讀書報告
學院： 國土資源工程學院
專業地質工程
姓名曾敏
學號2006201071
岩石力學是研究岩石在外界因素(如荷載、水流、溫度變化等)作用下的應力、應變、破壞、穩定性及加固的學科。又稱岩體力學，它是力學的乙個分支。研究的目的在於解決水利、土木工程等建設中的岩石工程問題。
它是近代發展起來的一門新興學科，是一門應用性的基礎學科。對於岩石力學的定義有很多種說法，這裡推薦一種較廣義、較嚴格的定義：「岩石力學是研究岩石的力學性狀的一門理論科學，同時也是應用科學；它是力學的乙個分支，研究岩石對於各種物理環境的力場所產生的效應。
」這個定義既概括了岩石力學所研究的破碎與穩定兩個主要方面的內容，也概括了岩石受到一切力場作用所引起的各種力學效應。岩石力學的理論基礎相當廣泛，涉及固體力學、流體力學、計算數學、彈塑性理論、工程地質和地球物理學等學科，並與這些學科相互滲透。
一、 岩石力學主要理論基礎及與其他學科的結合
岩石力學是一門應用性的基礎學科。它的理論基礎相當廣泛，涉及到很多基礎及應用學科。
1.1 岩石力學的力學分支基礎
1、固體力學
固體力學是力學中形成較早、理論性較強、應用較廣的乙個分支，它主要研究可變形固體在外界因素(如載荷、溫度、濕度等)作用下，其內部各個質點所產生的位移、運動、應力、應變以及破壞等的規律。在採礦工程中用到的固體力學主要有：材料力學，結構力學，彈、塑性力學，複合材料力學，斷裂力學和損傷力學。
如把採場上覆岩層看作是梁或板結構用的就是結構力學理論；採用彈性力學研究巷道周圍的應力分布。
2、流體力學
流體力學主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動規律。流體力學中研究得最多的流體是水和空氣。對於地下採礦工程來說，其研究物件就是地下水與瓦斯等礦井氣體。
3、**力學
**力學主要研究**的發生和發展規律，以及**的力學效應的利用和防護。它從力學角度研究**能量突然釋放或急劇轉化的過程，以及由此產生的強衝擊波(又稱激波)、高速流動、大變形和破壞、拋擲等效應。同時**力學是流體力學、固體力學和物理學、化學之間的一門交叉學科。
地下開採中的巷道掘進，露天開採中的採剝都要進行爆破。
4、計算力學
計算力學是綜合力學、計算數學和電腦科學的知識，以計算機為工具研究解決力學問題的理論、方法，以及編制軟體的學科。從20世紀50年代以來，它在力學的各分支學科和邊緣學科中得到了很大的發展，無論是在科學研究還是工程技術中均得到了廣泛應用，現在它已成為力學除理論研究和實驗研究之外的第3種手段。常見的計算力學方法並已廣泛用到數值模擬計算中的有：
材料非線性有限元法、幾何非線性有限元法、熱傳導和熱應力有限元法、彈性動力學有限元法、邊界元法、離散元法、無網格法、有限差分法、非連續變形分析等。以計算力學為基礎的數值模擬方法在採礦工程中的研究應用也正廣泛地開展起來。
1.2 岩石力學與其他學科的結合
上述力學分支構成了岩石力學的基礎，同時，岩石力學的發展也離不開其他學科的支援。在岩石力學的發展過程中，岩石力學十分關注其他學科的最新進展，並不斷地吸收、借鑑它們的方法和手段，極大地豐富了岩石力學自身的研究應用手段。
岩石工程中所研究的岩塊和岩體，作為一種地質體，其形成受地質作用支配，地質系統與工程岩體之間具有相互依存和相互作用關係。因此，對岩石的成岩和蛻變過程，構造應力和構造變形，岩石所賦存的構造部位及地質環境等因素的研究構成了岩石力學與工程學科的重要基礎。
岩石工程的狀態引數大多是隨機變數，甚至可能是時間或空間的隨機過程。由於這種狀態引數的隨機分布特性，其破壞模式及破壞過程也具有隨機性。因此，對岩石工程進行引數的概率統計、破壞的隨機過程分析和系統的可靠度分析就顯得尤為重要了。
統計學研究從觀測資料(樣本)出發尋找規律，利用這些規律對未來資料或無法觀測的資料進行**。現有機器學習方法共同的重要理論基礎是統計學，傳統統計學研究的是樣本數目趨於無窮大時的漸進理論，現有學習方法也多是基於此假設。與傳統統計學相比，統計學習理論(statisticallearning theory或slm)是一種專門研究小樣本情況下機器學習規律的理論。
v．vapnik等人從上世紀六七十年代開始致力於此方面研究。目前該理論又成為研究熱點，我國馮夏庭、趙洪波等人已將其應用到了岩石工程中。
近年來，隨著現代數學和計算機技術的發展，人工智慧、遺傳進化演算法、資料探勘、灰色理論、非線性力學以及系統科學等新興學科的興起，為人們提供了全新的思維方式，這些都為突破岩石力學的確定性研究方法提供了強有力的理論基礎。
虛擬實境(virtual reality)是一種綜合計算機圖形技術、多**技術、感測器技術、並行實時計算技術、人工智慧、**技術等多種學科而發展起來的計算機領域的最新技術。它運用計算機表達現實世界的各種過程，通過它可以運用數學力學方法如數值模擬呈現開挖過程，在施工過程中描述尚未進行的工程，結合工程實踐**岩體變形及穩定。
1.3 岩石力學的分支
岩石力學以上述這些力學分支為基礎並跟其他學科融合，逐步發展出以下分支：岩石工程地質力學；岩體結構力學；統計岩體力學；岩石流變力學；分形岩石力學；岩石水力學；強動載作用下的岩石動力學；非線性岩石力學；卸荷岩石力學；軟岩工程力學；岩石力學智慧型分析方法。這些分支目前在採礦工程各個領域中都有具體應用。
四、 岩石力學在採礦工程中的發展趨勢
岩石力學的發生與發展與其它學科一樣，是與人類的生產活動緊密相關的。岩石力學已經廣泛應用到了採礦工程中的各個領域，而且其研究理論正不斷創新，研究手段也日新月異。隨著我國礦產資源的持續開發，在採礦工程中將會遇到條件更複雜、難度更大的岩石力學問題，因此，岩石力學與工程學科的理論水平和工程能力都有待進一步提高。
地下開採現代技術理論與礦山岩石力學和其他學科相互交叉及滲透是這一學科領域帶全域性性的發展趨勢之一。岩石力學由研究單一的固體不連續材料向多場耦合和多相運動研究發展。災害與公共安全的力學問題是目前需要特別給予考慮資助的重大科學問題。
由此，岩石力學在採礦工程中應用的發展趨勢可以歸納如下：
1、多學科相互交叉和多種手段的綜合整合
岩體工程的不確定性導致來自任何一種**的知識都難以支援可靠的決策。因此，綜合地質、物探、測量、力學試驗、數學、物理和化學分析等學科知識和手段是目前解決該問題的最好途徑。
2、多場耦合、多相運動和多尺度的綜合整合隨著礦井開採深度的日益加大，採礦工程中的岩石力學問題出現了熱、流、固、化多場並存以及固、氣、水、微粒多相復合運動的狀況。因此，對多場耦合以及多相運動的研究還有待深入，同時，隨著採礦工程規模的日益擴大，力學上均一體的尺寸效應進化為大尺度和多尺度問題，因此不可避免地面臨多尺度模型及其耦合，即：巨集觀一細觀一微觀的研究及其相互耦合。
3、災害的非線性動力過程的**和防治研究目前採礦工程中還有如下主要災害急需深入、系統地研究：衝擊礦壓；煤與瓦斯突出；煤層頂、底板水防治；大型礦山的坍塌；採動引起的巨型坡體失穩和山體滑坡。
過去，工程中遇到的岩石工程問題，多憑經驗解決，但工程實踐證明：單憑經驗越來越難以適應日益發展的工程規模及工程的複雜性。如採深近400m的大型露天礦邊坡角增減1°將影響投資變化可達數千萬乃至億萬元，而且一旦邊坡出現失穩將造成難以估計的經濟和資源損失。
這些都對岩石力學提出了許多新的課題。此外，各類地下工程的設計和施工中，要求對群硐圍岩穩定深入分析研究；在能源建設中如天然氣和石油的開發，核電站和核工業建設中的核廢料處理等等，也都是難度極大的科研問題。對這些工程的設計和施工都要求系統地的對岩石的變形性狀、破壞機制以及力學模型，從而在工程設計中**岩石工程的可靠性和穩定性，並使工程具有盡可能的經濟性。
這些巨大的工程建設問題，為岩石力學提出了日益繁重複雜的任務，將大大的促進岩石力學的發展。
參考文獻
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[2] 岩石力學簡明教程，李世平，吳振業等，煤炭工業出版社
[3] 岩石力學採礦工程中的研究現狀和趨勢，藍航，煤礦開採，2006（5）
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