巖石力學(xué)基礎(chǔ)教程 第2版-教學(xué)大綱

《巖石力學(xué)》教學(xué)大綱SyllabusofRockMechanics課程基本信息CourseInformation課程名稱CourseName巖石力學(xué)RockMechanics開課學(xué)院School力學(xué)與建筑工程學(xué)院專業(yè)負(fù)責(zé)人MajorLeader單仁亮教授課程負(fù)責(zé)人TeamLeader侯公羽教授課程編碼CourseCode學(xué)分Credits2總學(xué)時TotalHours32理論學(xué)時LectureHours30適用專業(yè)Audience土木工程、城市地下空間工程、巖土工程、地下工程、礦建工程、工程力學(xué)及其他相關(guān)工科專業(yè)授課語言LanguageofInstruction中文先修課程Prerequisite理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)課程簡介CourseDescription本課程旨在系統(tǒng)地介紹巖石力學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法，以及常用的實驗、測試方法，培養(yǎng)學(xué)生獨立應(yīng)用巖石力學(xué)的基本理論知識分析、解決基本的巖石地下工程問題的能力。通過本課程的教學(xué)，達到以下課程目標(biāo)：①掌握巖石力學(xué)的定義、研究范疇和內(nèi)容、研究方法等；②掌握巖石的強度特性和常用的強度理論，掌握巖石的變形特性和本構(gòu)關(guān)系；③掌握巖體結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性、巖體質(zhì)量評價與分類方法；④掌握巖石的基本流變特性，了解巖石流變模型的構(gòu)建方法；⑤掌握地應(yīng)力的概念、基本規(guī)律、常規(guī)測試方法；⑥掌握深埋圓形隧道圍巖的彈性解和彈塑性解的力學(xué)規(guī)律，掌握古典地壓理論、了解現(xiàn)代地壓理論，了解巖石地下工程穩(wěn)定與圍巖控制的基本原理；⑦掌握邊坡應(yīng)力狀態(tài)和失穩(wěn)形態(tài)，了解邊坡穩(wěn)定分析方法；⑧了解智能巖石力學(xué)、細(xì)觀巖石力學(xué)、卸荷巖石力學(xué)的基本概念。ThecourseofRockMechanicssystematicallyintroducesthebasicconcepts,basictheoriesandbasicmethodsofrockmechanics,andthecommonlyexperimentsandtestingmethodstotrainstudentsindependentlyapplyingthebasictheoreticalknowledgeofrockmechanicstoanalyzeandsolvethebasicproblemsofrockundergroundengineering.Theobjectivesofthecourseareasfollowed:(1)tomasterthedefinitionofrockmechanics,contents,andtheresearchmethodsofrockmechanics;(2)tomasterthestrengthcharacteristics,commonlystrengththeoryofrock,thedeformationcharacteristics,andtheconstitutiverelationsofrock;(3)tomasterthemechanicalcharacteristicsofrockmassstructuresurface,theevaluationandclassificationmethodsofrockmassquality;(4)tomasterthebasicrheologicalpropertiesofrockandunderstandtheconstructionmethodofrockrheologicalmodel;(5)tomastertheconcept,basiclaws,andconventionaltestingmethodsofgroundstress;(6)tomasterthemechanicslawofelasticsolutionandelastoplasticsolutionofsurroundingrockofdeepburiedcirculartunnel,theclassicalgroundpressuretheory;tounderstandmoderngroundpressuretheory,thebasicprincipleofrockundergroundengineeringstabilityandsurroundingrockcontrol;(7)tomastertheslopestressstateandinstabilityforms,andunderstandslopestabilityanalysismethods;(8)tounderstandthebasicconceptsofintelligentrockmechanics,microrockmechanics,andunloadingrockmechanics.一、課程目標(biāo)（LearningOutcomes）課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點目標(biāo)1：掌握巖石強度和變形的基本概念、基本原理和方法。1.2（工程知識）能夠?qū)⑺邆涞墓こ袒A(chǔ)和專業(yè)知識應(yīng)用于模型的推理、求解和分析；目標(biāo)2：掌握深埋圓形巷道圍巖應(yīng)力的彈塑性解、圍巖-支護相互作用原理。2.2（問題分析）能夠運用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理對復(fù)雜工程問題進行正確的表達；目標(biāo)3：掌握地應(yīng)力的估計方法、地壓理論及巖石地下工程圍巖穩(wěn)定分析與控制方法。3.1（解決方案）能夠針對復(fù)雜城市地下空間工程問題，綜合運用專業(yè)知識和技術(shù)手段設(shè)計（開發(fā)）滿足城市地下空間工程特定需求的體系、結(jié)構(gòu)、構(gòu)件（節(jié)點）或施工方案；二、教學(xué)內(nèi)容（Topics）教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）重點難點教學(xué)內(nèi)容課程目標(biāo)教學(xué)方法考核方式第一章概述巖石力學(xué)的定義、巖石力學(xué)性質(zhì)的影響因素、地下工程的特點。1.1巖石力學(xué)定義1.2巖石力學(xué)的發(fā)展和概貌1.3巖石力學(xué)的研究范疇、內(nèi)容、方法1.4地下工程的特點1.5巖石力學(xué)性質(zhì)的影響因素、本課程的約定2講授、研討隨堂提問、作業(yè)第二章巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的強度特征及合適的強度理論；巖石的變形性質(zhì)及其本構(gòu)關(guān)系；2.1巖石的強度特性2.1.1巖塊的強度2.1.2巖石的強度理論2.2巖石的變形特性2.2.1概述2.2.2單軸壓縮條件下的巖石變形特性2.2.3三軸壓縮條件下的巖石變形特性2.2.4巖石的本構(gòu)關(guān)系6講授、研討隨堂提問、作業(yè)第三章巖體的力學(xué)性質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)；巖體分級方法及質(zhì)量評價。3.1巖體結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)3.2巖體的力學(xué)性質(zhì)3.3巖體質(zhì)量評價及其分類4講授、研討隨堂提問、作業(yè)第四章巖石的時間效應(yīng)與流變性質(zhì)巖石流變的概念；巖石的流變模型與求解；4.1時間效應(yīng)4.2巖石的長時強度4.3巖石的流變模型4講授、研討隨堂提問、作業(yè)第五章地應(yīng)力地應(yīng)力的概念與基本規(guī)律；地應(yīng)力的估算方法；地應(yīng)力的實測方法5.1地應(yīng)力的基本概念5.2地應(yīng)力的變化規(guī)律5.3地應(yīng)力的實測方法3講授、研討隨堂提問、作業(yè)第六章地下空間開挖圍巖穩(wěn)定性分析巷道圍巖應(yīng)力彈塑性求解的基本假定與求解方法；地壓理論；圍巖-支護相互作用原理；巖石地下工程圍巖穩(wěn)定分析與控制。6.1概念6.2深埋圓形巷道圍巖應(yīng)力彈性解6.3深埋圓形巷道圍巖應(yīng)力彈塑性解6.4古典和現(xiàn)代地壓理論6.5圍巖-支護相互作用分析6.6綜合法6.7巖石地下工程穩(wěn)定與圍巖控制6.8軟巖工程6.9本章總結(jié)，討論7講授、研討隨堂提問、作業(yè)第七章巖石邊坡穩(wěn)定性分析邊坡應(yīng)力狀態(tài)與分布；邊坡失穩(wěn)基本形態(tài)；邊坡穩(wěn)定分析基本方法；7.1概述7.2邊坡應(yīng)力狀態(tài)7.3邊坡失穩(wěn)的基本形態(tài)7.4邊坡穩(wěn)定性分析方法7.5邊坡變形破壞的防治2講授、研討隨堂提問、作業(yè)第八章巖石力學(xué)研究新進展智能巖石力學(xué)的建模；開挖卸荷的實現(xiàn)條件；8.1智能巖石力學(xué)8.2細(xì)觀巖石力學(xué)8.3卸荷巖石力學(xué)2講授、研討隨堂提問、作業(yè)復(fù)習(xí)2串講考試三、教學(xué)進度（ClassSchedule）教學(xué)內(nèi)容模塊（章節(jié)）學(xué)時分配理論學(xué)時實驗學(xué)時自主學(xué)習(xí)小計1．緒論222.巖石的力學(xué)性質(zhì)663.巖體的力學(xué)性質(zhì)444.巖石的時間效應(yīng)與流變435.地應(yīng)力336.地下空間開挖圍巖穩(wěn)定性分析787.巖石邊坡穩(wěn)定性分析228.巖石力學(xué)研究新進展229.實驗22合計30232四、考核環(huán)節(jié)及達成度自評方式（Examinatorialmeansandself-assessmentofachievementdegree）考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值支撐課程目標(biāo)平時作業(yè)1、每周布置5-8道題目，平均每次課2道題以上。20目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)32、等級制成績，根據(jù)作業(yè)完成的及時性、準(zhǔn)確性、是否獨立完成等評分。3、考核學(xué)生對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力，其中的重點是對基本概念的理解與掌握。隨堂提問1、5-10次隨堂提問；10目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)32、考核學(xué)生對基本概念、基本方法和基本原理的理解。實驗考核學(xué)生對基本實驗技能的掌握，對實驗過程和實驗結(jié)果的理解。10目標(biāo)1考試1、卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。60目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)32、主要考核內(nèi)容主要為：巖石的力學(xué)性質(zhì)、巖體的力學(xué)性質(zhì)、巖石的時間效應(yīng)與流變、地應(yīng)力、地下空間開挖圍巖穩(wěn)定性分析、巖石邊坡穩(wěn)定性分析?？疾閷W(xué)生對基本概念、基本方法、基本原理的掌握，綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的基本能力。3、題型主要有：判斷、選擇、填空、簡答、計算題及綜合分析等。評分標(biāo)準(zhǔn)（非考試、測試類）考核環(huán)節(jié)差（0-59）中(60-74)良(75-89)優(yōu)(90-100)平時作業(yè)作業(yè)抄襲，未能按時完成，公式等不規(guī)范，解題思路混亂，答案不準(zhǔn)確。按時完成，公式規(guī)范，概念、思路比較清晰，步驟比較完整，答案準(zhǔn)確。獨立思考、按時完成，公式規(guī)范，概念、思路比較清晰，邏輯性比較強，答案準(zhǔn)確。獨立思考、按時完成，公式規(guī)范，概念、思路清晰，邏輯性強、答案準(zhǔn)確。實驗報告實驗思路與方法完全不對，實驗記錄不完整，實驗結(jié)果分析不準(zhǔn)確。實驗思路與方法基本正確，實驗記錄基本完整，實驗結(jié)果分析基本準(zhǔn)確。實驗思路與方法正確，實驗記錄完整，實驗結(jié)果分析正確。實驗思路與方法正確，有獨立思考的認(rèn)識，實驗記錄完整，實驗結(jié)果分析準(zhǔn)確?？己谁h(huán)節(jié)權(quán)重考核環(huán)節(jié)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3平時作業(yè)20%20%20%隨堂提問10%10%10%實驗10%10%10%考試60%60%60%總權(quán)重100%100%100%五、教材或參考資料（Textbooks&OtherMaterials）1.侯公