緒論巖石力學(xué)(張子興)

緒論巖石力學(xué)(張子興)第一頁(yè)，共144頁(yè)。巖體力學(xué)的定義與分支學(xué)科

巖體力學(xué)(RockmassMechanics)

是工程力學(xué)的一個(gè)分支/延伸學(xué)科，是研究巖體在各種力場(chǎng)作用下變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)，是一門應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，也是力學(xué)、地質(zhì)學(xué)與工程學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。第二頁(yè)，共144頁(yè)。工程巖體力學(xué)——為各類建筑工程及采礦工程等服務(wù)的巖體力學(xué)，重點(diǎn)是研究工程活動(dòng)引起的巖體重分布應(yīng)力以及在這種應(yīng)力場(chǎng)作用下工程巖體(如邊坡巖體、地基巖體和地下洞室圍巖等)的變形和穩(wěn)定性。構(gòu)造巖體力學(xué)——為構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、找礦及地震預(yù)報(bào)等服務(wù)的巖體力學(xué)，重點(diǎn)是探索地殼深部巖體的變形與斷裂機(jī)理，為此需研究高溫高壓下巖石的變形與破壞規(guī)律以及與時(shí)間效應(yīng)有關(guān)的流變特征。破碎巖石力學(xué)——為掘進(jìn)、鉆井及爆破工程服務(wù)的巖體力學(xué)，主要是研究巖石的切割和破碎理論以及巖體動(dòng)力學(xué)特性。分支學(xué)科/方向第三頁(yè)，共144頁(yè)。研究?jī)?nèi)容與研究方法研究?jī)?nèi)容

巖體的地質(zhì)特征巖塊、結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)巖體的力學(xué)性質(zhì)巖體中天然應(yīng)力巖體中重分布應(yīng)力穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)工程處理與加固第四頁(yè)，共144頁(yè)。研究方法工程地質(zhì)研究法

研究巖塊和巖體的地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征，為巖體力學(xué)的進(jìn)一步研究提供地質(zhì)模型和地質(zhì)資料

試驗(yàn)法

為巖體變形和穩(wěn)定性分析計(jì)算提供必要的物理力學(xué)參數(shù)

數(shù)學(xué)力學(xué)分析法

通過(guò)建立巖體力學(xué)模型和利用適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，預(yù)測(cè)巖體在各種力場(chǎng)作用下的變形與穩(wěn)定性，為設(shè)計(jì)和施工提供定量依據(jù)

綜合分析法

采用多種方法考慮各種因素(包括工程的、地質(zhì)的及施工的等)進(jìn)行綜合分析和綜合評(píng)價(jià)，得出符合實(shí)際情況的正確結(jié)論

第五頁(yè)，共144頁(yè)。巖土工程的特點(diǎn)巖土是一種地質(zhì)材料，它經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)構(gòu)造作用，在一定的地質(zhì)環(huán)境中形成一定的結(jié)構(gòu)，顯現(xiàn)出寬廣和多變的材料響應(yīng)范圍。與一般工程材料相比，表現(xiàn)出：（1）結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性、不均勻性和各向異性（2）物理力學(xué)性質(zhì)上的非線性（3）隨機(jī)性、模糊性和不確定性（4）地質(zhì)條件和工程條件的復(fù)雜性（5）整個(gè)巖土工程系統(tǒng)的非線性第六頁(yè)，共144頁(yè)。固體力學(xué)與巖石力學(xué)傳統(tǒng)的固體力學(xué)以應(yīng)力為中心，通過(guò)一定邊界條件下的外力根據(jù)本構(gòu)關(guān)系來(lái)求解應(yīng)力。巖體的本構(gòu)方程復(fù)雜，邊界條件很難確定。而且本構(gòu)關(guān)系愈接近實(shí)際情況，所需的力學(xué)參數(shù)愈多，這又給測(cè)試增加了新的問(wèn)題，所以要得到接近真實(shí)情況的應(yīng)力困難重重。基于巖石力學(xué)參數(shù)的模糊性和不確定性，巖石工程形成了一整套獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法，把規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)、引導(dǎo)工程(pilotproject)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、反分析、修改設(shè)計(jì)、加固等階段形成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)工程。第七頁(yè)，共144頁(yè)。學(xué)科研究對(duì)象理論力學(xué)質(zhì)點(diǎn)或剛體材料力學(xué)單個(gè)彈性桿件（桿、軸、梁）連續(xù)固體結(jié)構(gòu)力學(xué)若干彈性桿件組成的桿件結(jié)構(gòu)彈性力學(xué)彈性實(shí)體結(jié)構(gòu)或板殼結(jié)構(gòu)水力學(xué)不可壓縮的連續(xù)流體（水）連續(xù)流體土力學(xué)天然的三相碎散堆積物碎散材料巖石力學(xué)天然的三相碎裂體裂隙體材料第八頁(yè)，共144頁(yè)。巖體力學(xué)的形成與發(fā)展形成歷史1951年，在奧地利創(chuàng)建了地質(zhì)力學(xué)研究組，并形成了獨(dú)具一格的奧地利學(xué)派。同年，國(guó)際大壩會(huì)議設(shè)立了巖石力學(xué)分會(huì)。1956年，美國(guó)召開了第一次巖石力學(xué)討論會(huì)。1957年，第一本《巖石力學(xué)》專著出版。1959年，法國(guó)馬爾帕塞壩潰決，引起巖體力學(xué)工作者的關(guān)注和研究。1962年，成立國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)。1966年，第一屆國(guó)際巖石力學(xué)大會(huì)在葡萄牙的里斯本召開。第九頁(yè)，共144頁(yè)。發(fā)展動(dòng)態(tài)巖體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)面的仿真模擬、力學(xué)表述及其力學(xué)機(jī)理問(wèn)題裂隙化巖體的強(qiáng)度、破壞機(jī)理及破壞判據(jù)問(wèn)題巖體與工程結(jié)構(gòu)的相互作用與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)問(wèn)題軟巖的力學(xué)特性及其巖體力學(xué)問(wèn)題水-巖-應(yīng)力耦合作用及巖體工程穩(wěn)定性問(wèn)題高地應(yīng)力巖體力學(xué)問(wèn)題巖體結(jié)構(gòu)整體綜合仿真反饋系統(tǒng)與優(yōu)化技術(shù)巖體動(dòng)力學(xué)、水力學(xué)與熱力學(xué)問(wèn)題巖體流變與長(zhǎng)期強(qiáng)度問(wèn)題巖體工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖像自動(dòng)生成處理。第十頁(yè)，共144頁(yè)。法國(guó)馬爾帕塞（Malpasset）薄拱壩：壩高60m，壩基為片麻巖，1959年左壩肩沿一個(gè)傾斜的軟弱面滑動(dòng)，造成潰壩慘劇，400余人喪生。壩肩巖體裂隙和斷層的強(qiáng)度不足是導(dǎo)致整個(gè)拱壩潰毀的關(guān)鍵因素。當(dāng)應(yīng)力變化范圍為5MPa時(shí)，巖體滲透系數(shù)相差100倍。滲透系數(shù)的降低，反過(guò)來(lái)又極大地改變了巖體中的應(yīng)力分布，使巖體中結(jié)構(gòu)面上的水壓力陡增，壩基巖體在過(guò)高的水壓力作用下沿一個(gè)傾斜的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑動(dòng)，導(dǎo)致潰壩。巖石工程事故

第十一頁(yè)，共144頁(yè)。巖石工程事故

意大利瓦依昂（Vaiont）雙曲拱壩，壩高261.6米，壩基為斷裂十分發(fā)育的灰?guī)r。1963年10月9日夜晚，大壩上游左岸山體發(fā)生大滑坡，在一分多鐘時(shí)間內(nèi)大約有2.7-3.0億立米的巖體突然下塌，水庫(kù)中有5000萬(wàn)立米的水被擠出，擊起250米高的巨大水浪，高150米的洪波溢過(guò)壩頂，致使下游的郎加朗市鎮(zhèn)遭到了毀滅性的破壞，死亡3000余人。瓦依昂巖坡滑坡的二個(gè)斷面第十二頁(yè)，共144頁(yè)。國(guó)際巖石力學(xué)與巖石工程發(fā)展動(dòng)態(tài)

一、國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立前（1962）的概況

美國(guó)美國(guó)軍部工程兵團(tuán)英國(guó)

國(guó)家煤炭局

美國(guó)墾務(wù)局倫敦大學(xué)帝國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院

卡羅拉多礦業(yè)學(xué)院(1874)法國(guó)

法國(guó)工業(yè)大學(xué)固體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室

前蘇聯(lián)

全蘇水工研究院

法國(guó)電力局

全蘇礦山測(cè)量研究院

巴黎結(jié)構(gòu)中心研究所

列寧格勒礦業(yè)學(xué)院

南非

南非采礦與冶金研究院(1894)莫斯科建筑工程學(xué)院

南非科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)

德國(guó)

卡爾斯魯大學(xué)

澳大利亞

聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(1926)奧地利

國(guó)際巖石力學(xué)研究所

日本

日本地質(zhì)調(diào)查研究所

維也納工業(yè)大學(xué)

土木工程研究院

瑞士

蘇黎世工業(yè)大學(xué)

國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)（ISSMFE）、國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)（IAEG）、國(guó)際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUTAM）

第十三頁(yè)，共144頁(yè)。二、國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立以后的進(jìn)展

國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)（ISRM,InternationalSocietyforRockMechanics）是一個(gè)非政府、非贏利的國(guó)際學(xué)術(shù)組織，其主要目的是推動(dòng)和促進(jìn)國(guó)際間巖石力學(xué)與工程領(lǐng)域的合作和學(xué)術(shù)交流。它是在奧地利地質(zhì)力學(xué)學(xué)會(huì)（OsterrichischeGeoellschaftfurGeomechanik,OGG）的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。1962年10月，在L.Muller教授倡導(dǎo)下，成立了國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)。會(huì)上推選L.Muller教授擔(dān)任第一屆國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)主席。第1屆大會(huì)—1966年9月在葡萄牙里斯本第2屆大會(huì)—1970年9月在南斯拉夫貝爾格來(lái)德第3屆大會(huì)—1974年9月在美國(guó)丹佛(Denver)第4屆大會(huì)—1979年9月在瑞士蒙特諾(Montreux)第5屆大會(huì)—1983年4月在澳大利亞墨爾本(Melburne)第6屆大會(huì)—1987年9月在加拿大蒙特利爾(Montreal)第7屆大會(huì)—1991年9月在德國(guó)阿亨(Aachen)第8屆大會(huì)—1995年9月在日本東京(Tokyo)第9屆大會(huì)—1999年8月在法國(guó)巴黎(Paris)第10屆大會(huì)—2003年9月在南非Sandton

第十四頁(yè)，共144頁(yè)。自1967年以來(lái)，先后成立的專業(yè)委員會(huì)及工作委員會(huì)(ISRMCommission)有28個(gè)，它們是：

——隧道及其它永久洞室工況委員會(huì)（1972-1980）——工程實(shí)例委員會(huì)（1980-1988）——巖石及巖體分類委員會(huì)（1971-1989）——巖石力學(xué)信息委員會(huì)（1988-1991）——計(jì)算機(jī)程序委員會(huì)（1976-1987）——采礦工程高邊坡設(shè)計(jì)委員會(huì)（1980-1983）——教育工作委員會(huì)（1988-）——水力致裂測(cè)量資料分析委員會(huì)（1983-1989）——編譯出版委員會(huì)（1973-1979）——現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)技術(shù)建議方法委員會(huì)（1967-1975）——研究工作委員會(huì)（原名為最佳研究技術(shù)路線委員會(huì)）（1967-1987）——巖石可鑿性（Boreability）、可切割性（Cuttability）及可鉆性（Drillability）委員會(huì)（1980-1989）——硬巖地區(qū)巖爆委員會(huì)（1994-1999）——地下洞室?guī)r石破壞機(jī)理委員會(huì)（1981-1991）第十五頁(yè)，共144頁(yè)?！獛r石爆破粉碎委員會(huì)（1989-1999）——巖石灌漿委員會(huì)（1988-1995）——巖石節(jié)理委員會(huì)（1988-1992）——巖石力學(xué)尺寸效應(yīng)委員會(huì)（1988-1995）——石油工程巖石性質(zhì)委員會(huì)（1989-1995）——膨脹巖委員會(huì)（1978-1999）——巖石力學(xué)教學(xué)委員會(huì)（1967-1981）——構(gòu)造穩(wěn)定性和場(chǎng)地選擇委員會(huì)（1988-1991）——名詞、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)及圖示方法委員會(huì)（1967-1975）——實(shí)驗(yàn)方法委員會(huì)（原稱試驗(yàn)室及野外試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）（1967-）——擠壓巖石中的隧道工程委員會(huì)（1987-1999）——國(guó)際巖石力學(xué)會(huì)章程及有關(guān)細(xì)則（By-Laws）修改顧問(wèn)委員會(huì)（1984-1987）——天然石質(zhì)文物保護(hù)委員會(huì)（1996-）——地球物理在巖石工程中的應(yīng)用委員會(huì)（1996-）第十六頁(yè)，共144頁(yè)。三、有關(guān)的國(guó)際兄弟組織國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)（ISRM）國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)（ISSMFE,1997年更名為國(guó)際土力學(xué)與巖土工程學(xué)會(huì)(ISSMGE)）國(guó)際工程地質(zhì)和環(huán)境協(xié)會(huì)（IAEG）1973年共同建立了長(zhǎng)期協(xié)作秘書處

（PermanentCo-ordinatingSecretariat,PCS）

國(guó)際大壩委員會(huì)（InternationalCommissiononLargeDams,ICOLD）國(guó)際地層力學(xué)局（InternationalBureauofStrataMechanics,IBSM）國(guó)際隧道協(xié)會(huì)（InternationalTunnellingAssociationITA）石油工程師學(xué)會(huì)（SocietyofPetroleumEngineers,SPE）世界采礦大會(huì)（WorldMiningCongress,WMC）第十七頁(yè)，共144頁(yè)。長(zhǎng)江三峽水利工程黃河小浪底工程雅礱江上的二灘水電站黃河上游李家峽水電站第十八頁(yè)，共144頁(yè)。三峽水利樞紐工程2022/11/2719第十九頁(yè)，共144頁(yè)。金沙江溪洛渡水電站2022/11/2720第二十頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏一級(jí)水電站2022/11/2721第二十一頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏一級(jí)水電站地下廠房12022/11/2722第二十二頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏一級(jí)水電站地下廠房22022/11/2723第二十三頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏二級(jí)水電站超長(zhǎng)引水隧洞2022/11/2724第二十四頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏二級(jí)水電站2022/11/2725第二十五頁(yè)，共144頁(yè)。錦屏水電站世界級(jí)高邊坡工程2022/11/2726第二十六頁(yè)，共144頁(yè)。龍灘水電站返回2022/11/2727第二十七頁(yè)，共144頁(yè)。在學(xué)科發(fā)展方面，繼巖石力學(xué)界先驅(qū)陳宗基先生在巖石流變學(xué)，谷德振先生在巖體結(jié)構(gòu)、巖體工程地質(zhì)力學(xué)之后，近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在關(guān)鍵塊體理論、不連續(xù)變形分析（DDA）、數(shù)值流形元方法（NMM）、巖石分形分維、智能巖石力學(xué)、軟巖力學(xué)、巖石破壞過(guò)程分析（REPA）、卸荷巖石力學(xué)、巖石記憶與開挖理論、巖石力學(xué)非線性研究、巖石工程位移反分析方法等方面的研究都提出諸多創(chuàng)新的成果。

陳宗基中國(guó)科學(xué)院院士中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第1、2屆理事長(zhǎng)第5屆國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)副主席

谷德振中國(guó)科學(xué)院院士中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)第1屆主任委員第二十八頁(yè)，共144頁(yè)?！?.5”期間，涉及到巖石力學(xué)方面的國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目為：

（1）地下工程快速施工1）水電站大型地下洞室圍巖穩(wěn)定和支護(hù)的研究2）地下洞室快速施工機(jī)械和施工技術(shù)的研究3）應(yīng)用隧道掘進(jìn)機(jī)加速地下工程施工的研究（2）復(fù)雜地基的勘測(cè)與處理技術(shù)研究1）復(fù)雜地基的工程地質(zhì)研究與勘測(cè)技術(shù)2）復(fù)雜地基的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究

第二十九頁(yè)，共144頁(yè)?！?.5”期間，涉及到的課題為：

（1）勘測(cè)新技術(shù)研究（2）巖體力學(xué)測(cè)試及高壩地基原位監(jiān)測(cè)技術(shù)研究（3）高壩地基巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及可利用巖體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究（4）高壩地基處理技術(shù)研究（5）煤與瓦斯突出地質(zhì)災(zāi)害防治研究（6）煤礦突水地質(zhì)災(zāi)害防治研究“7.5”期間專門就三峽工程單獨(dú)列項(xiàng)進(jìn)行攻關(guān)，涉及的課題有：（1）壩區(qū)及外圍地殼穩(wěn)定性研究（2）壩區(qū)高邊坡和建基巖體工程問(wèn)題研究（3）水庫(kù)誘發(fā)地震研究（4）庫(kù)岸穩(wěn)定性研究（5）環(huán)境地質(zhì)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)（6）三峽工程高陡邊坡開挖、加固技術(shù)研究。

第三十頁(yè)，共144頁(yè)?！?.5”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)涉及的課題有：

（1）高邊坡穩(wěn)定及處理技術(shù)研究：

1）巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定分析方法及軟件系統(tǒng)①大型滑坡調(diào)查總結(jié)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)②巖質(zhì)高邊坡失穩(wěn)破壞機(jī)理及分析方法研究③巖體結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)特征研究④巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)和分析設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件綜合系統(tǒng)

2）巖質(zhì)高邊坡開挖及加固措施研究①巖質(zhì)高邊坡開挖控制爆破及動(dòng)力反應(yīng)②預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)③邊坡施工合理順序及綜合加固處理的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3）巖質(zhì)高邊坡勘測(cè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究①攝影（像）析技術(shù)在邊坡巖體結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用②直接橫波測(cè)井技術(shù)及其應(yīng)用研究③層析成像技術(shù)在邊坡巖體勘測(cè)中的應(yīng)用④鉆孔彩色電視孔壁成象系統(tǒng)及其應(yīng)用研究⑤鉆孔多點(diǎn)滲壓測(cè)量及壓模系統(tǒng)⑥近庫(kù)壩段的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究⑦邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)預(yù)報(bào)軟件及應(yīng)用研究（2）高拱壩壩體、庫(kù)水和壩基相互作用動(dòng)、靜力分析研究1）壩體滲流特性及拱座穩(wěn)定分析研究2）安全監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)及反饋分析理論第三十一頁(yè)，共144頁(yè)。（3）勘測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及綜合應(yīng)用研究1）原位保真取芯技術(shù)研究2）“3000”系列測(cè)井儀的改造和原位密度的測(cè)試研究

3）巖體裂隙結(jié)構(gòu)面的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)4）高分辨率地震勘探技術(shù)方法研究5）巖溶勘測(cè)新技術(shù)6）地應(yīng)力測(cè)試新方法（4）國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)于1989～1992年將《巖土與水工建筑相互作用》列為重大項(xiàng)目，該項(xiàng)目包括7個(gè)專題，與巖石力學(xué)有關(guān)的有3個(gè)。1）裂隙巖體力學(xué)特性與洞群施工力學(xué)研究2）加固后裂隙巖體力學(xué)特性及建基面準(zhǔn)則研究3）裂隙巖體中水的運(yùn)動(dòng)與水工建筑物相互作用研究

第三十二頁(yè)，共144頁(yè)。“9.5”國(guó)家科技攻關(guān)涉及的課題為：（1）快速勘探技術(shù)的綜合應(yīng)用

1）遙感技術(shù)及其應(yīng)用研究①遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)集成及應(yīng)用研究②深挖高邊坡快速地質(zhì)編錄成圖技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究③地下洞室圍巖地質(zhì)編錄成圖技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究2）綜合物探技術(shù)研究及其應(yīng)用①地震波CT技術(shù)及應(yīng)用研究②鉆孔彩色電視孔壁成像系統(tǒng)及應(yīng)用研究③聲波測(cè)井技術(shù)應(yīng)用研究④高密度電法勘探研究

3）鉆探新技術(shù)的開發(fā)及其應(yīng)用①?gòu)?fù)雜地層安全快速鉆進(jìn)技術(shù)研究②鉆孔巖芯定向技術(shù)研究③自振法抽水試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用研究

4）工程地質(zhì)綜合分析技術(shù)的開發(fā)及其應(yīng)用①工程地質(zhì)綜合分析系列軟件研究②巖體物理力學(xué)特性及強(qiáng)度參數(shù)取值研究③軟弱夾層力學(xué)特性參數(shù)研究第三十三頁(yè)，共144頁(yè)。（2）300m級(jí)高拱壩壩基穩(wěn)定研究1）高拱壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)及巖體力學(xué)參數(shù)研究2）拱壩與地基整體失穩(wěn)機(jī)理、分析方法及對(duì)策研究3）考慮暴雨入滲等因素拱壩壩基滑動(dòng)可靠度分析方法研究（3）超大型地下洞室群合理布置及圍巖穩(wěn)定研究1）水庫(kù)蓄水后地下洞室結(jié)構(gòu)和圍巖穩(wěn)定與支護(hù)方式分析2）地下洞室群合理施工順序研究3）地下洞室抗震穩(wěn)定性研究（4）壩址及近岸滑坡體穩(wěn)定性研究1）溪洛渡近壩滑坡體的穩(wěn)定性分析和治理檢測(cè)方案2）小灣壩前堆積體穩(wěn)定與加固方案研究

第三十四頁(yè)，共144頁(yè)。中國(guó)巖石力學(xué)與巖石工程發(fā)展前景展望

巖石力學(xué)研究由局限的巖體走向解決山體和地體等大范圍、大尺度的工程和資源開發(fā)問(wèn)題。巖石力學(xué)由研究單一的固體不連續(xù)材料向多場(chǎng)耦合和多相運(yùn)動(dòng)研究發(fā)展。巖石力學(xué)從單純的地球內(nèi)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)或外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模型向內(nèi)外動(dòng)力耦合作用模型的轉(zhuǎn)變。

巖石力學(xué)從工程巖體穩(wěn)定性研究向極端災(zāi)害的非線性動(dòng)力過(guò)程的預(yù)測(cè)及防治進(jìn)軍。

從常規(guī)的巖石開挖的失穩(wěn)防治到新型大規(guī)模暴力攻擊的防護(hù)，以及人地關(guān)系的協(xié)調(diào)。

新途徑:多重綜合集成（MultipleMeta-synthetics）（1）多源知識(shí)的綜合集成經(jīng)驗(yàn)、推理、測(cè)量（2）多種手段的綜合集成以力學(xué)為主，與地學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科交叉結(jié)合（3）多尺度的綜合集成微觀、細(xì)觀、宏觀及宇觀

新方向

第三十五頁(yè)，共144頁(yè)。孫鈞第3屆理事長(zhǎng)第8屆國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)副主席廈門海底隧道王思敬第4屆理事長(zhǎng)中國(guó)巖石力學(xué)與工程世紀(jì)成就與展望謝和平第5屆副理事長(zhǎng)災(zāi)害環(huán)境下重大工程安全性的基礎(chǔ)研究進(jìn)展錢七虎第5屆理事長(zhǎng)第10屆國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)副主席非線性巖石力學(xué)的新進(jìn)展——深部巖石力學(xué)的若干關(guān)鍵問(wèn)題第三十六頁(yè)，共144頁(yè)。鄭穎人第5屆理事邊坡巖體與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用葛修潤(rùn)第5屆名譽(yù)理事單軸壓縮下巖石疲勞強(qiáng)度不可逆變形發(fā)展規(guī)律的研究宋振騏第5屆常務(wù)理事煤礦重大事故預(yù)測(cè)與控制的動(dòng)力信息基礎(chǔ)顧金才第5屆副理事長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索加固機(jī)理與設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究第三十七頁(yè)，共144頁(yè)。馮夏庭研究員2011-2015：國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)主席何滿潮，中國(guó)科學(xué)院院士

2015-2019VicePresidentatLarge2022/11/27第三十八頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論SatelliteImageofHongKong第三十九頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

WesternHongKongIslandLow-lyingareaofKowloon第四十頁(yè)，共144頁(yè)。HongKongIsland第四十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

ExcavationforQuarry第四十二頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

LargereclamationplatforminwestKowloon第四十三頁(yè)，共144頁(yè)。Largecutslopecloselyadjacentbuildings1976第四十四頁(yè)，共144頁(yè)。196419721972第四十五頁(yè)，共144頁(yè)。香港1900年建市，1977年成立土力工程署港島1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad第四十六頁(yè)，共144頁(yè)。Early1972滑坡前June1972滑坡后第四十七頁(yè)，共144頁(yè)。On13Aug.1995,amajorlandslideof26,000m3tookplaceatthehillsideaboveShumWanRoadandcausedthecollapseofa30mlongsectionofNamLongShanRoad.ThedebriscrossedSWR,damagedthreeshipyardsandafactory,resultedtwofatalitiesandinjuredfiveotherpeople.1992第四十八頁(yè)，共144頁(yè)。GroundAnchorsCribRetainingWall第四十九頁(yè)，共144頁(yè)。ScaffoldingonSlopes第五十頁(yè)，共144頁(yè)。StoneFacing第五十一頁(yè)，共144頁(yè)。重慶主城區(qū)距三峽壩址603.7KM，是座“山城”，主要分布侏羅系泥巖，降雨充沛，崩塌、滑坡、泥石流頻發(fā)，給經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人發(fā)生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害，據(jù)國(guó)土資源部門的初步調(diào)查，城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)有崩滑體201處，主要沿江呈多個(gè)帶狀集中分布，其中長(zhǎng)江沿岸5個(gè)地帶，嘉陵江沿岸8個(gè)帶。目前已對(duì)其中18個(gè)重大或有危險(xiǎn)的危巖和崩滑體進(jìn)行了詳細(xì)的勘察，實(shí)施了部分防治工程，城市地質(zhì)災(zāi)害得到了有效控制。港渝兩地地形地質(zhì)條件山地和丘陵亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛人工切坡第五十二頁(yè)，共144頁(yè)。

在主城區(qū)現(xiàn)狀土地利用結(jié)構(gòu)中，居住用地所占比重較大，為38.23%；綠地和城市道路所占比重較小，分別為4.32%和9.60%。重慶主城區(qū)用地結(jié)構(gòu)特征第五十三頁(yè)，共144頁(yè)。長(zhǎng)江大橋從4車道拓寬為8車道第五十四頁(yè)，共144頁(yè)。第五十五頁(yè)，共144頁(yè)。重慶長(zhǎng)江大橋南橋頭有雙孔隧道1座，長(zhǎng)311米，每孔隧道為單向二車道。1980年7月1日，南橋頭隧道與長(zhǎng)江大橋同時(shí)完工，隧道口與長(zhǎng)江大橋南橋相距約80米。

第五十六頁(yè)，共144頁(yè)。第五十七頁(yè)，共144頁(yè)。第五十八頁(yè)，共144頁(yè)。第五十九頁(yè)，共144頁(yè)。第六十頁(yè)，共144頁(yè)。第六十一頁(yè)，共144頁(yè)。第六十二頁(yè)，共144頁(yè)。第六十三頁(yè)，共144頁(yè)。第六十四頁(yè)，共144頁(yè)?？宸綁鹤×税雮€(gè)車道

隔離牌被砸得支離破碎第六十五頁(yè)，共144頁(yè)。第六十六頁(yè)，共144頁(yè)。第六十七頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論§1.1

巖石與巖體的基本概念1.1.1巖石和巖體巖石是組成地殼的基本物質(zhì)，它是由礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律凝聚而成的自然地質(zhì)體。第1章緒論

texturestructure這是影響巖石力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的三個(gè)重要因素。構(gòu)造:組成成分的空間分布及其相互間排列關(guān)系。礦物：存在地殼中的具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物。結(jié)構(gòu)：組成巖石的物質(zhì)成分、顆粒大小和形狀以及其相互結(jié)合的情況。第六十八頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

自然元素礦物2022/11/2769第六十九頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

硫化物礦物第七十頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

氧化物和氫氧化物礦物赤鐵礦磁鐵礦第七十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

硫酸鹽礦物第七十二頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

碳酸鹽礦物第七十三頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

硅酸鹽礦物第七十四頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

硅酸鹽礦物第七十五頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

礦物分類：礦物分類：自然元素礦物自然元素礦物如金，金剛石、石墨、硫磺、銅、銀、汞如金，金剛石、石墨、硫磺、銅、銀、汞鹵化物礦物鹵化物礦物如石鹽、鉀鹽、螢石等如石鹽、鉀鹽、螢石等硫化物礦物硫化物礦物黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、雄黃等黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、雄黃等氧化物和氫氧化物礦物氧化物和氫氧化物礦物如赤鐵礦、磁鐵礦、石英等如赤鐵礦、磁鐵礦、石英等硫酸鹽礦物硫酸鹽礦物石膏、芒硝、重晶石等石膏、芒硝、重晶石等碳酸鹽礦物碳酸鹽礦物如方解石、孔雀石如方解石、孔雀石硅酸鹽礦物硅酸鹽礦物如云母、長(zhǎng)石、角閃石、輝石、橄欖石等如云母、長(zhǎng)石、角閃石、輝石、橄欖石等其中其中硅酸鹽礦物種類繁多，約占已知礦物種數(shù)的硅酸鹽礦物種類繁多，約占已知礦物種數(shù)的1/41/4，占地殼總，占地殼總重量的重量的85%85%，最常見的就是，最常見的就是長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石、橄欖石長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石、橄欖石等幾種。等幾種。第七十六頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

形成礦物的地質(zhì)作用火成作用巖漿礦物熱液礦物火山礦物沉積作用

風(fēng)化礦物

沉積礦物變質(zhì)作用熱變質(zhì)礦物區(qū)域變質(zhì)礦物第七十七頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

巖漿礦物：礦物可形成由巖漿冷凝后直接結(jié)晶而成。由于地殼深處溫度很高，壓力很大，那里的物質(zhì)已經(jīng)成為熔融狀態(tài)，這種高溫熔融的物質(zhì)就是巖漿。當(dāng)巖漿受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響，侵入到地殼上部，壓力慢慢減少，溫度漸漸降低，礦物就按其熔點(diǎn)高低順序而結(jié)晶，形成如橄欖石、金剛石、輝石、長(zhǎng)石等礦物。

熱液礦物：隨著巖漿的溫度不斷下降，大量的水蒸氣產(chǎn)生液化，成為熱水溶液，在這種熱液里溶解有各種各樣有用的礦物組成，從而可以形成各種各樣的礦物，如錫石、石英等?；鹕降V物：而當(dāng)?shù)叵碌膸r漿如果遇到地殼某處裂隙，壓力減小，便會(huì)沿裂隙上升，也就是人們常說(shuō)的火山爆發(fā)，世界上有許多著名的山如日本富士山、長(zhǎng)白山等就是火山噴發(fā)形成的。在火山噴發(fā)時(shí)，火山口及周圍可能形成火山礦物，如硫磺、沸石、蛋白石等。

火成作用第七十八頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

風(fēng)化礦物：在自然界，無(wú)論巖石和礦石多么堅(jiān)硬，風(fēng)吹雨淋，受熱膨脹，遇冷收縮，天長(zhǎng)日久，最后整塊巖石都會(huì)發(fā)生碎裂，變成大大小小的碎塊。這些碎塊繼續(xù)受侵蝕，當(dāng)其中易溶物質(zhì)被水溶解帶走，難溶物質(zhì)殘留下來(lái)，就形成了表生礦物，如黃鐵礦就變成了褐鐵礦，黃銅礦變成了孔雀石、藍(lán)銅礦。沉積礦物：由風(fēng)化作用形成的碎塊，除殘留原地外，主要被流水搬運(yùn)走，經(jīng)過(guò)河水搬運(yùn)，海水的沖刷和淘洗，比較重的礦物和堅(jiān)硬、穩(wěn)定的礦物聚集在一起，形成了一些有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦物，如金剛石、金、錫石等的砂礦。而被流水溶解帶走的物質(zhì)，當(dāng)它們進(jìn)入內(nèi)陸湖泊或封閉的海灣以后，水分不斷蒸發(fā)，溶液達(dá)到過(guò)飽和時(shí)，就可以結(jié)晶沉淀下來(lái)形成鹽類礦物，如石鹽、石膏、硬石膏、方解石。沉積作用第七十九頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

熱變質(zhì)礦物：由于巖漿向上侵入，巖漿的熱能對(duì)其周圍的巖石和礦物產(chǎn)生了作用，使它們發(fā)生變化（最為常見的是石灰?guī)r經(jīng)過(guò)熱變質(zhì)作用變質(zhì)為大理巖），進(jìn)而在接觸部位形成許多新的礦物組合。常有熱變質(zhì)礦物石榴子石、紅柱石、透閃石、陽(yáng)起石、堇青石等。區(qū)域變質(zhì)礦物：當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)生強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，尤其是板塊邊緣的運(yùn)動(dòng)，造成大規(guī)模地殼的升降、褶皺和斷裂。使原來(lái)巖石和礦物所處的環(huán)境發(fā)生變化。當(dāng)巖石上的壓力足以把礦物中的水分?jǐn)D壓出來(lái)，且產(chǎn)生巖石中礦物晶體重新組構(gòu)所需的能量時(shí)，就形成一系列密度更大、更堅(jiān)硬的礦物，如藍(lán)晶石、石榴石、十字石等礦物。變質(zhì)作用第八十頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論沉積巖：強(qiáng)度不穩(wěn)定，各向異性變質(zhì)巖：不穩(wěn)定與變質(zhì)程度和原巖性質(zhì)有關(guān)巖漿巖：強(qiáng)度高、均質(zhì)性好巖石是天然產(chǎn)出的具一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物集合體，是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。例如，石灰?guī)r是由方解石組成的集合體；花崗巖是由石英、長(zhǎng)石、云母等多種礦物組成的集合體；礫巖是由巖石碎屑所組成的集合體。巖石分類第八十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

巖漿巖(magmaticrock)

成因類型：由地下深處的高溫高壓熔融的巖漿以侵入(intrusive)或噴出(effusive)方式直接冷凝而成。它主要構(gòu)成了深部地殼和上地幔，約占整個(gè)地殼的65%。第八十二頁(yè)，共144頁(yè)。巖漿巖的產(chǎn)狀第1章緒論

第八十三頁(yè)，共144頁(yè)。volcano第1章緒論

第八十四頁(yè)，共144頁(yè)?；◢弾r的礦物成分巖漿巖物質(zhì)成分

主要是硅酸鹽礦物，還有一部分金屬硫化物、氧化物及揮發(fā)性物質(zhì)。按SiO2含量分為：基性巖漿和酸性巖漿等;按礦物成分分為：硅鋁礦物和鐵鎂礦物。

第1章緒論

第八十五頁(yè)，共144頁(yè)。巖漿巖的結(jié)構(gòu)(texture)

指組成巖石的礦物結(jié)晶程度、晶粒大小、形狀及組合關(guān)系。可反映巖漿冷凝時(shí)的物理環(huán)境。按礦物結(jié)晶程度分為：全晶質(zhì)——是深成侵入巖結(jié)構(gòu)特征半晶質(zhì)——是淺成侵入巖結(jié)構(gòu)特征非晶質(zhì)——是噴出巖結(jié)構(gòu)特征按晶粒大小分為：粗晶、中晶、細(xì)晶、微晶按晶粒相對(duì)大小分為：等粒、不等粒、斑狀第1章緒論

第八十六頁(yè)，共144頁(yè)。巖漿巖的構(gòu)造(structure)

指礦物在巖石中的排列和充填方式。常見構(gòu)造：

流紋狀構(gòu)造氣孔和杏仁狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造第1章緒論

第八十七頁(yè)，共144頁(yè)?；◢忛W長(zhǎng)巖玄武巖第1章緒論

第八十八頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

火成巖命名原則第八十九頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

花崗巖閃長(zhǎng)巖輝綠巖玄武巖云英巖流紋巖第九十頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論公園里的花崗巖裝飾第九十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

沉積巖(sedimentaryrock)成因：地表巖石破壞搬運(yùn)沉積硬結(jié)成巖物質(zhì)組成：

巖石碎屑黏土礦物化學(xué)沉積礦物有機(jī)質(zhì)及生物殘骸第九十二頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

河流的侵蝕亞馬遜河流域第九十三頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

地下水的潛蝕第九十四頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

湖泊海洋的沖蝕第九十五頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

風(fēng)的吹蝕第九十六頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

冰川的刨蝕第九十七頁(yè)，共144頁(yè)。外動(dòng)力地質(zhì)作用特點(diǎn)第1章緒論第九十八頁(yè)，共144頁(yè)。沉積巖的結(jié)構(gòu)

碎屑結(jié)構(gòu)

泥質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)第1章緒論

第九十九頁(yè)，共144頁(yè)。沉積巖的構(gòu)造層理構(gòu)造(stratification)（水平層理、波狀層理、斜層理等）層面構(gòu)造(beddingplane)（雨痕、泥裂等）(a)(b)(c)(d)沉積巖的層理類型(a)水平層理；(b)交錯(cuò)層理；(c)單斜層理；(d)透鏡體及尖滅層第1章緒論

第一百頁(yè)，共144頁(yè)。碎屑巖的膠結(jié)物：硅質(zhì)——強(qiáng)度高鐵質(zhì)——易氧化鈣質(zhì)——易溶解泥質(zhì)——易軟化膠結(jié)類型：基底式膠結(jié)(a)孔隙式膠結(jié)(b)接觸式膠結(jié)(c)

(a)(b)(c)碎屑巖的膠結(jié)類型第1章緒論

第一百零一頁(yè)，共144頁(yè)。沉積巖的分類碎屑巖、黏土巖、化學(xué)沉積巖、生物化學(xué)巖第1章緒論

第一百零二頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

角礫巖煤泥炭白云質(zhì)微晶灰?guī)r頁(yè)巖凝灰砂巖第一百零三頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

砂頁(yè)巖硅質(zhì)灰?guī)r第一百零四頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

變質(zhì)巖(metamorphicrock)成因：巖石受地殼運(yùn)動(dòng)及巖漿入侵的高溫高壓作用和化學(xué)成分的加入，改變?cè)Y(jié)構(gòu)構(gòu)造而形成。從地表向下16公里范圍內(nèi)火成巖和變質(zhì)巖的體積占95%。變質(zhì)作用類型：接觸變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用、區(qū)域變質(zhì)作用第一百零五頁(yè)，共144頁(yè)。

物質(zhì)組成：除原有礦物外，特有變質(zhì)礦物

結(jié)構(gòu)：變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)構(gòu)造：片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造板狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。第1章緒論

第一百零六頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論變質(zhì)作用(metamorphism)

第一百零七頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

藍(lán)田玉（蛇紋石化大理巖）大理巖和田玉（變質(zhì)角閃石巖）第一百零八頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

千枚巖黑云母片麻巖蛇紋石大理巖蛇紋巖云母片巖角閃巖第一百零九頁(yè)，共144頁(yè)?；◢徠閹r大理巖第1章緒論

第一百一十頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

變質(zhì)巖的礦物成分，既決定于原巖性質(zhì)，還與變質(zhì)作用的性質(zhì)、強(qiáng)度密切相關(guān)，因此變質(zhì)巖具有自己的礦物成分特點(diǎn)，又和火成巖、沉積巖有一定聯(lián)系，且比它們更復(fù)雜多樣。主要造巖礦物在三大類巖石中分布情況列入下表：主要在巖漿巖

中出現(xiàn)的礦物主要在沉積巖

中出現(xiàn)的礦物主要在變質(zhì)巖

中出現(xiàn)的礦物三大類巖石

均有的礦物鱗石英

歪長(zhǎng)石

白榴石

方鈉石

黝方石

藍(lán)方石

玄武角閃石等蛋白石

玉髓

水鋁石

粘土礦物

海綠石

鹽類礦物

鹵化物礦物剛玉，石墨

紅柱石，藍(lán)晶石，矽線石

葉臘石，十字石，堇青石

硬綠泥石，硬玉，濁沸石

方柱石，鈉云母，絹云母

簾石類，葡萄石，硬柱石

綠纖石，鈣鋁榴石

符山石，綠泥石，陽(yáng)起石

藍(lán)閃石，滑石，蛇紋石

直閃石，硅鎂石，透閃石

鈣鎂橄欖石，鈣鐵輝石

薔薇輝石，硅灰石

石英

堿性長(zhǎng)石

斜長(zhǎng)石類

白云母，黑云母

角閃石，輝石

橄欖石

磁鐵礦

鈦鐵礦

磷灰石

鋯石

金紅石

榍石

碳酸鹽礦物

第一百一十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

三大類巖石特征對(duì)比表第一百一十二頁(yè)，共144頁(yè)。巖石的工程性質(zhì)評(píng)述

巖漿巖深成侵入巖具結(jié)晶結(jié)構(gòu)，晶粒粗大均勻，力學(xué)強(qiáng)度高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于多種礦物結(jié)晶組成，抗風(fēng)化能力較差。淺成侵入巖特別是脈狀巖體穿插于不同的巖石中，易蝕變風(fēng)化，使其強(qiáng)度降低、透水性增大。噴出巖若具有氣孔構(gòu)造、流紋構(gòu)造及發(fā)育有原生裂隙，透水性較大。多呈巖流狀產(chǎn)出，巖體厚度小，巖相變化大，對(duì)地基均一性和穩(wěn)定性影響大。第1章緒論

第一百一十三頁(yè)，共144頁(yè)。沉積巖火山碎屑巖由細(xì)小火山灰組成，水理性質(zhì)差。沉積碎屑巖受膠結(jié)物成分和膠結(jié)類型影響顯著。黏土巖浸水后易軟化和泥化，還可能有膨脹性。對(duì)工程極為不利，但可作隔水層和防滲層?；瘜W(xué)巖和生物化學(xué)巖具不同程度的可溶性，易滲漏。第1章緒論

第一百一十四頁(yè)，共144頁(yè)。

變質(zhì)巖

工程性質(zhì)與其原巖密切相關(guān)。動(dòng)力變質(zhì)巖的力學(xué)強(qiáng)度和抗水性均較差。片理構(gòu)造使巖石具有各向異性特征。第1章緒論

第一百一十五頁(yè)，共144頁(yè)。三大類巖石具有不同的形成條件和環(huán)境，而巖石形成所需的環(huán)境條件又會(huì)隨著地質(zhì)作用的進(jìn)行不斷地發(fā)生變化。

第1章緒論

三大巖類物質(zhì)循環(huán)第一百一十六頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

第一百一十七頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

巖石循環(huán)轉(zhuǎn)化示意圖第一百一十八頁(yè)，共144頁(yè)。巖體（Rockmass）是指工程作用范圍內(nèi)具有一定的巖石成分、結(jié)構(gòu)特征及賦存于某種地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。巖體經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的自然歷史過(guò)程，經(jīng)受了各種地質(zhì)作用，并在地應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，在其內(nèi)部保留了各種永久變形和各種各樣的地質(zhì)構(gòu)造形跡，例如不整合、褶皺、斷層、層理、節(jié)理、劈理等不連續(xù)面。

第1章緒論

巖石與巖體的重要區(qū)別就是巖體包含若干不連續(xù)面。由于不連續(xù)面的存在，巖體的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于巖石強(qiáng)度。

巖石（Rock）試件是由鉆孔中獲取的巖芯或是在工程范圍內(nèi)用爆破以及其他方法所獲得的巖石碎塊經(jīng)加工而制成的，這種所采集的標(biāo)本或巖芯僅僅是在自然地質(zhì)體中的巖石小塊，稱為巖塊。我們平時(shí)所稱的巖石，在一定程度上都是指巖塊，于是這兩個(gè)概念也就不嚴(yán)格加以區(qū)分了。因?yàn)閹r塊是不包含有顯著弱面的較均質(zhì)的巖石塊體，所以通常把它作為連續(xù)介質(zhì)及均質(zhì)體來(lái)看待。

第一百一十九頁(yè)，共144頁(yè)。1.1.2巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)基本要素，結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面即巖體內(nèi)具有一定方向、延展較大、厚度較小的面狀地質(zhì)界面，包括物質(zhì)的分界面和不連續(xù)面，它是在地質(zhì)發(fā)展歷史中，尤其是地質(zhì)構(gòu)造變形過(guò)程中形成的。被結(jié)構(gòu)面分割而形成的巖塊，四周均被結(jié)構(gòu)面所包圍，這種由不同產(chǎn)狀的結(jié)構(gòu)面組合切割而形成的單元體稱為結(jié)構(gòu)體。不同類型的巖體結(jié)構(gòu)單元在巖體內(nèi)的組合、排列形式稱為巖體結(jié)構(gòu)。

第1章緒論

第一百二十頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論巖體中的結(jié)構(gòu)面是巖體力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)薄弱的部位，它導(dǎo)致巖體力學(xué)性能的不連續(xù)性、不均一性和各向異性。只有掌握巖體的結(jié)構(gòu)特征，才有可能闡明巖體不同荷載下內(nèi)部的應(yīng)力分布和應(yīng)力狀況?？拷乇淼膸r體，其結(jié)構(gòu)特征在很大程度上確定了外營(yíng)力對(duì)巖體的改造進(jìn)程。這是由于結(jié)構(gòu)面往往是風(fēng)化、地下水等各種外營(yíng)力較活動(dòng)的部位，也常常是這些營(yíng)力的改造作用能深入巖體內(nèi)部的重要通道，往往發(fā)展為重要的控制面。巖體的結(jié)構(gòu)特征對(duì)巖體在一定荷載條件下的變形破壞方式和強(qiáng)度特征起著重要的控制作用。巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面，常常成為決定巖體穩(wěn)定性的控制面，各結(jié)構(gòu)面分別為確定壩肩巖體抗滑穩(wěn)定的分割面和滑移控制面。第一百二十一頁(yè)，共144頁(yè)。第1章緒論

①不連續(xù)；②各向異性；③不均勻性；④巖塊單元的可移動(dòng)性；⑤地質(zhì)因子特性（水、氣、熱、初應(yīng)力）。巖體的力學(xué)特征

rockmassstructurestructuralplanestructuralelement巖體=巖塊+結(jié)構(gòu)面巖體結(jié)構(gòu)面巖塊不連續(xù)面：包括節(jié)理、裂隙、孔隙、斷面、孔洞、層面巖體結(jié)構(gòu)面巖塊不連續(xù)面：包括節(jié)理、裂隙、孔隙、斷面、孔洞、層面第一百二十二頁(yè)，共144頁(yè)。巖體結(jié)構(gòu)類型巖體地質(zhì)類型主要結(jié)構(gòu)體形式結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況工程地質(zhì)評(píng)價(jià)塊狀結(jié)構(gòu)厚層沉積巖火成侵入巖火山巖變質(zhì)巖

塊狀柱狀節(jié)理為主巖體在整體上強(qiáng)度較高，變形特征接近于均質(zhì)彈性各向同性體，作為壩基及地下工程洞體具有良好的工程地質(zhì)條件，在壩肩及邊坡條件雖也屬良好，但要注意不利于巖體穩(wěn)定的平緩節(jié)理鑲嵌結(jié)構(gòu)火成侵入巖非沉積變質(zhì)巖菱形錐形節(jié)理比較發(fā)育有小斷層錯(cuò)動(dòng)帶巖體在整體上強(qiáng)度仍高，但不連續(xù)性較為顯著，在壩基經(jīng)局部處理后仍為良好地基；在邊坡過(guò)陡時(shí)易以崩塌形式出現(xiàn)，不易構(gòu)成大滑坡體；在地下工程，若跨度不大，塌方事故很少碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)造破壞強(qiáng)烈?guī)r體碎塊狀節(jié)理、斷層及斷層破碎帶交叉劈理發(fā)育巖體完整性破壞較大，強(qiáng)度受斷層及軟弱結(jié)構(gòu)面控制，并易受地下水作用影響，巖體穩(wěn)定性較差，在壩基要求對(duì)規(guī)模較大斷層進(jìn)行處理，一般可做固結(jié)灌漿；在邊坡有時(shí)出現(xiàn)較大的塌方；在地下礦坑開采中易產(chǎn)生塌方、冒頂，要求支護(hù)緊跟；對(duì)永久性地下工程要求襯砌層狀結(jié)構(gòu)薄層沉積巖沉積變質(zhì)巖板狀楔形層理、片理節(jié)理比較發(fā)育巖體呈層狀，接近均一的各向異性介質(zhì)，作為壩基、壩肩、邊坡及地下洞體的巖體穩(wěn)定與巖層產(chǎn)狀關(guān)系密切，一般陡立的較為穩(wěn)定，而平緩的較差。傾向不同時(shí)也有很大差異，要結(jié)合工程具體考慮，但這類巖體在壩肩、壩基及邊坡較易出現(xiàn)破壞事故層狀碎塊結(jié)構(gòu)較強(qiáng)烈褶皺及破碎的層狀巖體碎塊狀楔形層理、片理、節(jié)理、斷層層間錯(cuò)動(dòng)面發(fā)育巖體完整性差，整體強(qiáng)度低，軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，易受地下水不良作用影響，穩(wěn)定性很差，不宜選作高混凝土壩、壩基、壩肩；邊坡設(shè)計(jì)角較低，地下工程施工中常遇塌方，永久性工程要求加厚襯砌散體結(jié)構(gòu)斷層破碎帶風(fēng)化破碎帶鱗片狀碎屑狀顆粒狀斷層破碎帶，風(fēng)化帶及次生結(jié)構(gòu)面巖體強(qiáng)度遭到極大破壞，接近松散介質(zhì)，穩(wěn)定性最差，在壩基及人工邊坡上要作清基處理，在地下工程進(jìn)出口處也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)處理巖體結(jié)構(gòu)類型及其特征

表1-1

第1章緒論

第一百二十三頁(yè)，共144頁(yè)?！?.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（1）土木建筑工程高層建筑地基處理與加固技術(shù)大型地下峒室、地下建筑空間設(shè)計(jì)、施工與加固理論技術(shù)地面建筑物沉降、傾斜控制和糾偏技術(shù)山城或山坡及臨坡建筑物基礎(chǔ)滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)與防治技術(shù)

第1章緒論

第一百二十四頁(yè)，共144頁(yè)?！?.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（2）鐵道和公路建設(shè)工程線路邊坡穩(wěn)定性分析隧道設(shè)計(jì)和施工技術(shù)隧道施工中的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及處理高地應(yīng)力區(qū)的巖爆理論及處理隧道入口施工技術(shù)及洞臉邊坡角的確定和加固措施地鐵施工技術(shù)

第1章緒論第一百二十五頁(yè)，共144頁(yè)。§1.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（3）水利水電工程壩基及壩肩穩(wěn)定性、防滲加固理論和技術(shù)有壓和無(wú)壓引水隧道設(shè)計(jì)、施工及加固理論技術(shù)大跨度高邊墻地下廠房的圍巖穩(wěn)定及加固技術(shù)高速水流沖刷的巖石力學(xué)問(wèn)題水庫(kù)誘發(fā)地震的預(yù)報(bào)問(wèn)題庫(kù)岸穩(wěn)定及加固方法

第1章緒論

第一百二十六頁(yè)，共144頁(yè)。§1.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（4）采礦工程露天采礦邊坡設(shè)計(jì)及穩(wěn)定加固技術(shù)井下開采中巷道和采場(chǎng)圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題，特別是軟巖巷道和深部開采地壓控制問(wèn)題采場(chǎng)穩(wěn)定性及開采優(yōu)化（采場(chǎng)結(jié)構(gòu)、開采順序、開挖步驟等）設(shè)計(jì)問(wèn)題礦井突水預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)及預(yù)處理理論和技術(shù)巖爆、煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及預(yù)處理理論和技術(shù)采空區(qū)處理及地面沉降問(wèn)題巖石破碎問(wèn)題

第1章緒論

第一百二十七頁(yè)，共144頁(yè)?！?.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（5）石油工程巖石應(yīng)力與巖石滲透性巖石力學(xué)與地球物理勘探綜合研究鉆探技術(shù)與井壁穩(wěn)定性巖石力學(xué)與采油技術(shù)（水壓致裂、水平鉆孔）油層壓縮及地面沉降石油、天然氣運(yùn)輸、儲(chǔ)存工程及環(huán)境影響第1章緒論

第一百二十八頁(yè)，共144頁(yè)。§1.2

巖石力學(xué)的應(yīng)用范圍

（6）海洋勘探與開發(fā)工程（7）核電站建設(shè)中核廢料處理技術(shù)（8）地層熱能資源開發(fā)技術(shù)問(wèn)題（9）地震預(yù)報(bào)中的巖石力學(xué)問(wèn)題

第1章緒論

第一百二十九頁(yè)，共144頁(yè)。中國(guó)西部大開發(fā)四大工程

青藏鐵路：青藏鐵路是目前世界上海拔最高、線路最長(zhǎng)的高原鐵路，全長(zhǎng)1118公里，其中550多公里穿越多年凍土地段，將經(jīng)歷十分復(fù)雜的氣候環(huán)境和地理環(huán)境。青藏鐵路總投資360億元，于2001年6月29日開工。西氣東輸：天然氣管道直徑為1118毫米，長(zhǎng)達(dá)4167公里，穿越長(zhǎng)江、黃河、淮河，橫穿中國(guó)大陸10個(gè)省區(qū)市，