巖石力學(xué)研究最新進(jìn)展報(bào)告(已修改)
2025-07-05 18:33 本頁(yè)面
【正文】 巖石力學(xué)研究新進(jìn)展報(bào)告 姓名： XXX學(xué)號(hào)：XXXXXXXX 專(zhuān)業(yè)： 巖土工程 巖石力學(xué)研究新進(jìn)展報(bào)告1 引言時(shí)光如白駒過(guò)隙，一學(xué)期的《XXXXX》課程在不知不覺(jué)間結(jié)課了。這一學(xué)期的學(xué)習(xí)，使我在巖石力學(xué)方面有了很大的啟發(fā)，特別是分形理論在巖石力學(xué)中的應(yīng)用令我神往。下面我對(duì)巖石力學(xué)研究的新進(jìn)展做簡(jiǎn)要報(bào)告。巖石力學(xué)可以作為固體力學(xué)的一個(gè)新分支，用以研究巖石材料的力學(xué)性能和巖石工程的特殊設(shè)計(jì)方法。巖石力學(xué)經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，在土木工程、水利工程、采礦工程、石油工程、國(guó)防工程等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，巖石力學(xué)涉及的領(lǐng)域會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。巖石力學(xué)是一門(mén)內(nèi)涵深，工程實(shí)踐性強(qiáng)的發(fā)展中學(xué)科。巖石力學(xué)面對(duì)的是“數(shù)據(jù)有限”的問(wèn)題，輸入給模型的基本參數(shù)很難確定，而且沒(méi)有多少對(duì)過(guò)程（特別是非線性工程）的演化提供信息的測(cè)試手段。另一方面，對(duì)巖體的破壞機(jī)體還不能準(zhǔn)確的解釋。巖石力學(xué)所涉及的力學(xué)問(wèn)題是多場(chǎng)（應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、甚至還存在電磁場(chǎng)等)、多相（固、液、氣）影響下的地質(zhì)構(gòu)造和工程構(gòu)造相互作用的耦合問(wèn)題。這就表明，工程巖體的變形破壞特征是極為復(fù)雜的，其大多數(shù)是高度非線性的。目前，巖石力學(xué)的許多數(shù)學(xué)模型是不準(zhǔn)確和不完整的，可以廣泛接受和適用的概化模型并不多?；诖?，近年來(lái)，多種數(shù)值方法、細(xì)觀力學(xué)、斷裂與損傷力學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、分形理論、塊體理論等在巖石力學(xué)中的應(yīng)用以及各種人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化算法、非確定性數(shù)學(xué)等域巖石力學(xué)的交叉學(xué)科的興起，為我們提供了全新和有效的思維方式和研究方法，更能激發(fā)研究者的創(chuàng)新精神，這也為突破巖石力學(xué)的確定性研究方法提供了強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)[1]。本報(bào)告主要對(duì)分形巖石力學(xué)、塊體巖石力學(xué)、斷裂與損傷巖石力學(xué)和巖石細(xì)觀力學(xué)四部分的研究新進(jìn)展做簡(jiǎn)要報(bào)告。由于時(shí)間和精力有限（最近導(dǎo)師安排的任務(wù)非常多，而且要準(zhǔn)備英語(yǔ)和政治期末考試），每部分內(nèi)容除第一大段的研究新進(jìn)展綜述外，只對(duì)近幾年的三篇比較好的文獻(xiàn)做分析說(shuō)明，包括兩篇中文學(xué)術(shù)論文和一篇外文學(xué)術(shù)論文，這12篇學(xué)術(shù)論文我都比較仔細(xì)的看了。以后若有機(jī)會(huì)和時(shí)間，我會(huì)在導(dǎo)師和各位老師同學(xué)的不吝賜教下，努力做巖石力學(xué)的創(chuàng)新性研究，屆時(shí)會(huì)在文獻(xiàn)綜述部分查閱和介紹更多最新以及更優(yōu)秀的文獻(xiàn)。2 分形巖石力學(xué)從古至今，巖石已成為人們熟知的工程材料，它是由礦物晶粒、膠結(jié)物質(zhì)和大量各種不同階次、不規(guī)則分布的裂隙、薄弱夾層等缺陷構(gòu)成，是一種成分和結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的孔隙體。巖石力學(xué)經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，人們嘗試用各種數(shù)學(xué)力學(xué)方法研究和描述巖石復(fù)雜的自然結(jié)構(gòu)性狀和物理力學(xué)性質(zhì)，提出了多種巖石力學(xué)分析和計(jì)算方法，為解決實(shí)際工程中的巖石力學(xué)問(wèn)題創(chuàng)造了條件。19世紀(jì)70年代Mandelbrot創(chuàng)立分形幾何學(xué)，提出了一種定量研究和描述自然界中極不規(guī)則且看似無(wú)序的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、現(xiàn)象或行為的新方法，從此分形幾何學(xué)廣泛地應(yīng)用于自然科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，并且在經(jīng)濟(jì)學(xué)等社會(huì)科學(xué)也有很巧妙的應(yīng)用。19世紀(jì)80年代，分形幾何學(xué)開(kāi)始應(yīng)用于巖石力學(xué)研究，開(kāi)始形成分形巖石力學(xué)這一門(mén)新興交叉學(xué)科。人們逐漸發(fā)現(xiàn)巖石力學(xué)領(lǐng)域中的分形現(xiàn)象相當(dāng)普遍，不僅巖石的自然結(jié)構(gòu)性狀、缺陷幾何形態(tài)、分布以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀、斷層幾何形態(tài)、分布都觀察到分形特征或分形結(jié)構(gòu)，而且?guī)r石體強(qiáng)度、變形、破斷力學(xué)行為以及能量耗散也表現(xiàn)出分形特征。這些研究與發(fā)現(xiàn)為運(yùn)用分形與巖石力學(xué)相結(jié)合的方法定量描述巖石復(fù)雜的自然性狀和物理力學(xué)性質(zhì)提供了廣闊前景，還為工程實(shí)踐提供了強(qiáng)有力的工具。分形與巖石力學(xué)相結(jié)合已廣泛應(yīng)用于巖石力學(xué)領(lǐng)域研究的諸多方面，取得了令人矚目的研究成果。畢竟，分形巖石力學(xué)起步比較晚，巖石力學(xué)的分形研究和應(yīng)用還不夠成熟，仍在發(fā)展當(dāng)中，適用于分形－巖石力學(xué)分析和應(yīng)用的基礎(chǔ)理論框架遠(yuǎn)未形成，基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究的諸多方面仍然相當(dāng)復(fù)雜和艱難。目前大多數(shù)研究主要集中于發(fā)現(xiàn)和描述巖石結(jié)構(gòu)自然形貌和巖石力學(xué)行為的分形現(xiàn)象、性質(zhì)和機(jī)理，較少涉及巖石力學(xué)分形研究的數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)和工程應(yīng)用。未來(lái)巖石力學(xué)分形研究的主要方向之一是要下大力氣研究分形－巖石力學(xué)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)力學(xué)理論，即：需要研究和建立分形空間中適用于定量描述和分析分形巖石體的幾何構(gòu)形、應(yīng)力、變形、物理平衡條件、本構(gòu)關(guān)系、強(qiáng)度準(zhǔn)則、初邊值問(wèn)題、數(shù)值計(jì)算等一整套的基礎(chǔ)理論與方法。目前這方面研究已引起國(guó)際學(xué)術(shù)界的高度重視，成為下世紀(jì)非線性力學(xué)理論和應(yīng)用研究的一個(gè)重要方面。至于巖石力學(xué)分形研究的工程應(yīng)用，才剛剛起步，除需進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究之外，努力推廣這種新思想和新方法在巖石工程中的實(shí)踐和應(yīng)用是巖石力學(xué)工作者面臨的另一個(gè)重要課題，有待于人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)和應(yīng)用?？梢灶A(yù)言，盡管巖石力學(xué)的分形研究這一新興交叉學(xué)科才剛剛起步，還相當(dāng)不成熟，但基于分形巖石結(jié)構(gòu)和力學(xué)思想的巖石力學(xué)描述、分析和計(jì)算方法將會(huì)得出更加切合實(shí)際的結(jié)果。2012年，黃達(dá)、譚清、黃潤(rùn)秋在《石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》上發(fā)表了《高圍壓卸荷條件下大理巖破碎塊度分形特征及其
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