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岩石力学研究新进展报告

姓名：XXX

学号：XXXXXXXX

专业：岩土工程

岩石力学研究新进展报告

1引言

时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。

岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。

本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间，我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下，努力做岩石力学的创新性研究，届时会在文献综述部分查阅和介绍更多必威体育精装版以及更优秀的文献。

2分形岩石力学

从古至今，岩石已成为人们熟知的工程材料，它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成，是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展，人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质，提出了多种岩石力学分析和计算方法，为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学，提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域，并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代，分形几何学开始应用于岩石力学研究，开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍，不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构，而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

是断裂面处在压应力下的断裂力学问题，会具有自己的特点，这方面似需作许多进一步的工作。断裂力学还对改进重力坝剖面的设计和稳定分析方法极有前途。目前，岩石断裂力学的研究与应用存在问题不少，难度较大，尚待作出巨大的努力。

岩石损伤力学研究的重点是建立损伤变量(张量)和损伤扩展本构关系。这就涉及岩石材料的损伤检测与识别问题。近年来，很多学者对岩石损伤的CT识别方面进行了偿试性的研究。CT识别岩石损伤不但可以无扰动岩样损伤检测，更重要的是通过CT图像、CT数大小和CT数定量地与岩石损伤变量和损伤扩展联系起来，为建立岩石损伤扩展本构关系奠定了基础。还将这一技术应用于三峡船闸高边坡闪云斜长花岗岩的损伤检测。在实际分析问题时，不应该强调断裂和损伤的具体分工，而应根据实际情况，更好地把两者结合起来可以相信，在不久的将来，将损伤理论与断裂理论结合起来的破坏理论一定会在工程实践和理论研究中得到更为广泛的应用和更大的发展。

2014年，宫凤强、陆道辉、李夕兵等在《动力扰动下预静载硬岩断裂的增韧和减韧效应》[8]一文中，充分论证了断裂力学在岩石材料中的应用。他们为了研究预静载条件下硬岩受动力扰动的断裂特性变化规律，采用大理岩制作中心直裂纹半圆盘(semicircularbend，SCB)三点弯曲试