一、巖石力學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r
 巖石作為整個(gè)自然界的物質(zhì)系統(tǒng)的一部分，必然為人類所認(rèn)識(shí)和利用。近五十年來，巖石力學(xué)學(xué)科有了巨大的發(fā)展。國際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)和中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)為發(fā)展本學(xué)科做了大量艱苦的開拓工作，在學(xué)術(shù)和實(shí)踐等方面都取得了豐碩成果。人類生活的環(huán)境是地球上層的巖石圈，很多活動(dòng)都離不開以巖石工程為對(duì)象的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。水電站的大壩、廠房引水隧洞、礦山巷道等的高速發(fā)展都給巖石力學(xué)提出了新的要求和課題。特別是我國蓬勃發(fā)展的水利建設(shè)事業(yè)如上猶江、佛子嶺、梅山、新安江、劉家峽、丹江口、葛洲壩、隔河巖、水布啞、二灘、三峽等的新建都對(duì)巖石力學(xué)發(fā)展起了重大的促進(jìn)作用。通過大量實(shí)踐的成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)，人們逐步認(rèn)識(shí)到巖石力學(xué)與工程學(xué)科的重要性。利用巖石力學(xué)合理地去解決工程實(shí)踐中的問題，近三十年來已取得了世人矚目的豐碩成果。軟弱圍巖礦床開采的巷道支護(hù)技術(shù)、堅(jiān)硬圍巖礦床開采后的采空區(qū)處理技術(shù)、軟弱巖體上水工建筑的設(shè)計(jì)技術(shù)、高溫度壓條件下巖石流變與工程穩(wěn)定問題，地下群體工程優(yōu)化技術(shù)等的應(yīng)用，在許多工程實(shí)踐中取得了理論上的重要進(jìn)展，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，巖石力學(xué)的基本理論也逐步得到充實(shí)和提高，應(yīng)用巖石流變力學(xué)特征、巖石蠕變與工程穩(wěn)定分析、巖石組分與力學(xué)特性等理論研究成果指導(dǎo)工程實(shí)踐已取得良好效果。
二、巖石力學(xué)的研究方法
巖石力學(xué)的研究對(duì)象是多相各向異性的裂隙巖體。這決定了它是由多學(xué)科相互交錯(cuò)、滲透、依賴、補(bǔ)充而派生出來的一門邊緣學(xué)科。巖石力學(xué)在巖體工程上的表現(xiàn)形式，與地質(zhì)條件有密切關(guān)系，與工程類別、施工工藝、支護(hù)方式及時(shí)間等因素也有相輔相成的關(guān)系。這些特點(diǎn)決定了巖石力學(xué)必須采用多種方法、多種技術(shù)來進(jìn)行綜合性研究。自50年代起，這種綜合性研究方法已逐漸成為各國巖石力學(xué)專家的共識(shí)。
以固體力學(xué)理論和經(jīng)典數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的巖體分析，雖已有100多年的研究歷史，因理論分析結(jié)果可靠性低，而不能成為巖體工程分析和設(shè)計(jì)的主要手段。
隨后，隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，使得仍沿用以固體力學(xué)理論為基礎(chǔ)、數(shù)值方法為手段的有限單元法來解決復(fù)雜的邊值問題成為可能，從而大大擴(kuò)展了有限單元法的應(yīng)用范圍。到了70年代，有限單元法的研究和應(yīng)用在我國受到普遍關(guān)注，不久即成為巖石力學(xué)分析的主要手段。隨著結(jié)合巖體力學(xué)新成果進(jìn)行的相應(yīng)研究，以及手段的更趨完善，該方法的內(nèi)涵更加豐富。
近年來，與非線性科學(xué)有關(guān)的混沌論、耗散結(jié)構(gòu)淪、突變論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新理論、新方法已不同程度地滲入到巖石力學(xué)領(lǐng)域。在研究地質(zhì)構(gòu)造、巖體穩(wěn)定、巖石斷裂、地下水滲流等方面取得許多重要進(jìn)展。在連續(xù)介質(zhì)、離散介質(zhì)力學(xué)研究方面也有許多新的突破。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了一系列數(shù)值分析方面的新方法、新程序，如不連續(xù)變形分析法(DDA法)，流形元法(MM法)，連續(xù)介質(zhì)和三維連續(xù)介質(zhì)快速拉格郎日分析法(FLAC，F(xiàn)LAC^3D)，通用和三維離散元程序(UDEC，UDC^3D)，二維和三維顆粒流程序(PFC^2D，PFC^3D)以及各種方法的耦合程序等。
位移反分析為解決巖石力學(xué)分析中難以確定的計(jì)算參數(shù)問題提供了一獨(dú)特而實(shí)用的方法，因此它日益受到重視，并取得了不少理論研究和實(shí)際應(yīng)用的成果。但仍存在有待研究的問題。
在理論研究方面，解的唯一性問題、設(shè)定問題和各種反演的具體方法等還需繼續(xù)研究；位移反分析的立足點(diǎn)是實(shí)際應(yīng)用。為了使其在巖石工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大作用，有必要對(duì)某些較成熟的反演技術(shù)，例如利用掌子面開挖過程量測(cè)位移的彈性問題三維有限元圖譜位移反分析法飛深人開展實(shí)用化研究，包括選點(diǎn)地質(zhì)單一化、開挖及位移量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)難圖譜的建立等。為提高反演精度和充分利用不斷反饋回來的信息，筆者提出開展反演正算綜合分析法的研究。另外，以支護(hù)為反演對(duì)象的山巖壓力反分析”具有重要的實(shí)用價(jià)值，也應(yīng)重視3，在巖石力學(xué)范疇中開展系統(tǒng)科學(xué)研究    按照系統(tǒng)科學(xué)觀點(diǎn)”；巖石工程可看作為動(dòng)態(tài)的、開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，而對(duì)這種系統(tǒng)可用由理論分析、專家經(jīng)驗(yàn)和監(jiān)控等組成的、定性定量相結(jié)合的綜合集成方法解決問題。新奧法在隧道中的成功應(yīng)用證明了系統(tǒng)科學(xué)在巖石力學(xué)領(lǐng)域中大有可為。
所有的這些方法都應(yīng)該在實(shí)踐中不斷的完善。但日前存在的問題不在于計(jì)算方法本身，而在于計(jì)算中所采用的巖體力學(xué)參數(shù)、邊界條件、地質(zhì)力學(xué)模型與計(jì)算模型是否符合實(shí)際情況，這也是國際巖石力學(xué)領(lǐng)域普通存在的問題。為了使計(jì)算結(jié)果更加符合實(shí)際，我們應(yīng)該在實(shí)踐中不斷的完善，最好能夠親自參加勘測(cè)(尤其是工程地質(zhì)勘測(cè))，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并熟悉設(shè)計(jì)和施工全過程。通過實(shí)際工作，搞清楚巖體工程的實(shí)際情況與理論假定到底有什么區(qū)別。這樣才能在理論研究與工程實(shí)際之間架起一座橋梁，才能提高巖石力學(xué)的總體水平，更好地為工程建設(shè)服務(wù)。
  三、巖石力學(xué)在水利工程中的應(yīng)用
今天，我國巖石力學(xué)學(xué)科面臨大好的發(fā)展時(shí)機(jī)。我國在新型工業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略指導(dǎo)下向現(xiàn)代化邁進(jìn)。東部大發(fā)展，西部大開發(fā)，全國大建設(shè)，不論在工程數(shù)量、建設(shè)規(guī)模及安全和質(zhì)量要求上都是前所未有的，我國巖石力學(xué)工作者在現(xiàn)代化建設(shè)中大有可為。雖然，我們已有堅(jiān)強(qiáng)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是面臨著許多以前未曾通到的難題，要求在理論上有所創(chuàng)新，在技術(shù)方法上有所前進(jìn)，否則難于響應(yīng)所面臨的挑戰(zhàn)，而只有在21世紀(jì)上半期努力實(shí)現(xiàn)國家科技和各領(lǐng)域的現(xiàn)代化中巖石力學(xué)不失時(shí)機(jī)地發(fā)展起來，才有可能登達(dá)世界學(xué)術(shù)界的高峰，做出我國巖石力學(xué)工作者應(yīng)有的貢獻(xiàn)。顯然，我們需要提升自己的學(xué)術(shù)境界，改善學(xué)術(shù)觀念和工作方法，開拓巖石力學(xué)學(xué)科的新篇章。
  目前，我國水利事業(yè)蓬勃發(fā)展，在世界范圍內(nèi)在建或擬建的大壩高度超過300m，單線隧道的長(zhǎng)度近160km，地下礦井的開采深度超過3000m，自然邊坡高度在1000m以上。隨著各國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展．更為巨大、復(fù)雜的巖石工程將日益增多。近年來．巖石力學(xué)已取得長(zhǎng)足發(fā)展，但工程事故，如大壩崩潰、山體滑坡、礦井冒落等仍不斷發(fā)生。因此，當(dāng)前已建或在建的一些巨型工程，如英法海峽隧道(共3條．總長(zhǎng)156Lm)，三峽水利樞紐(裝機(jī)總?cè)萘?820萬LW，居世界首位)，南非Lesotho水利樞紐(主體工程為6座大壩，4條引水陷洞，總長(zhǎng)200km．總工期30年，耗資約2000億美元)等，在設(shè)計(jì)和施工過程中無不把巖石力學(xué)作為重點(diǎn)進(jìn)行研究。從而有力地促進(jìn)了巖石力學(xué)的發(fā)展。這些對(duì)巖石力學(xué)來說，是機(jī)遇，更是巨大的挑戰(zhàn)，巖石力學(xué)能在水利工程的不斷發(fā)展中完善自己，同時(shí)巖石力學(xué)又面臨著一此次重大的考驗(yàn)。
1、巖石力學(xué)在水利建設(shè)中主要研究的問題
（1）、壩基壩肩穩(wěn)定性，防滲加固理論和技術(shù)
（2）、有壓和無壓引水隧洞設(shè)計(jì)、施工及加固處理技術(shù)
（3）、大跨度高邊坡地下廠房的圍巖穩(wěn)定及加固處理技術(shù)
（4）、高速水流沖刷巖石力學(xué)問題
（5）、水庫誘發(fā)地震的預(yù)報(bào)問題
（6）、庫岸穩(wěn)定及加固方法
2、巖石力學(xué)在水利工程建設(shè)中的重要性
水工建設(shè)中常遇到的基巖，巖坡以及地下洞室的安危成敗都與巖石的穩(wěn)定和變形息息相關(guān)，而這些問題正是需要巖石力學(xué)中研究的。國內(nèi)外有過許多巖石不穩(wěn)定而失事的例子不少，現(xiàn)列舉如下：
1）1959年12月2日，法國馬爾帕賽薄拱壩（壩搞67m），由于壩基失穩(wěn)而導(dǎo)致整個(gè)拱把倒毀，頃刻間49×106m³的洪水突然奔騰下瀉，流速70km/h，對(duì)下游造成重大損失，導(dǎo)致384人死亡，110人下落不明，財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。
2）1963年意大利瓦依昂水庫由于巖坡由于石灰?guī)r層理強(qiáng)度減弱而發(fā)生大規(guī)模的滑坡運(yùn)動(dòng)，在一分鐘內(nèi)大約有2.5億m³的巖石奔入水庫內(nèi)，頓時(shí)造成高達(dá)150m～250m高的水浪，洪水漫過270m高的拱壩，致使下游的郎加朗市鎮(zhèn)遭到了毀滅性的破壞，數(shù)百人死亡。
3）第三個(gè)例子是奧地利格爾利斯水電站。在使用期間，由于輸水壓力隧洞的圍巖（最大壓力水頭為600m）破壞，致使襯砌破裂，高壓水沖入電站廠房，致使機(jī)組受到很大的損失，迫使停產(chǎn)處理。
3、巖石力學(xué)在葛洲壩水利工程中的應(yīng)用
葛洲壩水利樞紐壩址區(qū)為丘陵地形，河床寬約2200m。江中分布兩個(gè)小島，自右至左，將河流分為大江、二江、三江三條水道，大江為主河槽。大壩位于白奎紀(jì)紅層上，為一套內(nèi)陸河湖相沉積。下部為厚層鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，主要分布于右岸及右側(cè)大江主河槽段；中上部為砂巖、粉砂巖、粘土巖互層，分布于二、三江地段。粘土巖及粘土質(zhì)粉砂巖均為軟弱地層，其中一部分在后期層間錯(cuò)動(dòng)的構(gòu)造作用下，演化為泥化夾層。壩區(qū)構(gòu)造為一單斜構(gòu)造，巖層傾向下游偏左岸，傾角8^°左右。從沉積環(huán)境和巖性特點(diǎn)，可將葛洲壩工程的巖體，特別是一期工程的巖體，概括為軟硬相間、多層面、多夾層的薄層巖組。巖體中所含大量的軟弱夾層，特別是泥化夾層及由此而引起的壩基抗滑穩(wěn)定問題是工程建設(shè)的關(guān)鍵性技術(shù)問題之一。由于軟弱夾層的數(shù)量多，厚度薄，相變大，準(zhǔn)確查明它們的分布、層位、空間展布、厚度、性狀變化以及給定相應(yīng)的物理力學(xué)參數(shù)，成為工程地質(zhì)勘察工作中最大的技術(shù)難題，為此做了大量的技術(shù)探索和研究工作，野外和室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)和泥化夾層地質(zhì)成因研究的結(jié)合為大壩的成功設(shè)計(jì)和建造提供了科學(xué)依據(jù)。
4、邊坡分析中的巖石力學(xué) 
由于我國鐵路、水利、礦山、交通等工程正在飛的速發(fā)展，在建設(shè)中對(duì)原有巖體的開挖也就不可避免，由此產(chǎn)生的眾多的邊坡處理問題成為國內(nèi)眾多學(xué)者的研究課題。特別是三峽工程的建設(shè)，導(dǎo)致整個(gè)庫區(qū)的很多古滑坡重新復(fù)活以及新的滑坡的產(chǎn)生，促使人們對(duì)滑坡產(chǎn)生的機(jī)理、變形、失穩(wěn)動(dòng)力、誘發(fā)困素、預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)、加固設(shè)計(jì)都有了更深入的研究。
眾所周知，一般巖體的失穩(wěn)都會(huì)沿一個(gè)薄弱的滑面發(fā)生移動(dòng)。因此對(duì)于巖體失穩(wěn)研究主要包括三部分內(nèi)容：第一，找出巖體中薄弱的滑動(dòng)面；第二，確定邊界條件和計(jì)算方法；第三，確定巖石的力學(xué)參數(shù)。現(xiàn)在較為流行的方法都采用有限元法進(jìn)行分析，而對(duì)巖體中薄弱滑動(dòng)面一般采用動(dòng)態(tài)滑面搜索。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使其變得很方便。
目前國內(nèi)學(xué)者對(duì)滑坡研究主要集中在以下幾個(gè)方面：第一，滑坡的預(yù)測(cè)模型以及監(jiān)視系統(tǒng)；第二，邊坡的穩(wěn)定性分析；第三，合理的地質(zhì)概化邊坡模型。    
四、巖石力學(xué)的發(fā)展前景
中國幅員遼闊，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，山地約占國土面積的2／3，為巖石力學(xué)的發(fā)展創(chuàng)造了非常有利的條件。在即將到來的21世紀(jì)，我國將繼續(xù)興建一系列舉世矚目目的巨型水利工程，如錦屏一級(jí)（世界最高拱壩）、錦屏二級(jí)、小灣(世界第二)、南水北調(diào)等。此外各大城市的地鐵建設(shè)，瓊州海峽隧道、渤海海峽隧道等工程也將逐步付諸實(shí)施。在興建這些工程過程中，巖石力學(xué)的重要性是不言而冶的。我們應(yīng)該充滿信心，迎接一個(gè)個(gè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)．為我國巖石力學(xué)趕超國際先進(jìn)水平，做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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