶之中如斷裂帶、地震帶等。

3易滑坡巖、土分布區。

4暴雨多發區及異常的強降雨區。

2.2 崩塌 陡坡上被直立裂縫分割的巖土體因根部空虛折斷壓碎或局部移滑失去穩定突然脫離母體向下傾倒、翻滾堆積在坡腳或溝谷的地質現象稱為崩塌。一般發生在厚層硬脆性巖體中。巖體中有構造節理和成巖節理，風化侵蝕等易于發生崩塌。

崩塌的誘因:

1采掘礦產資源

2道路工程開挖邊坡

3水庫蓄水與渠道滲漏

4堆棄渣填土

5強烈振動。

2.3 泥石流 泥石流是由于降水暴雨、冰川、積雪融化水產生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。經常發生在陡峻的山岳地區，一般是順著縱坡降較大的狹窄溝谷活動的。地質條件決定了松散固體物質的來源，也為泥石流活動提供動能優勢。泥石流形成必須有強烈的地表徑流，它為爆發泥石流提供動力條件。泥石流主要由石塊，沙粒和泥漿體所共同組成的格架結構。

泥石流的誘因:

1不合理開挖

2不合理的棄土、棄渣、棄石

3濫伐亂墾。地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落并在地面形成塌陷坑洞的一種動力地質現象。山體坡度大，氣候降水量過多，山體土層松軟。

防治措施植樹造林和護護坡草被，加強水土保持。修建坡面排水系統調節地表徑流，防止溝源侵蝕。泥石流通區一般修建攔擋工程，大規模預防需要修建高大的泥石流攔擋壩。修建泄洪道起到順暢排泄泥石流的作用在修建交通路線時如跨越泥石流時要修筑護路明路 走廊 隧道 渡槽等。

2.4 地面變形 地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發生地面沉降活動的城鎮有70多個明顯成災的有30余個最大沉降量已將近3m。這些城市有的孤立存在有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶區。造成中國城鎮地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產資源引起的塌陷二是表面巖溶活動引起的塌陷三是大量抽取地下水引起地面下沉。地表變形還多發生在以地下資源為主要經濟發展的城市，如地下石油及礦產的開采，開采過程中不能及時有效的進行回填，導致地面下沉，地裂縫。

地面塌陷發生的規律:

1巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶

2沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶巖層劇烈轉折、破碎的地帶

3松散蓋層較薄且以砂石為主其底部粘性土層缺失或甚薄一般不足1-2米的“天窗”地段 4巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上

5具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶

6巖溶地下水的排泄區

7巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側地段

8臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶

9巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。地下資源的大量的開采。

2.5 人為地質災害的危險性分析 人為活動加劇或加速地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態下產生的地質災害所帶來的損失。如:礦產資源的開發以及鐵道、公路等各種工程建設的開挖亦經常加劇地質災害的發生如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災害。人工濫伐森林資源也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災害并導致洪災的加劇發生。人工爆破也會誘發巖溶塌陷、滑坡等災害的發生還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。

人工誘發地質災害的特點如下:

1是誘發速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中巖體由相對穩定至不穩定的變化經歷長時間過程。而人工因素誘發下就大大地縮短了自然演化時間加速巖土體的巖性變化而導致突變災難的發生并造成更大的損失。

2是誘發災害面廣。自然地質災害的發生除了特大災害之外一般其危害性有一定的局限性在人工因素誘發下其危害性就具有更大的影響面。例如由于生物資源———森林的破壞工程的大規模開挖影響的是區域性環境惡化誘發區域性旱澇災害以至引發全球性荒漠化。人類活動產生的升溫效應對氣候及地質災害誘發作用的影響也是全球性的。

3是災害損失巨大除了地震之外人工誘發的地質災害所造成的損失是嚴重的。隨著經濟建設的發展人工誘發地質災害所造成的損失仍會不斷增加目前估計地質災害損失每年約500億元而受到威脅的就是這些數據的數倍至數百倍。1998年洪災損失2000多億元死亡1432人其中不少損失是通過地質災害而產生的。

三、地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施

3.1 主要的施工技術標準總結 地質災害防治工程的最大特點是隱蔽性如抗滑樁、復雜性如抗滑樁錨拉擋板冠梁和多樣性防治滑坡可采用樁亦可采用擋土墻以地下工程施工為工藝特點因此與地基與基礎工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。

涉及地質災害防治工程施工的技術規范和標準主要有:

1地質災害防治工程現行施工技術標準和規范如《滑坡防治工程設計與施工技術規范》DZ/T0218-2006

2各類參考使用如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2002

3各類水利水電工程的土石方、地基與基礎和巖土工程所涉及的技術規范和標準均可參考使用如《水電水利工程預應力錨索施工規范》DL/T5083-2004

4各類交通建設中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關技術標準和規范如《公路隧道施工技術規范》JTJ042-94。

3.2 地質災害防治工程防治措施

3.2.1 做好防治工程設計 地質災害防治工程設計必須根據崩塌、滑坡、不穩定斜坡的成因機制、運動模式、易發性及防治目標制定。

1根據致災的成因確定主要防治途徑

2根據災害的易發程度、防治目標確定防治工程的強度和工程量。

3.2.2 地質災害防治工程的主要工程措施 根據地質災害防治工程勘查設計現行行業規范《三峽庫區地質災害防治工程質量檢驗評定標準》等技術標準及資料分析國內防治地質災害的主要工程類型有:排截水工程、支攔擋工程、加固工程、護坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等。

3.2.3 地質災害防治措施 l工程防治措施 工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分工程防治措施的適用條件及方式:大多數房后切坡造成的小型土質滑坡選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方

第四篇：《巖體力學》教學大綱

《巖體力學》課程教學大綱 撰寫人： 學院審批：審批時間：年月日一．課程基本信息 開課單位：土木工程與建筑學院 課程編號：01z20044b 英文名稱：Rock Mass Mechanics

學時：總計32學時，其中理論授課32學時，實驗（含上機）0學時 學分：2.０學分

面向對象：2008級及以后年級的土木工程與工程管理本科專業學生 先修課程：《高等數學》、《土木工程概論》、《材料力學》、《普通地質學》、《彈性力學》、《工程地質》、《計算機文化基礎》等。教材：《巖體力學》，沈明榮，陳建峰編著，上海：同濟大學出版社，2006年07月，第三版。主要教學參考書或資料： 1.《巖體力學》，陽生權，陽軍生編著，北京：機械工業出版社，2008年09月，第一版。2.《巖石力學》，徐志英編著，北京：水利水電出版社，2007年07月，第三版。3.《巖石力學》，張永興編著，北京：中國建筑工業出版社，2008年03月，第二版。4.GB 50218—94 工程巖體分級標準． 5.GB 50021—2001 巖土工程勘察規范． 6.《巖土工程手冊》，巖土工程手冊編委會編著，北京：中國建筑工業出版社，1999。二．教學目的和任務

巖體力學是一門應用型基礎學科，是屬土木工程專業任選課。本課程的教學目的是通過課堂教學，使學生掌握巖石、巖體的基本概念，掌握地下洞室、巖質邊坡和地基工程的穩定性分析方法及其基本的設計方法，并了解巖體力學的新理論新方法，掌握常用試驗、測試的原理與方法。

三．教學目標和要求

通過本課程的學習，充分理解并掌握巖石基本參數的概念，影響因素，試驗方法；掌握莫爾強度理論和格里菲斯強度理論；對工程中一般巖體力學問題具有一定的分析和計算能力，如洞室圍巖穩定性分析、巖質邊坡穩定性分析、壩基穩定性分析等．同時，學生具有正確進行數字計算的能力，掌握測量巖石主要參數的操作能力，具有分析試驗數據和編寫報告的能力。四．教學內容、學時分配及其基本要求 第一章 緒言（學時：２)授課內容：巖體力學的定義、巖體與巖石的區別和聯系、巖體力學的發展歷史與現狀、巖體力學的研究任務與內容、常見巖體工程問題以及學習和研究巖體力學與工程問題的常用方法。基本要求：掌握巖體力學和巖體工程的定義，了解巖石與巖體的基本區別和聯系。了解常見巖體工程問題，了解巖體力學發展歷史與現狀，以及學習和研究巖體力學與工程問題的常用方法。

巖石的基本物理力學性質（學時：４）

授課內容：巖石的基本物理性質，巖石的強度特性，巖石的變形特性，巖石的強度理論。基本要求：了解巖石的基本物理性質；一般掌握巖石物理特性、強度的測量方法；了解巖石的成分及結構與力學性質的關系；重點掌握巖石在拉伸、單向壓縮、剪切、三軸壓縮條件下的強度和變形特性，常用的巖體強度理論中的格里菲斯強度理論、莫爾強度理論，并能夠運用有關理論解決有關巖石力學問題。巖體的動力學性質（學時：２）授課內容：巖體中應力波類型及傳播、影響巖體彈性波速度的因素。

基本要求：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特性。巖體的基本力學性質（學時：４）

授課內容：巖體結構面的分析，結構面的變形特性，結構面的剪切強度特性，結構面的 力學效應，碎塊巖體的破壞，巖體的應力－應變分析，巖體力學性質的現場測試。

基本要求：了解巖體結構面的概念、分類和結構面的幾何特征；掌握結構面的變形特性，結構面的力學效應；了解碎塊巖體的破壞方式；重點掌握巖體的應力－應變分析，了解變形模量計算方法；了解巖體力學性能的現場測試方法，掌握千斤頂法荷載試驗和現場三軸強度試驗方法與結果計算。

工程巖體分類（學時：２）授課內容：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準。基本要求：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；重點掌握我國工程巖體分級標準中的RQ和BQ分類方法，并能夠學會應用。巖體的初始應力狀態（學時：４）

授課內容：巖體初始應力場及其影響因素，巖體初始應力場的分布規律，巖體初始應力 的量測方法，高地應力地區主要巖體力學問題。

基本要求：掌握初始應力狀態的概念和意義、巖體初始應力場的計算，重點掌握初始應力場的分布規律，兩種應力場（自重應力場和構造應力場）的特征；并了解高地應力地區的主要巖石力學問題。

巖體力學在洞室工程的應用（學時：４）授課內容：深埋圓形洞室彈性分布的二次應力狀態，深埋圓形洞室彈塑性分布的二次應力狀態，節理巖體中深埋圓形洞室的剪裂區及應力計算，圍巖壓力，圍巖的松動壓力計算，圍巖的塑性形變壓力計算，新奧法簡介。基本要求：了解巖體二次應力狀態的基本概念，掌握深埋圓形洞室二次應力狀態的彈性分布，深埋圓形洞室彈塑性分布的二次應力狀態，節理巖體中深埋圓形洞室的剪裂區及應力分析；重點掌握圍巖壓力、松散巖體的圍巖壓力、塑性變形壓力等的概念和計算；了解新奧法。巖體力學在邊坡工程中的應用（學時：４）

授課內容：邊坡巖體中應力分布特征，邊坡巖體的變形與破壞，邊坡穩定性分析，巖質邊坡的加固措施。

基本要求：了解巖體邊坡應力重分布特征；掌握巖質邊坡的破壞機理和破壞模式，巖質邊坡穩定性評價的基本分析和評價方法，常用的巖質邊坡設計方法及邊坡支護技術。巖體力學在巖基工程中的應用（學時：４學時）

授課內容：巖基上的基礎形式，巖基上基礎的沉降，巖基的承載力，巖基的抗滑穩定性，巖基的加固措施。

基本要求：掌握巖體地基的基本概念、類型，巖體地基應力分布規律和變形、破壞模式，巖體地基承載力的確定方法。

巖體力學數值分析方法及研究展望（學時：２）

授課內容：巖體力學的發展與其他地質學科、力學學科間的聯系；巖石力學試 驗與測試方法的進展；數值分析在巖石力學中的應用和進展。

基本要求：了解巖體力學的發展與其他地質學科、力學學科間的聯系；了解巖石力學試 驗與測試方法的進展；掌握數值分析在巖石力學中的應用和進展，重點掌握有限元法的原理和應用的要點。五．教學方法及手段 課堂采用多媒體教學；選擇適當內容采用學生自學自講及課堂討論等靈活方式進行。六．考核方式及考核方法

考核方式包括兩部分：其中一部分為平時考核，以作業和課堂討論的方法進行，考核成績為總成績的30％；另外一部分為期終考核，采用閉卷或結合實際開卷的方法進行，考核成績為總成績的70％．主要考查學生對所學知識的運用能力。

第五篇：粉體材料科學與工程專業

粉體材料科學與工程專業

專業簡介

學科：工學

門類：材料類

專業名稱：粉體材料科學與工程專業

粉體材料科學與工程專業主要培養從事新型高新能新材料科學研究、技術開發，工藝設計，材料加工制備、性能檢測和生產經營管理的高級專門人才，涉及的學科知識和產業背景包括納米技術、精細陶瓷、金屬與合金材料、高分子材料，航天航空材料、艦船材料、高溫合金、硬質合金、醫用生物材料、能源材料、磁性材料、隱身吸波材料、環境過濾材料等其它功能材料。

主要課程：物理冶金基礎、粉體工程、粉體固結原理與技術、納米材料學等。

修業年限：4年。

授予學位：工學學士學位。

專業就業狀況

畢業生可到科研院(所)、高等院校、國防軍工及其他產業部門從事納米材料、信息材料、生物材料、軍用新材料等新型粉體材料的科研、設計、開發、生產、教學、管理等工作。

院校分布部分

中南大學。