“岩石力学与爆破工程”课程教学大纲

 

英文名称：Rock Mechanics and Blasting Engineering

课程编号：102050

课程类型：学科方向课

学时：48                                        学分：3.0

适应对象：城市地下空间专业本科生

先修课程：工程地质，土力学，材料力学，弹性力学

建议教材及参考书：

《岩石力学》  徐志英  中国水利水电出版社   1993

《岩石力学》  张永兴  中国建筑工业出版社   2004

《爆破工程》 王玉杰   武汉理工大学出版社   2009

《爆破工程》 张云鹏  冶金工业出版社        2011

 

一、课程的性质、目的和任务

1. 课程性质

本课程属土木工程专业的地下结构与岩土工程课群组的专业基础课程，属必修课。

2. 课程的目的和任务
本课程主要教学目的是通过本课程学习，使学生掌握岩石、岩体的基本概念及其物理性质，掌握岩石的强度、岩石的变形、岩体天然应力与洞室围岩的应力分布、山岩压力与围岩稳定性、不同洞型及有压隧洞围岩的应力与稳定性、岩坡稳定性分析、岩基木等基础知识以及岩石爆破理论、预裂爆破与光面爆破、井巷掘进爆破，为专业课程学习打下良好的基础。

二、课程教学内容及要求

第一章  绪论

内容：岩石力学的定义、基本内容和任务，岩石力学研究对象岩石、岩体的定义，岩石力学在土木工程建设中的重要性，发展简史。

基本要求：掌握岩石力学的定义及其包含的主要内容，了解其重要性和发展简史。

第二章  岩石的物理性质

内容：岩石基本的物理性质指标，岩石的热学和电学性质，岩石的渗透性及岩石的水理学性质及水对岩石性状的影响，岩体结构，岩石、岩体的工程分类。

基本要求：掌握岩石基本的物理性质指标、热学和电学指标、水理性质指标，理解岩体结构的组成、结构面的类型、结构面的自然特性及统计分析、结构体及其力学特点，掌握岩石、岩体的工程分类方法。

重点：物理性质指标、热学和电学指标、水理性质指标，岩体结构，岩石、岩体的工程分类。

难点：结构面的自然特性及统计分析、岩体的工程分类。

第三章  岩石的强度

内容：岩石强度概述，岩石的破坏形式，岩石的抗压强度，岩石的抗拉强度，岩石的抗剪强度，岩石的破坏准则，水对岩石强度的影响，岩体强度分析，结构面方位对岩石强度的影响，结构面粗糙度对强度的影响。

基本要求：掌握岩石的破坏形式、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及破坏准则，理解岩石中水对强度的影响，掌握岩体强度分析方法，理解结构面方位对强度的影响。

重点：岩石的破坏形式、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及破坏准则，岩石中水对强度的影响，岩体强度分析，结构面方位对强度的影响。

难点：Griffith理论，岩体强度分析，结构面方位对强度的影响。

第四章  岩石的变形

内容：岩石变形概述，实验室变形试验，岩石变形性质，岩石应力应变曲线的影响因素，现场变形试验，岩石弹性常数测定的动力法，破碎岩石的变形性质，岩石的蠕变。

基本要求：理解岩石变形性质、岩石应力应变曲线的影响因素、破碎岩石的变形性质，熟悉实验室变形试验和现场变形试验，掌握岩石全应力应变曲线及岩石的蠕变理论。

重点：岩石变形性质，岩石应力应变曲线的影响因素，破碎岩石的变形性质，实验室变形试验和现场变形试验，岩石全应力应变曲线，岩石的蠕变理论。

难点：岩石全应力应变曲线，岩石弹性抗力系数，岩石蠕变特性及蠕变模型。

第五章 岩体天然应力与洞室围岩的应力分布

内容：概述，岩体中的地应力，岩体应力的现场量测，水平洞室围岩的应力计算。

基本要求：掌握地应力的变化规律、自重应力及海姆假说，掌握岩体应力现场量测的应力解除法和应力恢复法，掌握圆形、椭圆形、矩形洞室围岩的应力计算。

重点：地应力的变化规律、海姆假说，应力解除法和应力恢复法，圆形、椭圆形、矩形洞室围岩的应力计算。

难点：应力解除法和应力恢复法，圆形、椭圆形、矩形洞室围岩的应力计算。

第六章  山岩压力与围岩稳定性

内容：概述，山岩压力的形成及其影响因素，坚硬岩体的应力和稳定验算，压力拱理论，太沙基理论，山岩压力与围岩稳定性分析的弹塑性理论，地质分析法计算山岩压力，喷锚支护原理和设计原则。

基本要求：理解山岩压力的形成及其影响因素，掌握坚硬岩体的应力和稳定验算、压力拱理论、太沙基理论、山岩压力与围岩稳定性分析的弹塑性理论、地质分析法计算山岩压力、喷锚支护原理和设计原则。

重点：山岩压力的形成及其影响因素，压力拱理论，太沙基理论，山岩压力与围岩稳定性分析的弹塑性理论，地质分析法计算山岩压力，喷锚支护原理和设计原则。

难点：压力拱理论，太沙基理论，芬纳公式，柯西公式，地质分析法计算山岩压力，喷锚支护原理和设计原则。

第七章  岩坡稳定分析

内容：滑坡的定义，影响岩坡稳定性的因素，岩坡的破坏类型，圆弧法岩坡稳定分析，平面滑动岩坡稳定分析，双平面滑动岩坡稳定分析，力多边形法岩坡稳定分析，楔形滑动岩坡稳定分析，岩坡加固。

基本要求：理解滑坡的定义、影响岩坡稳定性的因素，岩坡的破坏类型、圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、楔形滑动岩坡稳定分析、岩坡加固。

重点：影响岩坡稳定性的因素，岩坡的破坏类型，圆弧法岩坡稳定分析，平面滑动岩坡稳定分析，双平面滑动岩坡稳定分析，楔形滑动岩坡稳定分析，岩坡加固。

难点：岩坡的破坏类型，楔形滑动岩坡稳定分析。

第八章 工程爆破

内容：理解和掌握炸药的爆速、殉爆距离、爆力、猛度的实验方法；了解各类炸药和起爆器材的分类、特点、性能和应用；掌握电雷管起爆法、普通导爆管雷管起爆法的网路布置及施工范围；掌握爆破漏斗的基本形式和影响爆破作用的主要因素。掌握地下矿爆破设计参数选定；掌握爆破质量的控制与爆破危害的控制。

重点：炸药爆轰理论中的波、冲击波、爆轰波、稀疏波、化学反应区；铵锑炸药、铵油炸药、乳化炸药主要成分、爆炸性能和应用条件；电雷管、导爆管雷管结构性能。导爆管雷管网路敷设；装药结构、装药量计算原理和单位炸药消耗量的确定方法；爆破参数及参数选取，预裂爆破、光面爆破技术；安全距离的计算。

难点：炸药爆轰理论中的波、冲击波、爆轰波；导爆管雷管网路敷设；预裂爆破、光面爆破技术；

三、课程教学基本要求

1．课堂讲授：

教学方法采用课堂讲授与课件配合使用、以讲授为主，使学生从中学到本课程的基本内容，实现课程教学的基本要求。

2．作业方面：

布置习题的目的有两个：一是加深同学对基本概念的理解，二是强化计算方法。习题数量根据各章内容而定。

3．考核方式：

考试形式以笔试为主，题型有名词释义、填空题、简答题和计算题。

四、实践教学环节

城市地下空间规划课程设计

五、学时分配