巖石力學教學大綱課程中文名稱：巖石力學課程英文名稱：RockMechanics課程編號:K1119學分：2學時：32（其中：講課學時：32實驗學時：4*實踐學時：0）先修課程：理論力學、材料力學、土力學與基礎工程適用專業：土木工程課程類別：專業核心課程/必修使用教材：《巖體力學第二版》，沈明榮，陳建峰編著，同濟大學出版社，2015年8月，第2版,2021年3月第7次印刷開課單位：土木與建筑學院一、課程性質《巖石力學》是土木工程專業巖土與地下工程方向的一門專業核心課程，是從事巖土工程、地下工程的專業課程。該課程對培養學生的巖石力學、巖體力學的基本概念、基本原理、工程應用、解決實際問題的能力和創新能力等方面具有重要意義。二、課程目標課程總體目標：通過本課程的講授，使學生掌握有關巖石、巖體的基本概念、性質指標及其測定原理和方法；了解巖石的動力學特性，熟練掌握巖石的有關強度理論、體分類的基本方法；掌握巖體初始應力狀態及其規律，了解初始應力狀態的測定方法;了解巖體力學在洞室工程的應用，熟練掌握地下洞室應力分布特征，并能應用相關理論計算圍巖壓力；培養學生解決巖體力學問題的能力，為今后繼續進行科學研究和工作打好基礎。課程目標1：掌握巖石的基本物理力學性質；掌握巖體變形特征及力學效應；能分析巖體的初始應力狀態；能分析地下洞室開挖引起的圍巖應力重分布，運用彈塑性力學理論建立力學模型，計算圍巖壓，并評價圍巖的穩定性。能夠解決土木工程中地下洞室、巖基工程與巖石力學相關的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題課程目標2：了解巖體力學的發展簡史，掌握巖體力學的研究方法，掌握巖體力學在地下洞室中的應用。熟悉巖石力學相關技術的未來發展趨勢，關注行業現狀及其發展，能夠在職業規劃中不斷開拓進取，具備強烈的終身學習意識和自學能力。課程目標對畢業要求的支撐關系課程目標支撐畢業要求畢業要求指標點支撐畢業要求指標點權重11.工程知識：掌握本領域專業知識體系，對土木工程核心知識有深刻的認識，能夠解決土木工程中的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題。1-3：能夠解決土木工程中邊坡工程、巖基工程與巖石力學相關的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題。0.15212.終身學習：畢業生在完成本科學習之后，能具有自我學習的能力，并在未來職業發展中繼續保持自主學習和終身學習的意識。12-2：熟悉巖石力學相關技術的未來發展趨勢，關注行業現狀及其發展，能夠在職業規劃中不斷開拓進取，具備強烈的終身學習意識和自學能力。0.15三、教學內容及要求第一章緒論.教學內容概述巖體力學的研究任務與內容13巖體力學的研究方法巖體力學的其他學科中的地位巖體力學的發展簡史.重、難點巖體力學的研究任務、內容、研究方法以及其發展簡史；巖體力學學習方法。.考核要點巖石與巖體的區別聯系；巖體力學的力學特征，巖體力學的研究任務及研究方法。.教學方法多媒體、啟發式、案例式.作業安排與本章重、難點知識點相關的思考題。第二章巖石的基本物理力學性質.教學內容.1概述.2巖石的基本物理性質.3巖石的強度特性4巖石的變形特性5巖石的強度理論.重、難點巖石的基本物理力學性質；巖石的單軸壓縮變形特性，應力一應變全過程曲線的工程意義；巖石的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度及其實驗室測定方法；巖石在三軸壓縮條件卜的力學特性莫爾強度理論；巖石的流變性。.考核要點巖石的質量指標、水理性質指標、單軸抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、三軸壓縮強度以及各種受力狀態下的變形特征；巖石的莫爾強度理論；巖石的流變特性（蠕變、松弛）.教學方法多媒體、討論式、案例式.作業安排與本章知識點中重、難點相關的思考題、計算題。第三章巖體的動力學性質.教學內容.1概述.2巖體中應力波類型及傳播.3影響巖體彈性波速度的因素.重、難點巖體中應力波的類型及特征；理解波動方程；影響巖體彈性波速度的因素；彈性波速度確定地下工程圍巖松動圈（塑性圈）范圍的原理。.考核要點巖體中應力波的類型及特征；影響巖體彈性波速度的因素；用彈性波速度確定地下工程圍巖松動圈（塑性圈）范圍的原理。.教學方法多媒體、討論式、案例式.作業安排與本章重、難點知識點相關的思考題、計算題。第四章巖體的基本力學性質.教學內容概述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巖體的應力-應變分析巖體力學性質的現場測試.重、難點描述結構面的方法，結構面在正應力、剪應力作用下的變形特性；常用的評價規則、不規則齒形結構面的抗剪強度理論,能正確地運用這些強度理論，評價具有結構面的巖體強度,以及由于結構面的存在對巖體強度的影響。理解巖體力學現場測試方法。.考核要點描述巖體結構面特征的基本參數；結構面的變形特征；結構的剪切強度(面摩擦效應、楔摩擦效應)；結構面的尺寸效應；巖體的應力-應變曲線；巖體力學性能的現場測試原理及方法。.教學方法多媒體、討論式、案例式.作業安排與本章重、難點知識點相關的思考題、計算題。第五章工程巖體分類.教學內容概述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(GB/T50218-2014).重、難點工程巖體分類的基本原則：掌握常用工程巖體分類方法；工程巖體的分類標準。.考核要點工程巖體分類的基本原則；工程巖體分級一一巖體基本質量指標的確定、修正后的基本質量指標，工程巖體分級在工程中的應用。.教學方法多媒體、討論式、案例式.作業安排與本章重、難點知識點相關的思考題；結合工程實例，對工程圍巖進行分級（計算題）。第六章巖體的初始應力狀態.教學內容.1概述.2巖體初始應力場及其影響因素.3巖體始應力場的分布規律.4巖體初始應力的量測方法.5高地應力地區主要巖體力學問題.重、難點初始應力產生的主要原因、初始應力狀態的測定方法；高應力地區主要巖體力學問題；初始應力的計算方法；理解初始應力的基本分布規律。.考核要點巖體初始應力場（包括自重應力場和構造應力場）的分布規律；測定巖體初始應力的基本原理；高應力地區主要巖體力學問題，巖爆的發生機理及預防措施。.教學方法多媒體、討論式、案例式.作業安排與本章知識點中重、難點相關的思考題、計算題。第七章巖體力學在洞室工程的應用教學內容概述深埋圓形洞室彈性分布的二次應力狀態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、難點地下洞室開挖引起的圍巖應力重分布；理解深埋圓形碉室彈性分布、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；圍巖壓力分類、圍巖壓力計算及其影響因素；新奧法隧道施工法。要點圍巖的二次應力狀態；深埋圓形嗣室彈性、彈塑性二次應力狀態一一應力計算及分布規律；節理巖體中深埋圓形洞室的剪裂區及應力計算；圍巖壓力（巖柱法、太沙基理論、普氏理論）計算；新奧法隧道支護的設計原理和施工要點。方法多媒體、引導式、案例式安排與本章知識點中重、難點相關的思考題、計算題。實驗操作環節.實驗性質、FI的與任務巖體力學課程是理論性和實踐性較強的一門學科。通過實驗操作，使學生可進一步掌握和理解課堂所學的理論知識，掌握實驗基本技能，有利于理論聯系實際，鍛煉學生的實際操作能力，培養學生分析能力和解決實際問題的能力更好地為工程建設服務。要求學生按照實驗指導書中所介紹的方法完成各項實驗內容，客觀認真地將實驗數據填入實驗報告，對不合理的實驗數據需重測或補測。實驗教學內容為基本實驗，主要側重儀器設備的介紹和學習符合國家標準的物理力學性能實驗。.課程目標學會若干主要巖石試驗的基本原理、熟悉操作方法和實驗規范；通過預習，提高學生實驗過程中的觀察能力和分析實驗結果的能力；通過分組試驗，加強學生間的合作精神與協調能力。要求學生在每次實驗前預習實驗內容，實驗過程中認真完成實驗步驟，填寫和整理實驗數據，獨立分析實驗結果，編制實驗報告。指導老師主要對儀器設備的使用進行說明，對基本操作方法進行示范，對結果有問題的學生，組織其分析問題產生的原因。3.實驗項目內容及學時安排

序號實驗項目學時實驗性質備注驗證設計綜合必做選做1巖石基本物理性質指標測定：（1）測定巖石天然密度、飽和密度、干密度、顆粒密度,（2）測定巖石含水率與吸水率；（3）測定巖石的滲透性；（4）測定巖石耐崩解系數。3VV2巖石強度特性測定：測定巖石抗拉強度（點荷載法）：1VV四、學時分配及對畢業要求指標點的支撐章節教學內容支撐的課程目標學時分配講課實驗實踐第一章巖石力學概述、研究任務、研究內容與方法、發展歷程。2200第二章巖石基本物理性質、強度特性、變形特性：巖石強度理論。1640第三章巖體中應力波類型及傳播：影響巖體彈性波速的因素。1200第四章巖體結構面分析；結構面的變形特性、剪切強度特性、力學效應；巖體的應力-應變分析；巖體力學性質的現場測試。1、2800第五章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。1、2400第六章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及量測方法：高地應力地區主要巖體力學問題。1、2400第七章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；隧道施工新奧法。2600合計324*五、考核方式及成績評定標準1、課程考核方式考核方式包括平時考勤、作業情況考查、實驗操作考核和期末考試；期末考試采用閉卷筆試。2、課程成績評定標準課程成績=考勤評分+作業評分+實驗操作評分+期末考試成績。其中平時考勤總分5分，作業評分總分15分，實驗操作評分總分10分，期末考試成績=卷面成績（滿分100分）x70%。考核環節課程成績構成及比例考核細則對應的課程目標1.平時考勤100分,占5%平時隨機集中點名考勤以及課堂上的點名提問情況。12.作業情況100分,占15%課后完成1520個習題，考查和加深學生對各知識點的理解和掌握程度。1、23.實驗操作100分，占10%完成巖石物理、力學實驗操作環節，考核實驗報告編寫情況。14.期末考試