《岩体力学》课程教学大纲
撰写人: 学院审批: 审批时间: 年 月 日
一.课程基本信息
开课单位:土木工程与建筑学院
课程编号:01z20044b
英文名称:Rock Mass Mechanics
学时:总计32学时,其中理论授课32学时,实验(含上机)0学时
学分:2. 0学分
面向对象:2008级及以后年级的土木工程与工程管理本科专业学生
先修课程:《高等数学》、《土木工程概论》、《材料力学》、《普通地质学》、《弹性力学》、 《工程地质》、《计算机文化基础》等。
教 材:《岩体力学》,沈明荣,陈建峰编著,上海:同济大学出版社,2006年07月,第三版。
主要教学参考书或资料:
1. 《岩体力学》,阳生权,阳军生编著,北京:机械工业出版社,2008年09月,第一版。
2. 《岩石力学》,徐志英编著,北京:水利水电出版社,2007年07月,第三版。
3. 《岩石力学》,张永兴编著,北京:中国建筑工业出版社,2008年03月,第二版。
4. GB 50218—94 工程岩体分级标准.
5. GB 50021—2001 岩土工程勘察规范.
6. 《岩土工程手册》,岩土工程手册编委会编著,北京:中国建筑工业出版社,1999。
二.教学目的和任务
岩体力学是一门应用型基础学科,是属土木工程专业任选课。本课程的教学目的是通过课堂教学,使学生掌握岩石、岩体的基本概念,掌握地下洞室、岩质边坡和地基工程的稳定性分析方法及其基本的设计方法,并了解岩体力学的新理论新方法,掌握常用试验、测试的原理与方法。
三.教学目标和要求
通过本课程的学习,充分理解并掌握岩石基本参数的概念,影响因素,试验方法;掌握莫尔强度理论和格里菲斯强度理论;对工程中一般岩体力学问题具有一定的分析和计算能力,如洞室围岩稳定性分析、岩质边坡稳定性分析、坝基稳定性分析等.同时,学生具有正确进行数字计算的能力,掌握测量岩石主要参数的操作能力,具有分析试验数据和编写报告的能力。
四.教学内容、学时分配及其基本要求
第一章 绪言(学时:2)
授课内容:岩体力学的定义、岩体与岩石的区别和联系、岩体力学的发展历史与现状、岩体力学的研究任务与内容、常见岩体工程问题以及学习和研究岩体力学与工程问题的常用方法。
基本要求:掌握岩体力学和岩体工程的定义,了解岩石与岩体的基本区别和联系。了解常见岩体工程问题,了解岩体力学发展历史与现状,以及学习和研究岩体力学与工程问题的常用方法。
第二章 岩石的基本物理力学性质(学时:4)
授课内容:岩石的基本物理性质,岩石的强度特性,岩石的变形特性,岩石的强度理论。 基本要求:了解岩石的基本物理性质;一般掌握岩石物理特性、强度的测量方法;了解岩石的成分及结构与力学性质的关系;重点掌握岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三轴压缩条
件下的强度和变形特性,常用的岩体强度理论中的格里菲斯强度理论、莫尔强度理论,并能够运用有关理论解决有关岩石力学问题。
第三章 岩体的动力学性质(学时:2)
授课内容:岩体中应力波类型及传播、影响岩体弹性波速度的因素。
基本要求:了解岩石的波动特性,掌握弹性波在固体中的传播的运动方程;重点掌握岩体弹性波速度的测定与分析,影响岩体波速的因素;了解岩体的其他动力学特性。
第四章 岩体的基本力学性质(学时:4)
授课内容:岩体结构面的分析,结构面的变形特性,结构面的剪切强度特性,结构面的 力学效应,碎块岩体的破坏,岩体的应力-应变分析,岩体力学性质的现场测试。
基本要求:了解岩体结构面的概念、分类和结构面的几何特征;掌握结构面的变形特性,结构面的力学效应;了解碎块岩体的破坏方式;重点掌握岩体的应力-应变分析,了解变形模量计算方法;了解岩体力学性能的现场测试方法,掌握千斤顶法荷载试验和现场三轴强度试验方法与结果计算。
第五章 工程岩体分类(学时:2)
授课内容:工程岩体分类的目的与原则,工程岩体代表性分类简介,我国工程岩体分级标准。
基本要求:了解工程岩体分类的目的和原则;掌握工程岩体代表性分类方;重点掌握我国工程岩体分级标准中的RQ 和BQ 分类方法,并能够学会应用。
第六章 岩体的初始应力状态(学时:4)
授课内容:岩体初始应力场及其影响因素,岩体初始应力场的分布规律,岩体初始应力 的量测方法,高地应力地区主要岩体力学问题。
基本要求:掌握初始应力状态的概念和意义、岩体初始应力场的计算,重点掌握初始应力场的分布规律,两种应力场(自重应力场和构造应力场)的特征;并了解高地应力地区的主要岩石力学问题。
第七章 岩体力学在洞室工程的应用(学时:4)
授课内容:深埋圆形洞室弹性分布的二次应力状态,深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态,节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力计算,围岩压力,围岩的松动压力计算,围岩的塑性形变压力计算, 新奥法简介。
基本要求:了解岩体二次应力状态的基本概念,掌握深埋圆形洞室二次应力状态的弹性分布,深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态,节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力分析;重点掌握围岩压力、松散岩体的围岩压力、塑性变形压力等的概念和计算;了解新奥法。
第八章 岩体力学在边坡工程中的应用(学时:4)
授课内容:边坡岩体中应力分布特征,边坡岩体的变形与破坏,边坡稳定性分析,岩质边坡的加固措施。
基本要求:了解岩体边坡应力重分布特征;掌握岩质边坡的破坏机理和破坏模式,岩质边坡稳定性评价的基本分析和评价方法,常用的岩质边坡设计方法及边坡支护技术。
第九章 岩体力学在岩基工程中的应用(学时:4学时)
授课内容:岩基上的基础形式,岩基上基础的沉降,岩基的承载力,岩基的抗滑稳定性, 岩基的加固措施。
基本要求:掌握岩体地基的基本概念、类型,岩体地基应力分布规律和变形、破坏模式,岩体地基承载力的确定方法。
第十章 岩体力学数值分析方法及研究展望(学时:2)
授课内容:岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系;岩石力学试
验与测试方法的进展;数值分析在岩石力学中的应用和进展。
基本要求:了解岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系;了解岩石力学试 验与测试方法的进展;掌握数值分析在岩石力学中的应用和进展,重点掌握有限元法的原理和应用的要点。
五.教学方法及手段
课堂采用多媒体教学;选择适当内容采用学生自学自讲及课堂讨论等灵活方式进行。
六.考核方式及考核方法
考核方式包括两部分:其中一部分为平时考核,以作业和课堂讨论的方法进行,考核成绩为总成绩的30%;另外一部分为期终考核,采用闭卷或结合实际开卷的方法进行,考核成绩为总成绩的70%.主要考查学生对所学知识的运用能力。
《岩体力学》课程教学大纲
撰写人: 学院审批: 审批时间: 年 月 日
一.课程基本信息
开课单位:土木工程与建筑学院
课程编号:01z20044b
英文名称:Rock Mass Mechanics
学时:总计32学时,其中理论授课32学时,实验(含上机)0学时
学分:2. 0学分
面向对象:2008级及以后年级的土木工程与工程管理本科专业学生
先修课程:《高等数学》、《土木工程概论》、《材料力学》、《普通地质学》、《弹性力学》、 《工程地质》、《计算机文化基础》等。
教 材:《岩体力学》,沈明荣,陈建峰编著,上海:同济大学出版社,2006年07月,第三版。
主要教学参考书或资料:
1. 《岩体力学》,阳生权,阳军生编著,北京:机械工业出版社,2008年09月,第一版。
2. 《岩石力学》,徐志英编著,北京:水利水电出版社,2007年07月,第三版。
3. 《岩石力学》,张永兴编著,北京:中国建筑工业出版社,2008年03月,第二版。
4. GB 50218—94 工程岩体分级标准.
5. GB 50021—2001 岩土工程勘察规范.
6. 《岩土工程手册》,岩土工程手册编委会编著,北京:中国建筑工业出版社,1999。
二.教学目的和任务
岩体力学是一门应用型基础学科,是属土木工程专业任选课。本课程的教学目的是通过课堂教学,使学生掌握岩石、岩体的基本概念,掌握地下洞室、岩质边坡和地基工程的稳定性分析方法及其基本的设计方法,并了解岩体力学的新理论新方法,掌握常用试验、测试的原理与方法。
三.教学目标和要求
通过本课程的学习,充分理解并掌握岩石基本参数的概念,影响因素,试验方法;掌握莫尔强度理论和格里菲斯强度理论;对工程中一般岩体力学问题具有一定的分析和计算能力,如洞室围岩稳定性分析、岩质边坡稳定性分析、坝基稳定性分析等.同时,学生具有正确进行数字计算的能力,掌握测量岩石主要参数的操作能力,具有分析试验数据和编写报告的能力。
四.教学内容、学时分配及其基本要求
第一章 绪言(学时:2)
授课内容:岩体力学的定义、岩体与岩石的区别和联系、岩体力学的发展历史与现状、岩体力学的研究任务与内容、常见岩体工程问题以及学习和研究岩体力学与工程问题的常用方法。
基本要求:掌握岩体力学和岩体工程的定义,了解岩石与岩体的基本区别和联系。了解常见岩体工程问题,了解岩体力学发展历史与现状,以及学习和研究岩体力学与工程问题的常用方法。
第二章 岩石的基本物理力学性质(学时:4)
授课内容:岩石的基本物理性质,岩石的强度特性,岩石的变形特性,岩石的强度理论。 基本要求:了解岩石的基本物理性质;一般掌握岩石物理特性、强度的测量方法;了解岩石的成分及结构与力学性质的关系;重点掌握岩石在拉伸、单向压缩、剪切、三轴压缩条
件下的强度和变形特性,常用的岩体强度理论中的格里菲斯强度理论、莫尔强度理论,并能够运用有关理论解决有关岩石力学问题。
第三章 岩体的动力学性质(学时:2)
授课内容:岩体中应力波类型及传播、影响岩体弹性波速度的因素。
基本要求:了解岩石的波动特性,掌握弹性波在固体中的传播的运动方程;重点掌握岩体弹性波速度的测定与分析,影响岩体波速的因素;了解岩体的其他动力学特性。
第四章 岩体的基本力学性质(学时:4)
授课内容:岩体结构面的分析,结构面的变形特性,结构面的剪切强度特性,结构面的 力学效应,碎块岩体的破坏,岩体的应力-应变分析,岩体力学性质的现场测试。
基本要求:了解岩体结构面的概念、分类和结构面的几何特征;掌握结构面的变形特性,结构面的力学效应;了解碎块岩体的破坏方式;重点掌握岩体的应力-应变分析,了解变形模量计算方法;了解岩体力学性能的现场测试方法,掌握千斤顶法荷载试验和现场三轴强度试验方法与结果计算。
第五章 工程岩体分类(学时:2)
授课内容:工程岩体分类的目的与原则,工程岩体代表性分类简介,我国工程岩体分级标准。
基本要求:了解工程岩体分类的目的和原则;掌握工程岩体代表性分类方;重点掌握我国工程岩体分级标准中的RQ 和BQ 分类方法,并能够学会应用。
第六章 岩体的初始应力状态(学时:4)
授课内容:岩体初始应力场及其影响因素,岩体初始应力场的分布规律,岩体初始应力 的量测方法,高地应力地区主要岩体力学问题。
基本要求:掌握初始应力状态的概念和意义、岩体初始应力场的计算,重点掌握初始应力场的分布规律,两种应力场(自重应力场和构造应力场)的特征;并了解高地应力地区的主要岩石力学问题。
第七章 岩体力学在洞室工程的应用(学时:4)
授课内容:深埋圆形洞室弹性分布的二次应力状态,深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态,节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力计算,围岩压力,围岩的松动压力计算,围岩的塑性形变压力计算, 新奥法简介。
基本要求:了解岩体二次应力状态的基本概念,掌握深埋圆形洞室二次应力状态的弹性分布,深埋圆形洞室弹塑性分布的二次应力状态,节理岩体中深埋圆形洞室的剪裂区及应力分析;重点掌握围岩压力、松散岩体的围岩压力、塑性变形压力等的概念和计算;了解新奥法。
第八章 岩体力学在边坡工程中的应用(学时:4)
授课内容:边坡岩体中应力分布特征,边坡岩体的变形与破坏,边坡稳定性分析,岩质边坡的加固措施。
基本要求:了解岩体边坡应力重分布特征;掌握岩质边坡的破坏机理和破坏模式,岩质边坡稳定性评价的基本分析和评价方法,常用的岩质边坡设计方法及边坡支护技术。
第九章 岩体力学在岩基工程中的应用(学时:4学时)
授课内容:岩基上的基础形式,岩基上基础的沉降,岩基的承载力,岩基的抗滑稳定性, 岩基的加固措施。
基本要求:掌握岩体地基的基本概念、类型,岩体地基应力分布规律和变形、破坏模式,岩体地基承载力的确定方法。
第十章 岩体力学数值分析方法及研究展望(学时:2)
授课内容:岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系;岩石力学试
验与测试方法的进展;数值分析在岩石力学中的应用和进展。
基本要求:了解岩体力学的发展与其他地质学科、力学学科间的联系;了解岩石力学试 验与测试方法的进展;掌握数值分析在岩石力学中的应用和进展,重点掌握有限元法的原理和应用的要点。
五.教学方法及手段
课堂采用多媒体教学;选择适当内容采用学生自学自讲及课堂讨论等灵活方式进行。
六.考核方式及考核方法
考核方式包括两部分:其中一部分为平时考核,以作业和课堂讨论的方法进行,考核成绩为总成绩的30%;另外一部分为期终考核,采用闭卷或结合实际开卷的方法进行,考核成绩为总成绩的70%.主要考查学生对所学知识的运用能力。