[科普中国]-岩石力学模拟方法

岩石力学模拟方法是指根据相似原理，运用矿山岩石力学的理论与法则，在模型上研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的方法。岩石力学模拟方法，包括数学模拟和物理模拟。数学模拟灵活方便，随着电子计算机的发展，用以解决的问题越来越广泛和富有成效。物理模拟，既能全面模拟原型，又能直观地显示岩石的力学过程口这两种模拟方法配合于原型研究，往往是解决复杂岩石力学课题的有效途径。

简介岩石力学模拟方法是指根据相似原理，运用矿山岩石力学的理论与法则，在模型上研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的方法1。

岩石力学的研究对象岩石力学的研究对象。主要是作为地质体一部分的工程岩体。这种复杂的介质，处于多因素同时作用的地质环境中，又受到工程活动的干扰，矿山工程的原型研究必然存在难以克服的问题，诸如：

(1)导致岩石变形和破坏的因素很多，如果抑止其余因素而只单独研究某一因素的作用。就妨碍了理性认识的深化。

(2)每个矿区的地质及工程条件相差很大，某一矿区的试验研究成果，很难直接用于其他矿区。

(3)就现有测试手段。不能探测全矿区尤其是深部岩体破坏状态，获取全部资料。

(4)试验研究周期长，花费人力及资金多。然而模拟研究却可在一定程度上克服以上问题，因而成为了岩石力学研究中不可替代的有效方法之一2。

模拟方法岩石力学模拟方法，包括数学模拟和物理模拟。数学模拟灵活方便，随着电子计算机的发展，用以解决的问题越来越广泛和富有成效。物理模拟，既能全面模拟原型，又能直观地显示岩石的力学过程口这两种模拟方法配合于原型研究，往往是解决复杂岩石力学课题的有效途径3。

岩石物理力学性质岩石物理力学性质是指岩石对物理条件及力作用的反应。岩石的物理力学性质是研究一切矿山工程稳定的重要依据。岩石的物理性质主要有容重、非均匀性、非连续性。渗透性、吸水性、热胀性、声学性、导电性、光学性及磁性等。岩石的力学性质主要有可变形性、弹性、塑性、流变性、变形模量、弹性模量、粘性系数、泊桑比、粘结力、内摩擦角、单向抗压强度、三向抗压强度、单向抗拉强度、抗剪强度、摩擦强度、残余强度及流变强度等。岩石物理力学性质通过岩石试件室内物理力学实验来确定，或现场岩石物理力学测试测定3。

岩石力学物理模拟岩石力学物理模拟是指矿山岩石力学研究中的物理模拟，包括相似材料模拟、光测弹性材料模拟、底摩擦模拟及离心模拟。相似材料模拟，是采用力学上相似于原型材料的人工材料，按一定比例建造一个相似于原型的力学结构系统，施以相似于原型的载荷和工程活动。借以研究原型的力学过程及其结果。光测弹性材料模拟也是以模型研究原型的力学问题，相似条件只有其结构材料的弹性性质及型体的几何尺寸，研究的内容仅局限于弹性范围内的应力分布状态。底摩擦模拟是把结构模型置于可定向平移的底盘上，借运行的底盘与模型之间产生的摩擦力模拟重力，研究工程岩体在重力场中的破坏机制口离心模拟是以离心力模拟应力的模拟实验方法2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学