岩石力学

研究岩石对各种周围物理环境中的力场反应（如应力、变形、破坏等）的理论及其应用的学科。岩石力学又称岩体力学，是固体力学的一个分支。岩石力学用来解决365bet中国大陆网址_365bet官网的微博_正规365彩票平台app下载水电、建筑、采矿、交通和国防建设中的岩石工程问题，如岩基、岩坡、地下洞室围岩等的设计、施工和加固等。岩石力学与应用到其他材料（例如混凝土和钢结构）上的力学有所不同，因为天然岩体所具有的物理力学性质，与混凝土和钢相比，其变化范围要广阔得多。岩石种类繁多，它具有不均匀性、各向异性、不连续性（各种断裂，如断层、节理、裂隙、层理、夹层）等复杂特性。与其他力学相比，它是一门发展较迟的多学科相互交叉的工程科学，需要固体力学、流体力学、土力学、采矿学、地球物理学，特别是工程地质学的知识。它是多学科组成的整体，迄今尚未形成一套独立的、完整的理论。

随着科学技术的发展和生产的需要，岩石力学产生了分支学科，主要有岩石流变学和岩石动力学。岩石流变学是研究岩石变形和强度随时间而变化的学科；岩石动力学是研究岩石在振动、地震和爆破作用下的性状和力学效应的学科。此外，在地域领域内，岩石力学也占有重要地位。近代又出现了地域岩石力学新学科。

发展简史

20世纪50年代中期，国际上采矿和土木工程界公开提出将岩石力学作为一门系统的现代科学，并在美国出版了《岩石力学论文集》。1957年，世界上第一本《岩石力学》专着在巴黎问世。1959年法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝岩基失稳导致溃坝和1963年意大利瓦依昂（Vajont）水库岸坡滑坡的惨痛教训，推动了岩石力学的发展，世界岩石力学研究人员大量增多。1962年，在奥地利萨尔兹堡成立了国际岩石力学学会（ISRM）。1966年，国际岩石力学学会在葡萄牙里斯本召开了第1次国际岩石力学会议。到2003年，共召开了10次国际岩石力学会议。中国自1949年以来，大规模的365bet中国大陆网址_365bet官网的微博_正规365彩票平台app下载、矿山和交通建设对开创岩石力学的研究起了重大作用。从1958年三峡岩基组成立起，许多部门相继建立了岩石力学研究机构，开展室内外试验研究和理论研究，研制出一些仪器设备，如岩石静力和动力三轴仪等。以后又成功地解决了葛洲坝365bet中国大陆网址_365bet官网的微博_正规365彩票平台app下载枢纽、二滩水电站、秦山核电站、三峡365bet中国大陆网址_365bet官网的微博_正规365彩票平台app下载枢纽等许多工程中的岩石力学问题。20世纪70年代有关高等学校开设了岩石力学课程。20世纪80年代初出版了不同专业的岩石力学教材，颁布了DLJ 204—81，SLJ 2—81《365bet中国大陆网址_365bet官网的微博_正规365彩票平台app下载水电工程岩石力学试验规程》。1979年，中国以团体会员国名义参加了国际岩石力学学会，并成立了国际岩石力学学会中国小组。1985年成立中国岩石力学与工程学会，并召开了复杂岩石中的建筑物国际学术讨论会。

国际性岩石力学期刊有《岩石力学与矿业科学国际学报》（International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences）、《岩石力学》（Rock Mechanics）、《国际岩土力学数值及解析方法学报》（International Journal for Numerical and Analytical Method in Geomechanics）。中国出版的期刊主要有《岩石力学与工程学报》和《岩土工程学报》。

研究内容

分为理论和应用两个方面。

（1）理论方面主要研究：①岩石强度。包括抗压、抗拉、抗剪强度，以及岩石破坏、断裂的机理和强度准则，大多采用库伦—纳维准则和莫尔准则，少数采用格里菲斯准则和修正格里菲斯准则（参见岩石强度理论）。②岩石变形。包括变形理论、变形曲线特征、变形机理、弹性和塑性变形、本构关系、岩石流变理论（应力—应变—时间关系）、扩容以及各种变形参数的测定方法（弹性模量、变形模量、泊松比、弹性抗力系数、流变常数等）。③岩石应力。包括应力来源，各种地应力（如自重应力、构造应力、重分布应力、附加应力等）的分析计算以及现场测试。④岩石渗流。包括岩石渗透性、渗流理论、渗流应力状态、渗流控制。⑤岩石动力学。包括爆炸、爆破、地震、冲击等动力荷载作用下岩石的动力性状、应力波在岩石中的传播规律、地面振动与损害等。

（2）应用方面主要研究：①地表建筑物地基，如各种型式的高坝岩基、高层建筑物地基、水电站和核电站等地基的稳定和变形问题；②地表挖掘，如水库岸坡、山坡、高坝岸坡、渠道、路堑、露天开采坑、武器库的防护建筑（如导弹发射室）或民用防护设施等人工和天然岩坡的稳定和加固问题；③地下洞室，如地下电站、水工隧洞、交通隧道、采矿巷道、地下储油库等的围岩稳定、变形和加固问题；④岩石破碎（如将岩石破碎成各种所要求的规格）；⑤建筑材料，如堆石坝料、混凝土骨料、土坝护坡石料、建筑物面石等应用问题；⑥地质作用，如分析因开采地下矿体或流体而引起地表下陷、解释地球构造理论、预估地震等问题。

研究方法

分为试验研究和理论分析。试验研究又分为室内试验、现场试验（包括现场地应力测试）和原型观测。室内试验包括岩块试验和岩体模型试验。理论分析常常采用固体力学和流体力学理论，也可应用断裂力学和损伤力学的理论和方法。20世纪60年代以来，以计算机为基础的现代计算方法为理论分析和数值计算提供了有利条件。数值计算最常用的是有限单元法和边界单元法，有时也采用离散单元法。