高等岩体力学论文-岩石力学发展现状综述

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1、岩石力学发展现状综述学生姓名马启昂学生学号15102020223所在学院土木与建筑学院任课教师凌同华岩石及岩体力学发展现状综述马启昂1（1长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410114）摘要：基于国内外重要文献数据库，采用文献计量技术，通过统计近30年来岩石力学与岩土工程有关期刊论文信息和被引特征。结合岩石工程相关领域的国家奖获奖内容、973国家重点基础研究计划项目、国家自然科学基金重大项目的研究成果、对10余年中国岩石工程学科的进展与挑战进行分析和论述。总结我国岩石力学与岩土工程学科发展状况与研究进展，总结分析近10年来岩石强度与变形理论、岩石断裂与损伤力学、岩石动力学与本构关系、

2、岩石非线性、岩石多场耦合、岩石加固与稳定性分析等方面的若干进展。最后基于中国岩石工程的特点与不足，提出10个挑战性问题，并指出了岩石工程领域的发展方向。关键词：岩石力学；岩体工程；研究进展；发展方向；1引言21世纪，我国各类基础设施建设和资源开发处于快速发展阶段，水利水电开发、矿山与能源开采、能源储存与废弃物地下处置、地面与地下交通建设、城市各项基础设施开发及其他许多岩土工程的建设促进了我国岩石力学的快速发展。但同时也面临着许多新的挑战性难题，例如特殊的区域性构造地质条件(如膨胀岩、地下暗河和岩溶、松散破碎复杂岩基、高地应力作用下的软硬岩)、大跨洞室围岩的大变形控制、水工隧洞洞群之间

3、的相互作用、复杂坝基稳定、深部岩爆、岩体内的裂隙网络渗流、“三下”(重要道路下、水下和建筑物下)采矿、自然或人工开挖高陡岩质边坡的长期稳定、尾矿坝溃坝、地下空间利用、防护工程、海底隧道以及其他工程岩石力学问题。上述交通、能源、水利水电与采矿工业等各个领域的需求，有力地促进了我国岩石力学与岩土工程学科的发展。2中国作者发表岩石力学论文概况及研究现状2.1国内主要期刊发表的岩石力学与岩土工程论文情况目前与岩石力学有关的全国性刊物主要有《岩石力学与工程学报》、《岩土工程学报》、《岩土力学》、《煤炭学报》、《土木工程学报》、《水利学报》、《中国公路学报》、《工程地质学报》、《地下空间与工程学

4、报》、《石油勘探与开发》等。发表岩石力学与岩土工程类论文较多的期刊主要集中在前4种。2012年12月26日清华大学发布了国际最具影响力学术期刊，其中《岩石力学与工程学报》的他引影响因子和他引频次分别为0.268和1289，《岩土力学》为0.067和506，《岩土工程学报》为0.066和408。因此，为了清楚地了解我国学者发表的岩石力学类文章，对上述4种代表性期刊近30a(1982～2012年)发表的论文分别进行统计和分类。由此可知，结合工程实践，理论联系实际、试验与测试、重大岩土工程关键技术与计算分析并重所占比例较高，是当前的研究趋势。2.2中国岩石力学理论研究岩石强度理论或强度准则

5、是岩体工程设计、结构安全性分析的基础知识，一直是工程力学界的一个热门课题。以最大剪应力为基础的Mohr强度理论没有考虑中间主应力对材料强度的影响，俞茂宏在1961年提出了双剪概念，并在1991年发表统一强度理论公式，后又提出非线性统一强度理论，可以将经典理论作为该理论的特例或线性逼近。经过50a来的持续研究，该理论已经形成众多系列，融入塑性力学、断裂力学、损伤力学等学科，并广泛应用于机械零件、混凝土构件以及岩土工程的强度分析[1]。统一强度理论扩展到三向拉伸区，更适用于岩土材料和岩土工程，也使统一强度理论在理论上更趋完善，该成果于2012年获得国家自然科学二等奖。郑颖人和殷有泉等发展

6、了岩土塑性力学及其本构模型，并在应变空间塑性理论、多重屈服面理论及建立广义塑性力学理论方面取得了较大进展，特别是郑颖人与高红等[2]以考虑岩石内摩擦特性的剪切应变能达到某个极限屈服值为假设前提，从理论上建立了岩土材料的抗剪能量屈服准则。殷有泉[3]对岩土在三维应变空间屈服面问题进行研究，提出用应变空间表达岩土的本构关系，使岩土的应变软化硬化问题、弹塑性耦合问题得到较好的解决。哈秋舲[4]提出卸载条件下的岩体本构模型。李建林[5]进一步研究了节理岩体卸载非线性力学特性，并应用于实际工程。许东俊和耿乃光[6]以软弱砂岩和致密坚硬的花岗岩以及中硬大理岩为研究对象，进一步研究了强度随中间主应

7、力增加而变化的规律。曹文贵等[7-8]引进基于Mohr-Coulomb以及Drucker-Prager岩石强度判据的岩石微元强度表示方法，从岩石微元强度服从Weibull随机分布的角度出发，基于岩石三轴应力–应变试验曲线建立了特定围压下反映岩石破裂全过程的损伤软化统计本构模型；并对Mohr-Coulomb和Drucker-Prager岩石强度判据进行了修正。周辉等[9-10]通过试验研究了硬岩强度的演化规律，提出了高应力条件下硬脆性岩石的弹塑性耦合力学模型