1、二、岩石力学学科的形成及定义 1951年， J. Stini 和 L. Mller等在 Salzburg发起和举行了以岩体力学为主题的第一次国际岩石力学讨论会，为把工程地质与力学相结合、为建立岩石力学这门边缘学科跨出了重要的一步，并创办了 Geologie und Bauwesen ， 1962年改名 为 Rock Mechanics & Rock Engineering1956年 4月，在美国的 科罗拉多矿业学院 举行的一次专业会议上，开始使用 “岩石力学 ”这一名词，并由该学院汇编了 “岩石力学论文集 ”。在论文集的序言中说： “它是与过去作为一门学科而发展起来的土力学，有着相似的概念的一
2、门学科，对这种有关岩石的力学方面的学科，现取名为岩石力学 ”。1957年在巴黎出版的塔洛布尔（ J. Talobre）的专著 “岩石力学 ”是这方面 较早 的一本较系统的著作。其后，开始形成了不同的岩石力学学派（如法国学派，偏重于从弹塑性理论方面来研究；奥地利学派，偏重于地质构造方面来研究）。 37年，首部岩石力学专著 (秦巴列维奇 ) 岩石力学 具体而言，研究岩石在荷载作用下的应力、变形和破坏规律以及工程稳定性等问题。上述定义是把 “ 岩石 ” 看成固体力学中的一种材料，然而岩石材料不同于一般的人工制造的固体材料，它是一种典型的 “ 连续介质 ” ，具有复杂的地质构造和赋存条件的天然地质体。
3、岩石力学的定义 （ Rock Mechanics)1964年 5月美国地质学会岩石力学专业委员会所下的定义为： “ 岩石力学是研究岩石的 力学性状 （ behavior）的一门 理论和应用 的科学，它是固体力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中 力场反应 的学科。 ”三、岩石力学理论的发展简史1. 初始阶段 (19世纪末 20世纪初 )岩石力学的萌芽时期A. Heim(1912)提出了静水压力的理论W. J. M. Rankine（朗肯）和 A.H. (金尼克 )地层压力的修正理论，即2. 经验理论阶段 (20世纪初 20世纪 30年代 )该阶段根据生产经验提出了经典的地压理论，具有代表
4、性的理论有：普罗托吉雅柯诺夫提出的自然平衡拱学说，即 普氏理论 围岩开挖后自然塌落成抛物线拱形，作用在支架上的压力等于冒落拱内岩石的重量，仅是上覆岩石重量的一部分太沙基 (K Terzahi)理论围岩塌落成矩形，而不是抛物线型优点与缺点上述理论在一定历史时期和一定条件下还是发挥了一定作用的，但是围岩的塌落并不是形成围岩压力的 惟一来源 ，也不是所有的地下空间 都存在 塌落拱围岩和支护之间并不完全是荷载和结构的关系问题，在很多情况下围岩和支护形成一个 共同承载系统 ，而且维持岩石工程的稳定最根本的还是要 发挥围岩 的作用3. 经典理论阶段 (20世纪 30年代 20世纪60年代 )岩石力学学科形
5、成的重要阶段弹性、塑性力学被引入，提出一些经典的解析计算公式重视结构面对岩体力学性质的影响形成围岩与支护共同作用理论实验方法的完善一系列岩石力学文献和专著的出版岩体工程问题的解决形成了 “ 连续介质理论” 和 “ 地质力学理论 ” 两大学派 连续介质理论特点 ： 以固体力学作为基础，从材料的基本力学性质出发来认识岩石工程的稳定问题。30年代，萨文 (P. H. )采用无限大板孔应力集中的 弹性解 分析围岩的应力分布； 50年代， 弹塑性理论 应用于围岩稳定性研究；R. Fenner J. Talobre公式和 H. Kastner 公式；应用 流变理论 对隧洞围岩的进行粘弹性分析；S. Ser
6、ta公式 不足 ： 解析方法仅适合平面的圆形巷道，不能模拟开挖过程；由于岩体中节理、裂隙的存在，围岩力学性质参数和准确的本构关系难以确定。 地质力学理论特点 ： ，强调对岩体节理、裂隙的研究，重视岩体结构面对岩石工程稳定性的影响和控制作用。20年代，由德国人 H. Cloos 创立51年， J. Stini 和 L. Mller 创立了 “奥地利学派 ”：在理论方面， 指出 工程围岩稳定性与原岩应力和开挖后岩体的力学强度变化密切相关， 重视 岩石工程施工过程中应力、位移和稳定性状态的监测， 重视 支护与围岩的共同作用， 特别重视 利用围岩自身的强度维持岩石工程的稳定性在施工方面，提出了 “新奥
7、法 ”，符合现代岩石力学理论不足 ： 过分 强调节理、裂隙的作用， 过分 依赖经验，而 忽视 理论的指导作用4. 现代发展阶段 (20世纪 60年代现在)特点： 用更为复杂多样的 力学模型分析 岩石力学问题；把物理学、力学、系统工程、现代数理科学、现代信息技术等 最新成果 引入了岩石力学； 电子计算机的广泛应用 为流变学、断裂力学、非连续介质力学、数值方法、灰色理论、人工智能、非线性理论等在岩石力学与工程中的应用提供了可能从 “材料 ”概念到 “不连续介质概念 ”是现代岩石力学的第一步突破；进入计算力学阶段是第二步突破；有限元、边界元、离散元、位移非连续法（ DDA)和流行法非线性理论、不确定
8、性理论和系统科学理论进入实用阶段，则是岩石力学理论研究及工程应用的第三步意义更为重大的突破耗散结构论、协同学、分叉和混沌理论，模糊数学、人工智能、灰色理论 四、岩石力学中的几个基本概念1. 岩石 (Rock) 定义：岩石是组成地壳的基本物质，它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的天然地质体。岩石按照其成因可分为三类：岩浆岩，沉积岩和变质岩，不同成因类型的岩石 具有不同的物理力学性质（自学、了解） 。2. 岩块自然地质体的小块岩石称为岩块。我们平时所称的岩石，在一定程度上都是指岩块。实验室通常用的岩石试件是由钻孔获取岩芯或在工程范围内用爆破或其他方法获得的岩石碎块加工而成。岩石试件通常是不包含有显著弱面的、较均质的岩石块体，可看作连续介质及均质体。
