引 言
巖石力學(xué)是運(yùn)用力學(xué)原理和方法來研究巖石的力學(xué)以及與力學(xué)有關(guān)現(xiàn)象的一門新興科學(xué)。它不僅與國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、減災(zāi)防災(zāi)有密切聯(lián)系，具有重要的實(shí)用價(jià)值，而且也是力學(xué)和地學(xué)相結(jié)合的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。
巖石力學(xué)的發(fā)生與發(fā)展與其它學(xué)科一樣，是與人類的生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)的。早在遠(yuǎn)古時(shí)代，我們的祖先就在洞穴中繁衍生息，并利用巖石做工具和武器，出現(xiàn)過“石器時(shí)代”。公元前2700年左右，古代埃及的勞動(dòng)人民修建了金字塔。公元前6世紀(jì)，巴比倫人在山區(qū)修建了“空中花園”。公元前613-591年我國(guó)人民在安徽淠河上修建了歷第一座攔河壩。公元前256-251年，在四川岷江修建了都江堰水利工程。公元前254年左右（秦昭王時(shí)代）開始出鉆探技術(shù)。公元前218年在廣西開鑿了溝通長(zhǎng)江和珠江水系的靈渠，筑有砌石分水堰。公元前221-206年在北部山區(qū)修建了萬里長(zhǎng)城。在20世紀(jì)初，我國(guó)杰出的工程師詹天佑先生主持建成了北京-張家口鐵路上一座長(zhǎng)約1公里的八達(dá)嶺隧道。在修建這些工程的過程中，不可避免地要運(yùn)用一些巖石力學(xué)方面的基本知識(shí)。但是，作為一門學(xué)科，巖石力學(xué)研究是從20世紀(jì)50年代前后才開始的。當(dāng)時(shí)世界各國(guó)正處于第二次世界大戰(zhàn)以后的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期，大規(guī)模的基本建設(shè)，有力地促進(jìn)了巖石力學(xué)的研究與實(shí)踐。巖石力學(xué)逐漸作為一門獨(dú)立的學(xué)科出現(xiàn)在世界上，并日益受到重視。
目前國(guó)際上已建和正建的大壩，高度超過300m，地下洞室的開挖跨度超過50m，礦山開采深度超過4000m，邊坡垂直高度達(dá)1000m，石油開采深度超過9000m，深部核廢料處理需要考慮的時(shí)間效應(yīng)至少為1萬年，研究地殼形變涉及的深度達(dá)50-60km，溫度在1000oC以上，時(shí)間效應(yīng)為幾百萬年。今后，隨著能源、交通、環(huán)保、國(guó)防等事業(yè)的發(fā)展，更為復(fù)雜、巨大的巖石工程將日益增多。但是，國(guó)際上有許多工程由于對(duì)巖石力學(xué)缺乏足夠的研究，而造成工程事故。其中最的是法國(guó)馬爾帕塞（Malpasset）拱壩垮壩及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡。
馬爾帕塞薄拱壩，壩高60m，壩基為片麻巖，1959年左壩肩沿一個(gè)傾斜的軟弱面滑動(dòng)，造成潰壩慘劇，400余人喪生。瓦依昂雙曲拱壩，壩高261.6米，壩基為斷裂十分發(fā)育的灰?guī)r。1963年大壩上游左岸山體發(fā)生大滑坡，約有2.7-3.0億立米的巖體突然下塌，水庫中有5000萬立米的水被擠出，擊起250米高的巨大水浪，高150米的洪波溢過壩頂，死亡3000余人。近年來，雖然巖石力學(xué)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但與巖體失穩(wěn)有關(guān)的大壩崩潰，邊坡滑動(dòng)，礦山瓦斯爆炸，圍巖地下水災(zāi)害等慘劇仍時(shí)有發(fā)生。諸如此類的工程實(shí)例，都充分說明能否安全經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行工程建設(shè)，在很大程度上取決于人們是否能夠運(yùn)用近代巖石力學(xué)的原理和方法去解決工程上的問題。當(dāng)前世界上正建和擬建的一些巨型工程及與地學(xué)有關(guān)的重大項(xiàng)目都把巖石力學(xué)作為主要研究對(duì)象。
第一節(jié) 國(guó)際巖石力學(xué)與巖石工程發(fā)展動(dòng)態(tài)
一、國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立前（1962）的概況
在國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立前，尤其是上世紀(jì)二戰(zhàn)以后，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要，各國(guó)都相繼建立了一些機(jī)構(gòu)對(duì)巖石力學(xué)進(jìn)行專題研究。當(dāng)時(shí)各國(guó)有代表性的研究機(jī)構(gòu)如下：
美國(guó)：
（1） 美國(guó)軍部工程兵團(tuán)(ACE, Army Corps of Engineers U.S.A).
（2） 美國(guó)墾務(wù)局(Bureau of Reclamation U.S.A).
（3） 卡羅拉多礦業(yè)學(xué)院(Colorado School of Mines)
前蘇聯(lián)
（1） 全蘇水工研究院(ВНИИГ)
（2） 全蘇礦山測(cè)量研究院(ВНИИΜИ)
（3） 列寧格勒礦業(yè)學(xué)院
（4） 莫斯科建筑工程學(xué)院(ΜИСИ)
德國(guó)
卡爾斯魯大學(xué)(University of Karlsruhe)
奧地利
（1）國(guó)際巖石力學(xué)研究所(Interfels)
（2）維也納工業(yè)大學(xué) (Technische Universtat Wien)
瑞士
蘇黎世工業(yè)大學(xué)(ETH,Eidgenossische Technische Hochschule Zurich)
英國(guó)
(1)國(guó)家煤炭局(National Coal Board, Great Britain)
(2)倫敦大學(xué)帝國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院(Imperial College of Science and Technology, University of London)
法國(guó)
(1) 法國(guó)工業(yè)大學(xué)固體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Ecole Polytechnique, Laboratorire de Mecanique des Solides）
(2) 法國(guó)電力局（Electricite de France）
(3) 巴黎結(jié)構(gòu)中心研究所（Centre d’Etudes du Batimen Paris）
南非
(1) 南非采礦與冶金研究院（South African Institute of Mining and Metallurgy, SAIMM）
(2) 南非科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)（CSIR, South African Council for Scientific and Industrial Research）
巖石力學(xué)是運(yùn)用力學(xué)原理和方法來研究巖石的力學(xué)以及與力學(xué)有關(guān)現(xiàn)象的一門新興科學(xué)。它不僅與國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、減災(zāi)防災(zāi)有密切聯(lián)系，具有重要的實(shí)用價(jià)值，而且也是力學(xué)和地學(xué)相結(jié)合的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。
巖石力學(xué)的發(fā)生與發(fā)展與其它學(xué)科一樣，是與人類的生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)的。早在遠(yuǎn)古時(shí)代，我們的祖先就在洞穴中繁衍生息，并利用巖石做工具和武器，出現(xiàn)過“石器時(shí)代”。公元前2700年左右，古代埃及的勞動(dòng)人民修建了金字塔。公元前6世紀(jì)，巴比倫人在山區(qū)修建了“空中花園”。公元前613-591年我國(guó)人民在安徽淠河上修建了歷第一座攔河壩。公元前256-251年，在四川岷江修建了都江堰水利工程。公元前254年左右（秦昭王時(shí)代）開始出鉆探技術(shù)。公元前218年在廣西開鑿了溝通長(zhǎng)江和珠江水系的靈渠，筑有砌石分水堰。公元前221-206年在北部山區(qū)修建了萬里長(zhǎng)城。在20世紀(jì)初，我國(guó)杰出的工程師詹天佑先生主持建成了北京-張家口鐵路上一座長(zhǎng)約1公里的八達(dá)嶺隧道。在修建這些工程的過程中，不可避免地要運(yùn)用一些巖石力學(xué)方面的基本知識(shí)。但是，作為一門學(xué)科，巖石力學(xué)研究是從20世紀(jì)50年代前后才開始的。當(dāng)時(shí)世界各國(guó)正處于第二次世界大戰(zhàn)以后的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期，大規(guī)模的基本建設(shè)，有力地促進(jìn)了巖石力學(xué)的研究與實(shí)踐。巖石力學(xué)逐漸作為一門獨(dú)立的學(xué)科出現(xiàn)在世界上，并日益受到重視。
目前國(guó)際上已建和正建的大壩，高度超過300m，地下洞室的開挖跨度超過50m，礦山開采深度超過4000m，邊坡垂直高度達(dá)1000m，石油開采深度超過9000m，深部核廢料處理需要考慮的時(shí)間效應(yīng)至少為1萬年，研究地殼形變涉及的深度達(dá)50-60km，溫度在1000oC以上，時(shí)間效應(yīng)為幾百萬年。今后，隨著能源、交通、環(huán)保、國(guó)防等事業(yè)的發(fā)展，更為復(fù)雜、巨大的巖石工程將日益增多。但是，國(guó)際上有許多工程由于對(duì)巖石力學(xué)缺乏足夠的研究，而造成工程事故。其中最的是法國(guó)馬爾帕塞（Malpasset）拱壩垮壩及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡。
馬爾帕塞薄拱壩，壩高60m，壩基為片麻巖，1959年左壩肩沿一個(gè)傾斜的軟弱面滑動(dòng)，造成潰壩慘劇，400余人喪生。瓦依昂雙曲拱壩，壩高261.6米，壩基為斷裂十分發(fā)育的灰?guī)r。1963年大壩上游左岸山體發(fā)生大滑坡，約有2.7-3.0億立米的巖體突然下塌，水庫中有5000萬立米的水被擠出，擊起250米高的巨大水浪，高150米的洪波溢過壩頂，死亡3000余人。近年來，雖然巖石力學(xué)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但與巖體失穩(wěn)有關(guān)的大壩崩潰，邊坡滑動(dòng)，礦山瓦斯爆炸，圍巖地下水災(zāi)害等慘劇仍時(shí)有發(fā)生。諸如此類的工程實(shí)例，都充分說明能否安全經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行工程建設(shè)，在很大程度上取決于人們是否能夠運(yùn)用近代巖石力學(xué)的原理和方法去解決工程上的問題。當(dāng)前世界上正建和擬建的一些巨型工程及與地學(xué)有關(guān)的重大項(xiàng)目都把巖石力學(xué)作為主要研究對(duì)象。
第一節(jié) 國(guó)際巖石力學(xué)與巖石工程發(fā)展動(dòng)態(tài)
一、國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立前（1962）的概況
在國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)成立前，尤其是上世紀(jì)二戰(zhàn)以后，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要，各國(guó)都相繼建立了一些機(jī)構(gòu)對(duì)巖石力學(xué)進(jìn)行專題研究。當(dāng)時(shí)各國(guó)有代表性的研究機(jī)構(gòu)如下：
美國(guó)：
（1） 美國(guó)軍部工程兵團(tuán)(ACE, Army Corps of Engineers U.S.A).
（2） 美國(guó)墾務(wù)局(Bureau of Reclamation U.S.A).
（3） 卡羅拉多礦業(yè)學(xué)院(Colorado School of Mines)
前蘇聯(lián)
（1） 全蘇水工研究院(ВНИИГ)
（2） 全蘇礦山測(cè)量研究院(ВНИИΜИ)
（3） 列寧格勒礦業(yè)學(xué)院
（4） 莫斯科建筑工程學(xué)院(ΜИСИ)
德國(guó)
卡爾斯魯大學(xué)(University of Karlsruhe)
奧地利
（1）國(guó)際巖石力學(xué)研究所(Interfels)
（2）維也納工業(yè)大學(xué) (Technische Universtat Wien)
瑞士
蘇黎世工業(yè)大學(xué)(ETH,Eidgenossische Technische Hochschule Zurich)
英國(guó)
(1)國(guó)家煤炭局(National Coal Board, Great Britain)
(2)倫敦大學(xué)帝國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院(Imperial College of Science and Technology, University of London)
法國(guó)
(1) 法國(guó)工業(yè)大學(xué)固體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Ecole Polytechnique, Laboratorire de Mecanique des Solides）
(2) 法國(guó)電力局（Electricite de France）
(3) 巴黎結(jié)構(gòu)中心研究所（Centre d’Etudes du Batimen Paris）
南非
(1) 南非采礦與冶金研究院（South African Institute of Mining and Metallurgy, SAIMM）
(2) 南非科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)（CSIR, South African Council for Scientific and Industrial Research）