《岩体力学》课程教学大纲.docx

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1、岩体力学课程教学大纲课程英文名称：Rock Meehan ics课程编号：HZ192380课程类别：个性化教学课程课程性质：必修课学 分：2学 时：32 (其中：讲课学时32；实验学时0;上机学时0)适用专业：地质工程开课部门：环境与资源学院地质工程系先修课程：高等数学、工程力学HA、岩石学后继课程：地基处理B、岩土支挡与锚固、地质勘察工程训练一、课程目标通过本课程是一门研究岩石力学性能的理论和应用科学，通过学习，使学生 具备以下能力：1、使学生掌握岩石变形、强度、初始应力特性以及岩石工程分类等方面的 基本理论和分析方法，为从事科学研究和专业工作打下理论基础。2、能够运用岩石力学基本理论研究岩

2、石与岩体的力学行为，构建岩体工程 问题的力学模型，进而对其进行分析和求解。3、掌握工程围岩应力、应变与位移的分布规律、原岩应力的主要测定方法， 并能应用其解决隧道等岩体工程地压和位移的稳定性分析与计算的能力。能针对 具体工程问题进行理论分析、实验设计和实验数据分析，掌握利用基础知识分析 工程问题的方法和思路。4、在岩体力学课程教学中通过基本概念、基本理论、基本方法的教学，培 养学生发现问题、分析问题和解决岩体力学问题的能力。能够分析地下洞室、边 坡等工程问题的破坏类型及其力学成因，并能应用岩石强度理论及相关分析方法 对其进行稳定性分析计算，进而给出防治措施。二、课程目标与毕业要求的对应关系课程

3、目标指标点毕业要求12. 1能够应用数学和自然科学基本 方法，将地质工程问题转化、表述 为数学、力学问题进行分析。(2)能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文 献研究分析地质工程、资源勘查及矿产 资源开发利用等复杂工程问题，并依据 相关规范、规程等技术标准，获得有效 结论。21.2掌握工程基础知识，能应用其基 本概念、基本原理与方法，针对地 质工程相关工程问题进行判别和分 析。(1)能够将数学、自然科学、工程基础 和和专业知识用于解决复杂工程问题。31.2掌握工程基础知识,能应用其基 本概念、基本原理与方法，针对地 质工程相关工程问题进行判别和分 析。2.2应用工程

4、科学的基本原理，分 析地质工程相关问题并获得其解决 途径。(1)能够将数学、自然科学、工程基础 和和专业知识用于解决复杂工程问题；(2)能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文 献研究分析地质工程、资源勘查及矿产 资源开发利用等复杂工程问题，并依据 相关规范、规程等技术标准，获得有效 结论。41.4掌握地质工程专业知识，能够综 合应用并解决地质工程相关复杂工 程问题。2.2应用工程科学的基本原理，分 析地质工程相关问题并获得其解决 途径。4. 1能够运用科学方法针对地质工 程相关问题进行实验设计并实施。(1)能够将数学、自然科学、工程基础 和和专业知识用于解决复杂工程

5、问题；(2)能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文 献研究分析地质工程、资源勘查及矿产 资源开发利用等复杂工程问题，并依据 相关规范、规程等技术标准，获得有效 结论。(4)能够基于科学原理并采用科学方法 对地质工程、资源勘查及矿产资源开发 利用等复杂工程问题进行研究，包括设 计实验、分析与解释数据、并通过信息 综合得到合理有效的结论。三、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系四、课程的主要内容 (一)理论学时局部 第1单元绪论（2学时，支撑课程目标1）岩体力学教学内容教学方法课程 目标教学环节训练环节1绪论授课2学时12岩石的基本物理力学性 质授课4学时作业11、2

6、3岩体的地质特征授课6学时作业21、24岩体中的天然应力及其 测量授课4学时作业3 课堂测验11、25岩体的本构关系与强度 理论授课8学时作业4 课堂测验21、26地下洞室围岩稳定性分 析授课4学时作业5课堂测验33、47边坡岩体稳定性分析授课4学时作业6 课堂测验43、4知识点1、岩石与岩体的界定。2、岩体力学的研究任务与内容。3、岩石和岩体力学的研究方法。4、岩体力学在其他学科中的地位。5、岩体力学的开展简史。基本要求1、识 记：岩石、岩体等基本概念。2、领 会：岩石和岩体的区别与联系。3、简单应用：识别岩石矿物类型或岩体类型。4、综合应用：岩石力学在地质工程中的应用。第2单元 岩石的基本

7、物理力学性质（4学时，支撑课程目标1、2） 知识点1、岩石的基本物理性质（岩石的密度、岩石的孔隙性、岩石的水理性、岩 石的透水性、岩石的碎胀性）。2、岩石的静力学特性（岩石的强度特性、岩石的变形特性）。3、岩石的流变性（岩石的力学性能的时效性、粘性）。4、岩石的各向异性。5、影响岩石力学性质的因素。重 点1、岩石单轴压缩变形特性，全应力一应变曲线及工程意义。2、岩石的抗压、抗拉、抗剪强度及其实验室测定方法。3、岩石的流变性（微分模型原件构成，MaxweI I模型与Kelvin模型的蠕 变、卸载与应力松弛特性）。4、影响岩石力学性质的因素。难 点1、岩石在三轴压缩条件下的力学特性。2、岩石和岩体

8、的流变性。3、岩体强度的各向异性。基本要求1、识 记：岩石的孔隙性及参数计算、岩石的水理性、岩石的透水性、 岩石的抗冻性、岩石的碎胀性、岩石的软化性、脆性、韧性、弹性、塑性、延性、 粘性（流变性）、扩容、岩石的强度（抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、长期强度、 剩余强度）、真三轴试验、常规三轴试验、极限莫尔圆与抗剪强度、点荷载强度、 循环加载、岩石全应力一应变曲线、各向同性、各向异性、正交各向异性、横观 各向同性等。2、领 会：岩石单轴压缩变形特性，岩石三轴压缩变形特性，全应力一 应变曲线及工程意义；岩石强度的各向异性等。3、简单应用：岩石抗压、抗拉、抗剪强度参数的定义及其测定。4、综合应用：岩石

9、力学性能影响因素分析。第3单元岩体的地质特征（6学时，支撑课程目标1、2）知识点1、岩体结构基本类型。2、岩体结构面及其力学性质。3、岩体的变形与强度特征。4、岩体质量评价及其分类。重 点1、岩体结构，结构面的力学效应，岩体的强度特征及其破坏机理，岩体质 量分类。2、岩块、结构面和岩体的基本概念。3、结构面的分类、几何特征及指标的含义与确定方法。4、常见岩体工程分类方法。难 点结构面的力学效应，岩体的破坏机理。基本要求1、识 记：结构面与结构体、岩体结构、原生/沉积/火成变质结构面、 构造结构面、次生结构面、结构面的形态、结构面的延展度、结构面的密集度、 岩体的裂隙度、岩体的切割度、岩体强度、

10、岩体变形、岩石质量指标与分类。2、领 会：岩体结构面力学效应及其意义，岩体的破坏机理，岩体分类 方法与工程应用。3、简单应用：单一结构面与多组结构面对于岩体强度的影响。4、综合应用：岩体结构面的力学效应及其综合评价与分级。第4单元 岩体中的天然应力及其测量（4学时，支撑课程目标1、2）知识点1、地应力及地应力场。2、岩体自重应力分布规律。3、岩体构造应力场。4、岩体应力测定原理与方法。重 点岩体初始应力场（自重应力与构造应力场的叠加）的分布特点，原岩应力测定。难 点原岩应力场分布规律，应力解除法与水压致裂法测定原岩应力的原理与程 序。基本要求1、识 ，己：原岩与围岩、原岩应力与次生应力、自重应

11、力与构造应力、 应力场、应力解除法、水压致裂法。2、领 会：自重应力与构造应力的产生原因与区别。3、简单应用：原岩自重应力的计算。4、综合应用：应力解除法与水压致裂法测定原岩应力。第5单元 岩体的本构关系与强度理论（8学时，支撑课程目标1、2） 知识点弹性与塑性，材料弹性与塑性本构关系，粘性体的本构关系，岩石强度理 论。重 点弹塑性体的本构关系，岩石强度理论。难 点塑性体本构关系，粘性体本构关系。基本要求1、识记：弹性本构关系、塑性本构关系（Levy-Mi ses Prandt I-Reuss、Hencky-伊柳辛本构关系）、粘性（流变）本构关系（Maxwel I Kei vin本构关系）、

12、蠕变、应力松弛、弹性后效、稳定蠕变、非稳定蠕变、长期强度、流变模型、摩 擦块、阻尼器、最大伸长应变强度理论、CouIomb强度理论、强度曲线、 Coulomb-Mohr强度理论、Griffith强度理论、裂纹扩展、Teresca屈服准那么、 Mises屈服准那么、Drucker-Prager屈服准那么等。2、领 会：简单流变（粘性）本构关系及其特性，岩石强度理论的基本 观点。3、简单应用：应用Coulomb-Mohr强度理论求解岩石的抗剪强度模型。4、综合应用：应用Coulomb-Mohr强度理论与Griffith强度理论分析判定 岩石/岩体的稳定性。第6单元 地下洞室围岩稳定性分析（4学时，

13、支撑课程目标3、4） 知识点1、地下洞室围岩应力分析；2、洞室围岩稳定性分析与压力计算；3、洞室围岩位移分析与计算；4、围岩压力计算。重 点1、圆形、矩形洞室围岩应力分布规律；2、洞室围岩稳定性分析与压力计算；3、围岩与支架共同作用原理；4、变形地压、块体位移地压与松散体地压计算。难 点洞室围岩稳定性分析与压力计算，围岩与支架共同作用原理与地压计算。基本要求1、识 记：围岩应力、脆性破坏、塑性破坏、剪切滑移体、塑性区、松 弛区、围岩位移、围岩变形、似内摩擦角、自然平衡拱。2、领 会：块体平衡理论、普氏理论、太沙基理论。3、简单应用：应用块体平衡理论计算围岩压力计算。4、综合应用：应用支架与围岩

14、相互作用原理进行洞室支护设计。第7单元 边坡岩体稳定性分析（4学时，支撑课程目标3、4）知识点1、边坡的破坏形式及其力学成因；2、边坡稳定性分析；3、滑坡的检测与防治。重 点边坡的破坏形式、力学成因及稳定性分析。难 点边坡稳定性分析。基本要求1、识1己：松动、蠕动、崩塌、滑坡、平面剪切滑动、旋转剪切滑动、滑塌、岩块流动、岩层曲折、稳定系数。2、领 会：边坡岩体稳定性系数及其意义。3、简单应用：岩石边坡平面滑动稳定性系数的计算。4、综合应用：应用块体平衡理论分析边坡岩体边坡稳定性并计算。学时分配五、教学方法与手段知识单元理论学时第1单元绪论2第2单元岩石的基本物理力学性质4第3单元岩体的地质特征

15、6第4单元岩体中的天然应力及其测量4第5单元岩体的本构关系与强度理论8第6单元地下洞室围岩稳定性分析4第7单元边坡岩体稳定性分析4合计321、本课程以课堂讲授为主，同时开展适当学时的课程实验。2、课堂教学以学生为主体，注重OBE教学，加强课堂互动，引导学生积极 思考问题、分析问题，拓展学生的思维，提高课堂教学效率。3、课程教学内容应采取模块化设计，重点在于结构课程基础知识体系，同 时突出重点和难点，激发学生的学习积极性和主动性，提高终身自学能力。六、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考查内容为根据本课程所学教材中基本的概念、规律、方法及其 应用，需覆盖教学大纲各章节重点教学内容。课程论文报告要

16、求逻辑层次清晰、 观点明确、引用规范等。考核方式：期末课程论文考查与平时考核相结合成绩评定：成绩评定为百分制，课程成绩采取结构评分，其中：该课程总成 绩采用结构评分制，其中平时表现占10%,平时作业10%,综合作业20%,期末 理论考试成绩占60%o评价环节评估课程目标对应毕业要求平时表现（100分） （占总成绩的10%）发言、回顾、回答情况， 共8次课程目标1、2、31、2 （10 分）平时作业（100分） （占总成绩的10%）完成过程中态度和完成质 量，共5次课程目标1、2、31、2 （10 分）综合作业（100分） （占总成绩的20%）完成质量和讲授效果，共2 次课程目标41、2、4 （

17、20 分）期末考查（100分） （占总成绩的60%）闭卷考试课程目标1、2、31、2 （60 分）平时成绩评定标准评定工程评估课程目标内容分值总分值课堂 表现课程目标1、2、3不按时出勤，不能认真听讲，做 与上课无关的事，不参加课堂讨 论，不能正确回答课堂提问0-60100分按时出勤，课堂较认真听讲，被 动参与课堂讨论，不主动回答课 堂问题60-75按时出勤，课堂认真听讲，主动 参与课堂讨论，能够正确回答课 堂提问75-90按时出勤，课堂认真听讲，主持 小组的课堂讨论，能够积极主动 且正确地回答课堂提问90-100作业课程目标1、2、3、4未完成作业，未独立完成作业， 计算过程和结论不正确0-

18、60100分独立完成作业，方法运用正确， 计算过程有较多错误，计算结果 不正确60-75独立完成作业，计算过程有少许 错误，结论基本合理75-90独立完成作业训练题目，计算过 程正确，结论合理90-100七、选用教材、讲义和主要参考书1、选用教材：1岩体力学（地质教指委推荐教材），刘佑荣等主编，化学工业出版社， 2014年9月。2、主要参考书：1深部岩体力学基础，何满朝、钱七虎等著，科学出版社，2010年8 月。2岩石力学（第2版），沈明荣等主编，同济大学出版社，2015年8月。 八、大纲说明岩体力学是地质工程专业的一门必修基础课程，在教学中应将授课重点放在 对课程基本概念、基本原理和基本技能的讲授上，从而架构起本力学课程的基础 知识体系，以培养学生后续自学相关知识和解决相关工程问题的能力。课程教学 中开设一定的岩石力学基本实验工程，以到达巩固课程基本知识的目的。本大纲是根据地质工程专业2019版培养方案制定的，适合于32学时课程教 学需要。