磁性附着体的相关力学研究新进展_综述_王彦红

中国城乡企业卫生2012年8月第4期（总第150期）

率，而且对鼻粘膜的愈合起到积极的促进作用，大大提高了FESS手术患者的舒适度、缩短病程，临床值得推广应用。

参考文献

[1]Wang YP,Wang MC,Chen YC,et al.The effects of Vaseline

gauzestrip,Merocel and Nasopore on the formation of synechiae and excessivegranulation tissue in the middle meatus and the incidence of majorpostoperative bleeding after endoscopic sinus surgery[J].J Chin

M edAssoc,2011,74（1）:16-21．

[2]中华医学会耳鼻咽喉科分会，中华耳鼻咽喉科杂志编委会.慢性

鼻窦炎鼻息肉临床分型分期及内窥镜鼻窦手术疗效评定标准[J].

中华耳鼻咽喉科杂志，1998，33:134.

[3]王庭阔，彭冬梅，翁文红.两种鼻腔填塞材料在FESS中应用的临

床观察[J].中华全科医学，2012，10（2）：20-26.

[4]刘丽庭，陈国华，李莉.现代鼻科学[M].北京：中国中医药出版社，

2005：266．

磁性附着体的相关力学研究新进展（综述）

王彦红

作者单位：天津市南开医院口腔科，天津300100【临床医学】

摘要：修复技术中使用的磁性附着体已得到长足的发展，不同尺寸和种类的磁性附着体广泛应用于修复体中，能够提供较好且稳定的固位力。但其实际固位力并不能达到其理论标称值。经反复疲劳摘戴后的固位力与初始固位力并无显著性差异。在使用中较精密附着体和半精密附着体稳定。磁性附着体增强固位的种植赝复体修复也具有良好的固位效果。不同材料和种类的磁性附着体的固位力不同。影响磁性固位力的因素有磁体与衔铁的接触紧密程度、接触面积、漏磁量、不同尺寸的磁体与衔铁及两者的匹配性及加热处理等。磁性附着体在使用中其衔铁受力后应力主要集中分布在根桩颈部和基牙颈部；在垂直载荷下各部分应力都较小且分布合理。具有应力缓冲装置的磁性附着体使得基牙与种植体受到的应力得到缓冲，而自我调节型磁性附着体对基牙产生的侧向力小于传统的磁性附着体和球帽附着体。磁性附着体种植覆盖义齿在咬合时，应力既分布到种植体，也分布到剩余牙槽嵴，可以明显降低种植体周围骨组织的应力，有利于种植体的健康。

关键词：磁性附着体；固位力；侧向力；应力

近些年来，磁性材料在口腔临床中得到有效的应用，比如，利用磁力为修复体增加固位力，在正畸装置中帮助实现微量牙齿移动提供正畸力。修复技术中使用的磁性附着体已得到长足的发展，不同尺寸和种类的磁性附着体广泛应用于修复体中，对于那些不能使用传统修复方法的病例，临床医生能够利用磁性附着体完成修复目的。磁性附着体能够提供的固位力大小、影响因素、稳定性，以及对基牙和种植体周围骨组织产生的应力情况等相关力学方面的问题，与修复效果密切相关，因而也是学者们比较关注的问题。本文就这些方面的最新研究进展作出综述。

1磁性附着体的固位力

1.1实际固位力Kanbara等[1]的三维有限元方法分析显示,磁性附着体能够提供较好且稳定的固位力。激光焊接表面涂覆的新型材料能产生10～12N的吸力，而传统磁性附着体的吸力只有1～4N[2]。在临床工作和实验测量中，得到的磁性附着体的固位力常不能达到其理论标称值[3]。实际固位力比厂家所提供的理论值低10%~20%，且其差异有显著性[2]。赵铱民等[4]研究认为，磁性附着体的实际固位力仅为设计固位力的78.95%，肖雪等[5]报告MagfitEX2600磁性附着体的实际固位力为3.18N，杜莉等[6]报告的固位力为1.82N，这说明虽然磁性附着体的设计固位力为5.88N，但制作过程中的各种原因常使其实际固位力难以达到设计值。

1．2固位力的稳定程度体外实验研究显示，磁性附着体2000次疲劳摘戴后的固位力与初始固位力并无显著性差异，在使用中较精密附着体和半精密附着体稳定[7]。有学者研究发现，磁性附着体经历30000次、50000次、90000次滑动周期后，镜下观察见表面有明显的机械磨损，但其固位力的改变仅为0.016N、0.003N、-0.008N，固位力并无明显的减小[8]。这可能因为体外实验,没有模拟唾液的浸泡有关；同时，义齿行使功能时，磨损的方式更复杂，尚需更多的研究证实。

1．3在不同修复体中应用的固位力磁性附着体应用于可摘局部义齿和全口覆盖义齿，都明显提高了

40 --

中国城乡企业卫生2012年8月第4期（总第150期）

义齿的固位力。3例上颌骨全切除术后磁性附着体增强固位的种植赝复体修复，追踪7年显示磁性附着体提供了良好的固位力[9]。磁性附着体的应用为颌骨缺损的修复开辟了很大的空间[10]。在种植体植入的倾斜角度为0°、15°、30°和40°时，磁性附着体的固位力不受影响；并且在这些角度义齿脱位时，种植体所受的侧向力也不受增加[11]。

1．4不同材料和种类的磁性附着体的固位力比较闭合磁路系统比开放磁路系统产生的固位力更大[2，12]。钕铁硼材料的磁性附着体比钐钴材料产生更大的磁力；钕铁硼材料的闭合磁路附着体可以产生（9.2±0.2）N 的力，其开放磁路产生（4.0±0.3）N的力;闭合磁路钐钴材料附着体可以产生（4.2±0.9）N的力，其开放磁路产生（2.3±0.2）N的力[2]。

自我调节型磁性附着体，是指覆盖义齿的基托能随黏膜变化少量移位和下沉，从而使咀嚼力可以较均匀地分散在牙槽骨上，避免局部支点的形成。这种自我调节型磁性附着体比传统的磁性附着体固位力更大，即使在斜向脱位力的作用下也表现出较好的固位效果[13]。

2可能影响磁性固位力的因素

2．1接触紧密程度由于衔铁为软磁材料，与磁体作用后因被磁化而产生磁性，当两者距离增加时其所处的磁场强度减小，磁化程度随之下降，磁性固位力也将迅速下降[14~16]。磁性附着体的磁体与衔铁之间侧移距离达0.3mm，固位力会下降10%[17]。将磁体与衔铁水平错开一定距离或垂直拉开一定距离时，固位力减小，且随着水平错开或垂直拉开距离的增大，固位力减小的程度越大，尤其以垂直拉开对固位力减小的作用更明显[18]。其原因是当衔铁与磁体水平错开一定距离时，磁力线向外部扩散，使衔铁与磁体间的磁力线密度下降，进而引起固位力下降。当衔铁与磁体垂直拉开一定距离时，一方面会有和水平错开时相同的情况出现，另一方面，衔铁所处的磁场强度显著减小，其磁化程度随之下降，因而固位力下降比水平错开时更明显[18]。对基牙和支持组织产生不利影响，因此在临床应用中应保持衔铁和磁体的紧密接触[19~21]。

2．2接触面积在磁性固位体使用一段时间之后，磁体的不锈钢封套与衔铁接触表面会由于水平方向的滑动而出现磨耗，如果其有效接触面积无明显减少，那么固位力不会出现显著降低[8]。

2.3磁场漏磁磁性附着体多为闭合性磁路，实际使用中由于附着体的磁体部分有一层不锈钢或其它材料制成的防腐蚀包壳或涂层，以及生产工艺等因素，永磁体与衔铁不能完全紧密接触，其间有间隙或其它介质，会导致增大漏磁量；同时固位力会减小。在漏磁对于机体所产生的生物学效应的问题上尚有争议,但多数学者认为微量的漏磁不会对机体造成影响，目前无更多的生物学安全性方面的进一步研究。但是如何有效地减小和预防磁性附着体的漏磁，已是重要课题[22]。世界卫生组织规定，人体持续暴露在静磁场中最高限制量为40mT。Takeshita等[23]发现，当磁体与衔铁紧密贴合时，固位力最大，且漏磁量最小；随着磁体与衔铁之间的缝隙增大，漏磁量增多，但即使磁性附着体与组织间有0.4mm的距离，即使永磁体与衔铁间有0.1mm的间隙，其漏磁量也不会超过40mT。

2.4不同尺寸的磁体与衔铁及两者的匹配性Hasegawa 等[24]的研究提出永磁体与衔铁的尺寸相同时，产生的固位力最大；磁性附着体的固位力大小取决于衔铁的尺寸；永磁体与衔铁的尺寸差异越大，磁性固位力越小，而漏磁量越多；且漏磁量与磁性固位力之间呈负相关。磁性附着体的磁体直径在

3.1mm，磁体的厚度为0.8mm，磁体与衔铁的间隙为0.2mm时，固位力最大[16]。

2.5加热加热和铸造过程都有会使磁性附着体的固位力下降，建议通过粘结手段，或者减少加热时间避免这方面的影响；铸造后充分的抛光可提高固位力[25]。

3衔铁的受力分析

马鹏华等[26]建立四种模型进行二维有限元分析发现，不同牙体预备方式和黏结方式，衔铁受力后应力主要集中分布在根桩颈部和基牙颈部；在垂直载荷下各部分应力都较小且分布合理。在斜向载荷下各应力值增大1～3倍。而嵌入式的牙体预备方式下牙本质内的应力相对其它较小。

4磁性附着体对基牙产生的侧向力

磁性附着体有一个明显的优点：带有磁性附着体的可摘局部义齿在行使功能中受到侧向力的时候，磁铁可沿根面板平面产生少量移动，缓冲了基牙所受的侧向力。近来在减小侧向力方面又有了进一步的发展。具有应力缓冲装置的磁性附着体，在闭路磁体上方设计了硬质POM制作的帽，帽与闭路磁体之间设计了软质POM制作的缓冲球。这种装置能够使义齿在行使功能时，允许上下缓冲0.2mm，向四周倾斜±6°，使得基牙与种植体受到的应力得到缓冲。这种缓冲型磁性附着体安放在尖牙区时，侧向力的力值在0.1～20N之间；在侧切牙区加载49N的力时，使基牙所受的侧向力要低于球帽附着体；在尖牙区

41

--

中国城乡企业卫生2012年8月第4期（总第150期）

加载时，尖牙基牙所受侧向力除低于球帽附着体和常规磁性附着体；在其它区域加力，则三者没有区别[12]。而自我调节型磁性附着体，是指覆盖义齿的基托能随黏膜变化少量移位和下沉，从而使咀嚼力可以较均匀地分散在牙槽骨上，避免局部支点的形成。自我调节型磁性附着体对基牙产生的侧向力小于传统的磁性附着体和球帽附着体[13]。

5种植体周围骨组织的应力分布

与卡环固位体，球帽附着体相比，磁性附着体在加载100N力时和垂直，前方或后方脱位时，种植体周围骨组织所受的应力都最小[23]。磁性附着体下颌种植义齿在正中、侧向、前伸咬合应力加载时种植体周围牙槽骨应力值最大，余留牙槽嵴后牙区所受应力大于前牙区；正中、前伸磨牙区最大应力值出现于颊侧，切牙区最大应力值出现于舌侧；侧向工作侧最大应力值出现于唇颊侧，平衡侧最大应力值出现于舌侧；表明磁性附着体种植覆盖义齿在咬合时，应力既分布到种植体，也分布到剩余牙槽嵴，可以明显降低种植体周围骨组织的应力，有利于种植体的健康[27]。

综上所述，对于那些基牙条件差,传统修复方法不能解决的情况，使用磁性固位体,是一个较好的选择。磁性固位力因其能够提供持久而稳定的固位力；对基牙侧向力较小，改善了基牙的冠根比，有利于基牙的保存；对义齿就位道要求低，广泛应用于可摘局部义齿、全口义齿、赝复体义齿修复，已取得良好的临床效果，在种植修复中的应用也逐渐增加。伴随磁性附着体研究的深入，如果能够开发出抗腐蚀性能更强、尺寸更小、磁性固位力更大的的磁性附着体材料，必将对修复技术的发展起到重要的推动作用。

参考文献

[1]Kanbara R,Nakamura Y,Ochiai KT,et al.Three-dimensional finite

element stress analysis:The technique and methodology of non-linear property simulation and soft tissue loading behavior for different par－tial denture designs[J].Dent Mater J,2012,31（2）:297-308.

[2]Akin H,Coskun ME,Akin EG,et al.Evaluation of the attractive force

of different types of new-generation magnetic attachment systems.J Prosthet Dent,2011,105（3）:203-207.

[3]邓生杰.磁性附着体在全口覆盖义齿中的应用体会[J].中华老年

口腔医学杂志，2004，2（1）：31.

[4]赵铱民，欧阳官，高元，等.磁性固位覆盖总义齿固位特性和咀嚼

效率的定量研究[J].中华口腔医学杂志，1994，29（3）：140-142. [5]肖雪，冯海兰.磁性附着体在下颌全口覆盖义齿中的临床应用[J].

华西口腔医学杂志，2000，18（4）:232-234.

[6]杜莉，胥春，巢永烈.Magfit磁性附着体下颌全口覆盖义齿的固位

力测定[J].华西口腔医学杂志,2003，21（5）：366-368.

[7]王德芳，董正杰，包向军，等.三种附着体固位力衰减的体外实验

研究[J].上海交通大学学报，2011，31（6）：813-816.

[8]Huang Y,Tawada Y,Hata Y,et al.The change in retentive force of

magnetic attachment by abrasion[J].Odontology,2008,96（1）:65-68.

[9]ortorp A.Three tumor patients with total maxillectomy rehabilitated

with implant-supported frameworks and maxillary obturators:a fol－low-up report[J].Clin Implants Dent Relate Res,2010,12（4）:315-323.

[10]刘鑫，赖红昌，张志勇.口腔种植在上颌骨缺损修复中的应用进展

[J].中国口腔种植学杂志，2007，12（2）:95-97.

[11]Yang TC,Maeda Y,Gonda T,et al.Attachment systems for implant

overdenture:influence of implant inclination on retentive and lateral forces[J].Clin Oral Implants Res,2011,22（11）:1315-1319.

[12]Gonda T,Ikebe K,Ono T,et al.Effect of magnetic attachment with

stress breaker on lateral stress to abutment tooth under overdenture[J].

J Oral Rehabil,2004,31（10）:1001-1006.

[13]Maeda Y,Yang TC,Kinoshita Y.Development of a self-adjusting

magnetic attachment for implant overdentures[J].Int J Prosthodont, 2011,24（3）：241-243.

[14]谭泓，杨晓东.局部缓冲对磁性附着体义齿固位力影响的研究[J].

中国实用口腔科杂志，2008，1（11）:667-669.

[15]杜莉，杨凌，胥春，等.Magfit磁性附着体铸接式和焊接式衔铁显

微结构及热影响区的研究[J].华西口腔医学杂志，2003，21（5）：383-385.

[16]Tegawa Y,Kinouchi Y.Dental magnetic attachment:toward third

generation devices[J].IEEE Trans Biomed Eng,2008,55（3）:1185-1190.

[17]Nishida M,Tegawa Y,Kinouchi Y.Evaluation of Leakage Flux out of

a Dental Magnetic Attachment.Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc,

2007,1:3520-3523.

[18]胥春，巢永烈，杜莉，等.两种牙科磁性附着体静磁场磁通密度和

固位力的测定[J].四川大学学报，2004，35（3）：412-415.

[19]赵铱民，欧阳官，邵文京，等.磁性材料、磁路设计和结构设计对

磁性固位体固位力的影响[J].实用口腔医学杂志，1995，11（3）：163-165.

[20]张留华，杨守明，李延清.磁性附着体全口覆盖义齿效果的临床

观察[J].华西医学，2006，21（1）:7-8.

[21]黄元瑾，多和田泰之，火田好昭,等.表面磨耗对磁性附着体固位

力的影响[J].中国口腔种植学杂志，2008，13（2）:64-66.

[22]姚江武，李水根.静磁场下两种口腔磁性附着体漏磁量的测定与

分析[J].武汉大学学报，2007，28（2）：186-187，191.

[23]Takeshita S,Kanazawa M,Minakuchi S.Stress analysis of mandibular

two-implant overdenture with different attachment systems[J].Dent Mater J,2011,30（6）：928-934.

[24]Hasegawa M,Umekawa Y,Nagai E,et al.Retentive force and magnet－

ic flux leakage of magnetic attachment in various keeper and magnetic assembly combinations[J].J Prosthet Dent,2011,105（4）:266-271. [25]Ohashi N,Koizumi H,Ishikawa Y,et al.Relation between attractive

force and keeper surface characteristics of iron-neodymium-boron magnetic attachment systems[J].Dent Mater J,2007,26（3）:393-400.

[26]Magfit RK磁性附着体衔铁受力二维有限元分析[J].中国实用口

腔科杂志，2011，4（4）:221-224.

[27]佘文珺，马璐，何嘉菁，等.磁性附着体下颌种植覆盖义齿牙槽骨的

三维光弹应力分析[J].临床口腔医学杂志，2011，27（7）：392-394.

42 --

岩石力学研究进展报告

岩石力学研究新进展报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXX 专业：岩土工程

岩石力学研究新进展报告 1 引言 时光如白驹过隙，一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习，使我在岩石力学方面有了很大的启发，特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。 岩石力学可以作为固体力学的一个新分支，用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展，在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用，随着科学技术的进步，岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深，工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题，输入给模型的基本参数很难确定，而且没有多少对过程（特别是非线性工程）的演化提供信息的测试手段。另一方面，对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场（应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相（固、液、气）影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明，工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的，其大多数是高度非线性的。目前，岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的，可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此，近年来，多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起，为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法，更能激发研究者的创新精神，这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。 本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限（最近导师安排的任务非常多，而且要准备英语和政治期末考试），每部分内容除第一大段的研究新进展综述外，只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明，包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文，这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间，我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下，努力做岩石力学的创新性研究，届时会在文献综述部分查阅和介绍更多最新以及更优秀的文献。 2 分形岩石力学 从古至今，岩石已成为人们熟知的工程材料，它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成，是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展，人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质，提出了多种岩石力学分析和计算方法，为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学，提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法，从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域，并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代，分形几何学开始应用于岩石力学研究，开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍，不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构，而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

流体力学

计算流体力学的发展及应用 刘光斌 关键词:计算流体力学;发展;应用 摘要:计算流体力学是流体力学的一个分支。它用于求解固定几何形状空间内的流体的动量、热量和质量方程以及相关的其它方程,并通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息,是分析和解决问题的强有力和用途广泛的工具。对计算流体力学的发展和应用进行了综述并对其发展趋势做了探讨。 1 计算流体力学的发展 20世纪30年代,由于飞机工业的需要,要求用流体力学理论来了解和指导飞机设计,当时,由于飞行速度很低,可以忽略粘性和旋涡,因此流动的模型为Laplace方程,研究工作的重点是椭圆型方程的数值解[1]。利用复变函数理论和解的迭加方法来求解析解。随着飞机外形设计越来越复杂,出现了求解奇异边界积分方程的方法。以后,为了考虑粘性效应,有了边界层方程的数值计算方法,并发展成以位势方程为外流方程,与内流边界层方程相结合,通过迭代求解粘性干扰流场的计算方法。 同一时期,许多数学家研究了偏微分方程的数学理论,Hadamard,Couran,t Friedrichs等人研究了偏微分方程的基本特性、数学提法的适定性、物理波的传播特性等问题,发展了双曲型偏微分方程理论。以后,Cou-ran,t Friedrichs,Lewy等人发表了经典论文[2],证明了连续的椭圆型、抛物型和双曲型方程组解的存在性和唯一性定理,且针对线性方程的初值问题,首先将偏微分方程离散化,然后证明了离散系统收敛到连续系统,最后利用代数方法确定了差分解的存在性;他们还给出了著名的稳定性判别条件:CFL条件。这些工作是差分方法的数学理论基础。20世纪40年代,VonNeumann,Richtmyer,Hop,f Lax和其他一些学者建立了非线性双曲型方程守恒定律的数值方法理论,为含有激波的气体流动数值模拟打下了理论基础。 在20世纪50年代,仅采用当时流体力学的方法,研究较复杂的非线性流动现象是不够的,特别是不能满足高速发展起来的宇航飞行器绕流流场特性研究的需要。针对这种情况,一些学者开始将基于双曲型方程数学理论基础的时间相关方法用于求解宇航飞行器的气体定常绕流流场问题,这种方法虽然要求花费更多的计算机时,但因数学提法适定,又有较好的理论基础,且能模拟流体运动的非定常过程,所以在60年代这是应用范围较广的一般方法[3]。以后由Lax、Kreiss和其他著者给出的非定常偏微分方程差分逼近的稳定性理论,进一步促进了时间相关方法。当时还出现了一些针对具体问题发展起来的特殊算法。 值得一提的是,我国在20世纪50年代也开始了计算流体力学方面的研究[3]。我国早期的工作是研究钝头体超声速无粘绕流流场的数值解方法,研究钝头体绕流数值解的反方法和正方法。以后,随着我国宇航事业的发展,超声速、高超声速绕流数值计算方法的研究工作发展很快。对定常欧拉方程数值解的计算方法进行研究,并给出了钝体超声速三维无粘绕流流场的计算结果。 20世纪70年代,在计算流体力学中取得较大成功的是飞行器跨音速绕流数值计算方法的研究。首先在计算模型方面,又提出了一些新的模型,如新的大涡模拟模型、考虑壁面曲率等效应的新的湍流模式、新的多相流模式、新的飞行器气动分析与热结构的一体化模型等[5]。这就使得计算流体力学的计算模型由最初的Euler和N-S方程,扩展到包括湍流、两相流、化学非平衡、太阳风等问题研究模型在内的多个模型[6]。其中以考虑更多流动机制,如各向异性的非线性(应力/应变关系)湍流研究为重点。研究结果再次证明,万能的湍流模型还不存在,

北航博士研究生培养方案

交通科学与工程学院 道路与铁道工程（082301） 博士研究生培养方案 一、适用学科 道路与铁道工程(081401) 二、培养目标 1．坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2．适应科技进步和社会发展的需要，在本学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；熟练掌握一门外语；具有独立从事科学研究的能力；具有良好的综合素质。 3．在科学或专门技术上做出创造性的成果。 三、培养方向 1.道路与铁道工程的检测与加固； 2.土木工程结构分析与设计理论； 3.岩土本构理论及工程应用； 4.土木工程施工技术与材料； 5.工程结构仿真。 四、学制 学历博士研究生学制为3年。 博士研究生一般在入学后1年内完成课程学习，应在文献综述与开题报告前完成课程学分，应在博士论文答辩前完成全部学分和培养要求的有关环节。 鼓励博士研究生从入学开始就进行学位论文研究工作；文献综述与开题报告至申请学位论文答辩的时间间隔不得少于1年。 五、知识结构、课程设置与学分要求 1．知识结构要求 （1）基础理论与专业基础知识 高等工程数学与数学基础（数值分析、数理统计、矩阵理论、最优化理论与算法、数理方程、常微分方程、数学试验），专业基础知识（变分与有限元素法原理、高等混凝土结构、高等土力学、高等土木工程材料学、高等结构动力学、工程结构可靠度、工程塑性力学）。 （2）专业综合知识 混凝土结构非线性分析，高等钢结构，混凝土徐变力学，基础工程学，建设项目管理，高等岩石力学，建筑结构健康诊治，混凝土结构试验，岩土工程测试技术，建筑结构无损检测技术，土动力学，建筑结构有限元分析与应用，组合结构，城市地下工程，理论土力学与现代岩石测试技术，道路与铁道工程学科综合课。 （3）学科前沿与交叉学科知识 现代工程结构进展，材料科学进展，空间数据处理，科技信息检索与利用，科学

储层岩石力学概述

储层岩石力学概述 发表时间：2019-09-11T14:30:47.063Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：王祥程 [导读] 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。 成都理工大学能源学院 610059 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。 关键词：岩石力学；石油工程；研究方法 1. 岩石力学的概述 岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体，因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支，岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。不同岩石力学问题的研究，可能包括瞬时变形运动，也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。 岩石力学是力学的一部分。岩石材料赋存于地下，其力学性质难于直接测试和观察，而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化，加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中，与岩石骨架相互作用，使岩石的受力情况更加复杂。 2.岩石力学的研究方法 岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。岩石具有特殊的固体介质力学特性，这个特殊的力学性质与它所处的环境有关，如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。在岩石受到工程活动扰动后，岩体的应力出现了变化，这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。对于节理岩体，特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型，才能进行岩体的数值模拟和分析。 一般而言，岩石力学的研究方法可分为如下四大类： (1)地质研究方法：对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础，在整个岩石工程过程中，地质性质的研究应当列在第一位。①岩石岩相、盐层特征的研究，如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。②岩体结构的地质特性研究，如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。③赋存地质环境的研究，如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。 (2)物理力学研究方法：①岩体结构的探测，应用地球物理化学方法和技术来探查各种结构面的力学特征和化学特征。②地质环境的物理性质分析与测量，如地应力的形成机制及分布、地质环境中热力与水力存在的性状、水化学的分布特征，应用大规模地质构造层析技术、地质雷达探测技术确定岩体构造。③岩体物理力学性质的测定，如岩块力学特性的室内试验、原位岩体的力学性质测试、钻孔测试、工程变形监测、位移反分析等。主要运用的手段是基于震动的动态测试，如超声波测试、地震波测试、电磁波测试、计算机层析方法(CT)测试。这些测试利用岩体的波动特性，来研究岩体的力学特性。 (3)数学力学分析方法：岩石力学的研究，除了以上地质方法、物理力学方法的研究外，还要进行数学力学方法研究，从而构成岩石力学的理论基础，包括：①岩石本构关系的研究-对岩石进行宏观到细观甚至微观的力学特性研究。②数值分析方法。由于计算机计算性能的发展，岩石力学的数值分析方法得到了大力发展。在数值分析方法方面，由岩体连续力学发展到非连续力学，出现了离散元法(DEN)和不连续变形分析法(DDA)、流形法(BEM)、无单元法(EFM)和快速拉格朗日法(FLAC)。③多元统计和随机分析。这两种方法可以深人地研究因岩体介质的随机分布特性而造成传统方法难以解决的问题。④物理和数值模拟仿真分析。 (4)整体综合分析法：就整个工程进行多种分析的方法，并以系统工程为基础的综合分析。 3.石油工程岩石力学研究对象及特点 石油工程岩石力学所研究的，所涉及的地层深度大多在8000m范围内，研究对象主要是沉积岩层，岩石处于较高的围压、温度和孔院压力作用下其性质已完全不同于浅部地层，它可能经过脆-塑性转变成塑性，也可能由于高孔院压力的作用呈现脆性破坏。 (1)石油工程岩石力学所涉及的围压可达200MPa。非均匀的原地应力场形成了地层之间的围压，若垂向应力源于地层自重，那么应力梯度平均为0.023MPa/m，多数地区最大水平应力往往大于垂向应力，且两个水平地应力梯度的比值通常达到1.4~1.5以上。在山前构造带地区，不但地应力梯度高，最大和最小水平地应力的比值也很大。因此在研究地应力分布规律(包括数值大小及主方向)时，主要依靠水力压裂、岩石剩磁分析、地震和构造资料反演、测井资料解释等间接方法。 (2)石油工程岩石力学所涉及的温度可达250℃。一般的地温梯度是3℃/100m，高的可超过4℃/100m，具体的地温梯度往往需要实际测定。当温度超过150℃后，温度对岩石性质的影响将变得十分明显。 (3)石油工程岩石力学中所涉及到的孔隙和裂隙中的高压流体的孔隙压力可高达200MPa.一般情况下，常规的静水孔隙压力梯度为 0.00981MPa/m,但是异常高压可超过0.02MPa/m。 4.结束语 岩石力学是一门十分重要的，它涉及到了工程领域的各个行业。因此，正确理解学习岩石力学的理论知识以及探究其影响等具有十分重要的意义。 参考文献 [1]王路,徐亮,王瑞琮.岩石力学在石油工程中的应用[J].石化技术,2017, 24(3)：157-157. [2]陈勉.我国深层岩石力学研究及在石油工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2003,23(14)：2455-2462. [3]杨永明,鞠杨,刘红彬,etal.孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10)：2031-2038. [4]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16)：2882-2888. [5]陈德光,田军,王治中,etal.钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发[J].石油钻采工艺,1995,17(5)：012-16. [6]王大勋,刘洪,韩松,etal.深部岩石力学与深井钻井技术研究[J].钻采工艺,2006,29(3)：6-10. [7]阎铁.深部井眼岩石力学分析及应用[D].2001. [8]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888.

建筑与土木工程领域专业学位硕士研究生培养方案 .doc

建筑与土木工程领域专业学位硕士研究生培养方案 学位点简介 依托浙江省“十二五”重点学科—岩土工程学科和绍兴市重点科技创新团队—岩体工程创新团队，立足浙江建筑行业，以岩土工程和建筑工程为特色，在岩石力学与工程、隧道与地下工程、软土路基与道路工程、防灾减灾工程、土木工程施工技术与管理等领域取得了显著成果。现有专任教学科研人员45人，其中博士生导师4人，硕士生导师13人，正高11人，副高16人，博士学位教师23人，俄罗斯自然科学院院士1人，校外生产一线导师21人。近三年来，主持在研几十项高水平课题，科研经费充足。有土木工程专业实验室和基础实验室（共2 000m2），在建岩石力学与地质灾害实验中心（8000 m2，预计2016年7月建成），实验设备齐全，拥有一批高端的大型科研仪器， 为研究生培养提供强大的支持。 （一）培养目标和要求 建筑与土木工程领域全日制硕士专业学位是与本工程领域职业能力相联系的专业性学位。主要为工矿企业和工程建设部门等培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。依托学校“浙江省山体地质灾害防治协同创新中心”的资源优势、学科优势和科研优势，开展校校（所）协同培养、校企协同培养和国际协同培养。 具体培养要求如下： 1．较好地掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论，拥护党的基本路线和方针政策，热爱祖国，遵纪守法，具有科学严谨和求真务实的学习态度和工作作风，具有良好的职业道德和敬业精神，身心健康。 2．掌握建筑与土木工程领域坚实的基础理论和系统的专业知识；熟悉本领域的技术现状和发展趋势；具有一定的新技术、新方法、新工艺的研发创新能力，或具有运用新理论、新技术、新方法解决工程设计、工程施工、工程维护

岩石力学研究的现状和未来

岩石力学研究的现状和未来 引言 岩石力学是运用力学原理和方法来研究岩石的力学以及与力学有关现象的 一门新兴科学。它不仅与国民经济基础建设、资源开发、环境保护、减灾防灾有密切联系，具有重要的实用价值，而且也是力学和地学相结合的一个基础学科。 岩石力学的发生与发展与其它学科一样，是与人类的生产活动紧密相关的。早在远古时代，我们的祖先就在洞穴中繁衍生息，并利用岩石做工具和武器，出现过“石器时代”。公元前2700年左右，古代埃及的劳动人民修建了金字塔。公元前6世纪，巴比伦人在山区修建了“空中花园”。公元前613-591年我国人民在安徽淠河上修建了历第一座拦河坝。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（秦昭王时代）开始出钻探技术。公元前218年在广西开凿了沟通长江和珠江水系的灵渠，筑有砌石分水堰。公元前221-206年在北部山区修建了万里长城。在20世纪初，我国杰出的工程师詹天佑先生主持建成了北京-张家口铁路上一座长约1公里的八达岭隧道。在修建这些工程的过程中，不可避免地要运用一些岩石力学方面的基本知识。但是，作为一门学科，岩石力学研究是从20世纪50年代前后才开始的。当时世界各国正处于第二次世界大战以后的经济恢复时期，大规模的基本建设，有力地促进了岩石力学的研究与实践。岩石力学逐渐作为一门独立的学科出现在世界上，并日益受到重视。

目前国际上已建和正建的大坝，高度超过300m，地下洞室的开挖跨度超过50m，矿山开采深度超过4000m，边坡垂直高度达1000m，石油开采深度超过9000m，深部核废料处理需要考虑的时间效应至少为1万年，研究地壳形变涉及的深度达50-60km，温度在1000oC以上，时间效应为几百万年。今后，随着能源、交通、环保、国防等事业的发展，更为复杂、巨大的岩石工程将日益增多。但是，国际上有许多工程由于对岩石力学缺乏足够的研究，而造成工程事故。其中最的是法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝垮坝及意大利瓦依昂（Vajont）工程的大滑坡。 马尔帕塞薄拱坝，坝高60m，坝基为片麻岩，XXXX年左坝肩沿一个倾斜的软弱面滑动，造成溃坝惨剧，400余人丧生。瓦依昂双曲拱坝，坝高261.6米，坝基为断裂十分发育的灰岩。XXXX年大坝上游左岸山体发生大滑坡，约有2.7-3.0亿立米的岩体突然下塌，水库中有5000万立米的水被挤出，击起250米高的巨大水浪，高150米的洪波溢过坝顶，死亡3000余人。近年来，虽然岩石力学得到突飞猛进的发展，但与岩体失稳有关的大坝崩溃，边坡滑动，矿山瓦斯爆炸，围岩地下水灾害等惨剧仍时有发生。诸如此类的工程实例，都充分说明能否安全经济地进行工程建设，在很大程度上取决于人们是否能够运用近代岩石力学的原理和方法去解决工程上的问题。当前世界上正建和拟建的一些巨型工程及与地学有关的重大项目都把岩石力学作为主要研究对象。第一节国际岩石力学与岩石工程发展动态一、国际岩石力学学会成立前（XXXX）的概况 在国际岩石力学学会成立前，尤其是上世纪二战以后，为适应经济发展的迫切需要，各国都相继建立了一些机构对岩石力学进行专题研究。当时各国有代表性的研究机构如下：美国：（1）美国军部工程兵团(ACE,ArmyCorpsofEngineersU.S.A).

2015-结构工程研究生培养方案

安徽建筑大学结构工程专业硕士学位研究生 培养方案 （专业代码081402）（2015年6月修订） 一、培养目标 1、努力学习和掌握马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想；坚持四项基本原则，热爱祖国；遵纪守法，品行端正，作风正派，服从组织分配，具有开拓进取的精神，积极为社会主义现代化建设服务；具有实事求是、严谨的科学作风。 2、掌握结构工程学科坚实的基础理论、系统的专业知识和必要的技能；能熟练地运用本学科研究手段、测试技术和实验技术，对本学科的科学技术发展现状和趋势有基本的了解；有严谨求实勇于探索的科学态度和作风，具有从事本科学研究工作、教学工作和独立担负本门学科科研、设计和技术管理或其他工程技术工作的能力；能熟练运用计算机，能运用一门外国语，熟练地阅读专业文献资料和撰写论文摘要。 3、具有健康的身体和心理，能适应本专业工作需要。 二、研究方向 01混凝土结构理论及其应用 02钢结构设计理论及应用 03地下结构计算理论与应用 04现代预应力结构计算理论及应用 05超高层、大跨度空间结构理论 06工程结构安全理论与应用 07工程结构抗震理论与应用 08工程结构的现代施工技术 09安全工程 三、培养方式 1、导师应根据培养方案的要求，因材施教，要定期了解研究生的思想状况、学习和科研状况，严格要求，全面关心研究生的成长。 2、对硕士生的培养采取课程学习和论文工作相结合的方式。 3、整个培养过程应贯彻理论联系实际的方针，使硕士研究生掌握本专业的基础理论和专门知识，掌握科学研究的基本方法，并具有一定的工程实践知识和实验设计能力。 4、在指导上采取导师负责和集体培养相结合的方法。注意发挥学科组的集体力量，提倡跨学科组成导师组，促进学科间的联系、交叉，扩大硕士研究生的知识面。 5、研究生的理论课学习，采取课堂讲授和自学、讨论相结合的方式进行，教师在教学活动中应充分发挥研究生的主动性和自觉性，应强调在学习中研究，在研究中学习，着重培养研究生自我更新知识和调整知识结构的能力，启发学生深入思考、正确判断、增强分析问题和解决问题的能力。 6、加强硕士研究生的思想政治工作和道德品质、文明礼貌的教育，要求硕士研究生认真参加政治理论课学习，积极参加公益活动，促进研究生身心健康和全面发展。

流体力学

()⊥ -++ +φφφ φφ1 4210 .01 Re 3 1Re 161 Re 8= 2 .0log 4.03 4 ∥ D C 其中，面积 颗粒在迎流方向上投影 计算颗粒表面积 等体积球横截面积 -2=∥φ 向上投影面积 计算颗粒在垂直迎流方 等体积球横截面积 =⊥φ The sphericity (Φ) represents the ratio between the surface area of the volume equivalent sphere and that of the considered particle, the cross-wise sphericity (Φ⊥) is the ratio between the cross-sectional area of the volume equivalent sphere and the projected cross-sectional area of the considered particle and the lengthwise sphericity (Φ||) is the ratio between the cross-sectional area of the volume equivalent sphere and the difference between half the surface area and the mean projected longitudinal cross-sectional area of the considered particle.

岩体力学 s

深部开采岩体力学研究的现状 摘要：在深部开采工程中产生的岩石力学问题是目前国内外采矿及岩石力学界研究的焦点，“三高一扰动”的复杂环境，是深部开采面临的挑战性、高难度课题。虽然目前对于深部开采工程的研究已经取得了部分成果，但对深层次、注重个案、侧重技术的基础研究重视仍然不够。今后主要研究方向应集中在深部岩石力学基本特性、深部开采工程稳定性控制、深部开采地表环境损伤控制以及深部厚煤层综放开采基础理论研究等方面。 关键词：深部开采；岩石力学；三高一扰动 深部开采岩石力学，主要是指在进行深部资源开采过程中引发的与巷道工程及采场工程有关的岩石力学问题。目前，对能源的需求逐步增加，开采强度也不断加大，这些都造成了浅部资源的日益减少，因而国内外的矿山都相继进入深部资源开采状态。而开采深度的不断增加，工程灾害也随之增多，这对深部资源安全高效的开采造成了巨大威胁。 1 深部开采岩体的力学特点 1.1 开采环境 深部开采和浅部开采最明显的区别在于深部岩石所处的特殊环境，也就是“三高一扰动”的复杂力学环境。“三高”主要是指高地温、高地应力和高岩溶水压。“一扰动”主要是指强烈的开采扰动。当进入深部开采后，岩体呈现塑性状态，即由各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石的强度，并且对岩石造成破坏。 1.2 力学行为特性 深部岩石的“三高一扰动”复杂环境，对深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应产生根本性的影响。主要表现在深部岩体动力响应的突变性，深部岩体应力场的复杂性，深部岩体的大变形和强流变性，深部岩体的脆性一延性转化，深部岩体开挖岩溶突水的瞬时性等五个方面。 2 深部开采工程中的岩石力学问题 目前对于深部开采工程的研究已经取得了一系列成果，但是对于侧重技术、注重个案的深层次基础研究始终没有得到足够的重视。深部开采“三高一扰动”的复杂力学环境，使深部岩石力学行为及其深部灾害的特征与浅部开采明显不同，因而在浅部开采基础上建立的传统理论不能适应现在的研究环境。 2.1 强度确定 深部开采时地应力水平比较高，因而工程开挖后的工程岩体在高围压作用下，一个或两个方向上应力状态的改变所表现出的强度变化并不是简单的表现在受拉或受压，而是复杂的拉压复合状态，即径向产生卸载，同时切向产生加载。所以深部开采时工程岩体的强度不能单纯用岩块强度来确定，必须建立符合深部开采特点的工程岩体拉压复合强度确定理论。 2.2 设计理论 深部开采时，由于工程围岩所表现出的非线性力学特性，在稳定性控制设计时不能采用简单的一次线性设计，因而必须建立采用二次以至多次非线性大变形力学稳定性控制设计理论。 2.3 稳定性控制理论 在深部开采环境下，工程开挖后工程围岩就会有不同程度的破坏，必须采用二次支护甚至多次支护才能够实现工程稳定性。因此，原有的稳定性控制理论不能适合新的环境，必须建立适合深部开采工程的二次（支护）稳定性控制理论。 3 今后研究重点

流体力学读书笔记

高等流体力学读书笔记 论文题目: 特征线法读书笔记 姓名: 杨志伟 学号: 113108000839 专业:兵器发射理论与技术 指导教师: 周建伟 日期: 2013年12月

1 特征线法 1.1 理论的引出 在考虑了两对面管壁都外折使得两束膨胀波相交，以及膨胀波束在自由边界上反射等问题时，单有绕外钝角流动的公式就不够使用了，需要一种使用于解复杂问题的方法，这就是特征线法。在概况性上说，特征线法确实比绕外钝角的解法进了一步，只要是两个自变数的双曲线型偏微分方程都能用。定常超声速流（包括平面及轴对称的无旋和有旋流）与一维费定常流（不论亚声速还是超声速）的运动方程都是双曲型的。这几种流动能在数学上归在一起，正是反映了在物理上这几种流动都是以波的形式进行变化这样一个事实。 定常亚声速流场上，流动的变化不是以波的形式进行的，任何扰动都没有界线可言，扰动遍及全场，变化都是连续的，任何流动参数（速度、密度和压强等）不仅本身连续，而且它对空间坐标的导数也都连续。与此相反，在定常超声速流场上，扰动都是有界的，像激波在流场中是以突跃面的形式存在的，流动参数本身在突跃面上有突跃的变化，称为强突跃；另一种扰动也是有界的，例如膨胀波（或微弱压缩），界线是马赫波，流动参数本身在波上是连续的，但它的导数在波上可以不连续。如图1所以，定常超声速气流流过外钝角，在第一道膨胀波 O L 11的上游，各流动参数都是均一的，对 的导数到处都是零，但一到 O L上便开始 11 变化了，虽然流动参数本身在 O L还是连续的，但无变化的直匀流区突然在这条 11 线上有变化的扇形膨胀地带相接，诸流动参数的导数在 O L上必是突然从零变为 11 某一定值。在最后一道波 O L上，导数从一定值跃变为零。在中间各道波上，流 12 动参数的导数取了特殊的突跃值——零。

北京科技大学考研岩石力学答案`

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 名词解释 1．岩石饱水系数（kw）：指岩石吸水率与饱水率的比值。 2．岩石吸水率：岩石在常温下吸入水的质量与其烘干质量的百分比。3．岩石饱和吸水率：岩石在强制状态（高压或真空、煮沸）下，岩石吸入 水的质量与岩样烘干质量的比值。 4．岩石的天然含水率（W）：天然状态下，岩石中水的质量Mw与岩石烘 干质量Mrd的比值。 5．岩石的流变性：岩石的应力—应变关系与时间因素有关的性质，包括蠕 变、松弛和弹性后效。 6．岩石的蠕变：当应力不变时，变形随时间增加而增长的现象。 7．岩石的松弛：当应力不变时，变形随时间增加而减小的现象。 8．弹性后效：加载或卸载时，弹性应变滞后于应力的现象。 9．岩石的各项异性：岩石的全部或部分物理力学性质随方向不同而表现出 差异的现象 10．岩石的粘性：物体受力后变形不能在瞬间完成，且应变速率随应力增 加而增加的性质 11．弹性：物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形，而去除外力（卸载）后又能立即恢复其原有形状和尺寸的性质。 12．塑性：物体在受力后变形，在外力去除（卸载）后变形不能完全恢复的性质。 13．岩石的扩容：岩石在压力作用下，产生非弹性体积变形，当外力增加 到一定程度，随压力增大岩石体积不是减小，而是大幅增 加，且增长速率越来越大，最终导致试件破坏。这种体积 明显扩大的现象称为扩容。 14．岩石的长期强度：在岩石承受荷载低于其瞬时强度的情况下，如持续 作用较长时间，由于流变作用岩石也可能发生破坏， 因此岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低。 通常把作用时间趋于无穷大的强度（最低值）称 为岩石的长期强度。 15．岩石的质量系数（RQD）：钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯 累积长度占钻孔总长的百分比。 16．岩石的抗冻系数（cf）：经冻融实验后，岩样抗压强度的下降值与冻融 前的抗压强度的比值 17．岩石的裂隙度（K）：指沿取样线方向单位长度上的节理数量。18．岩石的软化系数（）：饱水岩样的抗压强度与自然风干岩样的抗压强 度之比。 19．岩石的泊松比（）：岩石的横向应变与纵向应变的比值称为泊松 比 20．龟裂系数（完整性系数）：弹性纵波在岩体中的传播速度与在岩石中的 传播速度之比的平方。 21．等应力轴比：使巷道周边应力的均匀分布时的椭圆长短轴之比。22．零应力轴比：巷道设计时，不出现拉应力的椭圆长短轴之比。23．地应力：存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。（原岩应力）24．次生应力：岩体开挖扰动后，应力重新分布而产生的地压。 25．变形地压：由于岩体变形，应力重新分布而产生的地压。 26．膨胀地压：粘性吸水矿物吸水后产生膨胀而对支架产生的力。27．边坡崩塌：边坡表层岩体突然脱离母体，迅速下落且堆积子坡脚下，伴随岩石的翻滚和破碎。 28．边坡稳定系数（F）：沿最危险破坏面作用的最大抗滑力（或力矩）与 下滑力（或力矩）的比值。 即F=抗滑力/下滑力 29．岩石的边坡倾倒：有一组倾角很陡的结构面，将岩体切割成许多相互 平行的块体，而临近坡面的陡立块体缓慢地向坡外弯 曲和倒塌。 30．岩爆：岩石破坏后尚剩余一部分能量，这部分能量突然释放就会产生v 岩爆（冲击地压） 问答题 1.单轴压缩条件下岩石的全应力—应变曲线可将岩石的变形分成哪四个阶 段？各阶段的特征是什么？ 答：可分成孔隙裂隙压密阶段（OA段）

福州大学土木工程专业

福州大学土木工程专业 设计型“卓越工程师教育”培养方案 一、培养目标 培养掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识，具有一定的实验技术和生产实践知识，熟悉所从事研究方向和发展动向和最新成就，适应当前科技发展的需要，掌握一门外国语，能阅读专业外语资料，具有工程设计、工程研究、工程开发、工程管理能力，以及创新意识和自我发展能力强的应用型、复合型高层次卓越工程技术和工程管理人才。二、培养模式 采取校企联合培养模式。学制一般为2年，采取“1+1”模式，第一年主要进行校内的理论知识学习，第二年主要在土木工程相关建设、设计部门（企业）完成工程实践学习，并完成硕士阶段的论文写作。两年硕士学习结束时，对满足硕士阶段培养要求的学生发给硕士研究生毕业证书和专业学位硕士学位文凭。 三、培养标准 以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高工程意识、工程素质和工程实践能力，培养具有创新能力、创业能力和实践能力的设计型卓越工程技术人才。经培养，应达到如下对知识、能力与素质的要求： 1 系统掌握自然科学基础知识，具有丰富的人文科学素养；掌握一门外国语，具有信息获取、知识更新和终身学习的能力 1.1 具有从事工程开发和设计所需的相关自然科学知识和丰富的人文科学素养。系统学习自然辩证法、应用概率统计、矩阵论、科学和工程计算基础、经济管理类和人文类课程、职业道德等。 1.2 外语的学习，包括硕士英语、专业英语等。具备较为熟练阅读外文资料和文献的能力，有较强的英语交流能力。 1.3 具有信息获取、知识更新和终身学习的能力。包括信息检索、知识产权、文献综述与选题报告。 2 系统掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识，具有使用现有的技术、工具或新兴技术的技能和能力 2.1 具有从事工程工作所需的工程科学技术知识，掌握必要的工程科学基础知识，具有数学、自然科学和工程科学知识的应用能力；掌握扎实的工程技术基础理论、基本知识，并具有应用其发现与解决实际工程问题的能力；扎实掌握工程制图知识，并能熟练应用于工程实践中进行各种图样的表达。 2.2 具有较好的人文、艺术、社会科学和企业管理基础知识，熟练地掌握一门外语，有一定的法律与环保知识与意识，具备跨文化技术交流的能力。

岩石力学发展史

岩石力学是伴随着采矿、土木、水利、交通等岩石工程的建设和数学、力学等学科的进步而逐步发展形成的一门新兴学科，按其发展进程可划分四个阶段： （1）初始阶段（19世纪末～20世纪初） 这是岩石力学的萌芽时期，产生了初步理论以解决岩体开挖的力学计算问题。例如，1912年海姆（A．Heim）提出了静水压力的理论。他认为地下岩石处于一种静水压力状态，作用在地下岩石工程上的垂直压力和水平压力相等，均等于单位面积上覆岩层的重量，即γH。朗金（W．J．M．Rankine）和金尼克也提出了相似的理论，但他们认为只有垂直压力等于γH，而水平压力应为γH乘一个侧压系数，即λγH。朗金根据松散理论认为；而金尼克根据弹性理论的泊松效应认为。其中，λ、υ、φ分别为上覆岩层容重，泊松比和内摩擦角，H为地下岩石工程所在深度。由于当时地下岩石工程埋藏深度不大，因而曾一度认为这些理论是正确的。但随着开挖深度的增加，越来越多的人认识到上述理论是不准确的。 （2）经验理论阶段（20世纪初～20世纪30年代） （3）该阶段出现了根据生产经验提出的地压理论，并开始用材料力学和结构力学的方法分析地下工程的支护问题。最有代表性的理论就是普罗托吉雅柯诺夫提出的自然平衡拱学说，即普氏理论。该理论认为，围岩开挖后自然塌落成抛物线拱形，作用在支架上的压力等于冒落拱内岩石的重量，仅是上覆岩石重量的一部分。于是，确定支护结构上的荷载大小和分布方式成了地下岩石工程支护设计的前提条件。普氏理论是相应于当时的支护型式和施工水平发展起来的。由于当时的掘进和支护所需的时间较长，支护和围岩不能及时紧密相贴，致使围岩最终往往有一部分破坏、塌落。但事实上，围岩的塌落并不是形成围岩压力的惟一来源，也不是所有的地下空间都存在塌落拱。进一步地说，围岩和支护之间并不完全是荷载和结构的关系问题，在很多情况下围岩和支护形成一个共同承载系统，而且维持岩石工程的稳定最根本的还是要发挥围岩的作用。因此，靠假定的松散地层压力来进行支护设计是不合

高等岩石力学答案

3、简述锚杆支护作用原理及不同种类锚杆的适用条件。 答：岩层和土体的锚因是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于其底端，固定后，通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定，一种情况是锚头直接附着在结构上，以满足结构的稳定。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。岩土锚固的主要功能是： (1)提供作用于结构物上以承受外荷的抗力，其方问朝着锚杆与岩土体相接触的点。 (2)使被锚固地层产生压应力，或对被通过的地层起加筋作用(非顶应力锚杆)。

(3)加固并增加地层强度，也相应地改善了地层的其他力学性能。 (4)当锚杆通过被锚固结构时．能使结构本身产生预应力。 (5)通过锚杆，使结构与岩石连锁在一起，形成一种共同工作的复合结构，使岩石能更有效地承受拉力和剪力。 锚杆的这些功能是互相补允的。对某一特定的工程而台，也并非每一个功能都发挥作用。 若采用非预应力锚杆，则在岩土体中主要起简单的加筋作用，而且只有当岩土体表层松动变位时，才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆。效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析，可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上，从而能最经济有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。 岩土的锚杆类型： (1)预应力与非预应力锚杆 对无初始变形的锚杆，要使其发挥全部承载能力则要求锚杆头有较大的位移。为了减少这种位移直至到达结构物所能容许的程度，一般是通过将早期张拉的锚杆固定在结构物、地面厚板或其他构件上，以对锚杆施加预应力，同时也在结构物和地层中产生应力，这就是预应力锚杆。 预应力锚杆除能控制结构物的位移外，还有其它有点： 1安装后能及时提供支护抗力，使岩体处于三轴应力状态。 2控制地层与结构物变形的能力强。 3按一定密度布臵锚杆，施加预应力后能在地层内形成压缩区，有利于地层稳定。 4预加应力后，能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度。 5张拉工序能检验锚杆的承载力，质量易保证。 6施工工艺比较复杂。 (2)拉力型与压力型锚杆 显而易见，锚杆受荷后，杆体总是处于受拉状态的。拉力型与压力型锚杆的主要区别是在锚杆受荷后其固定段内的灌浆体分别处于受拉或受压状态。拉力型锚杆的荷载是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粕结应力)由顶端(固定段与自由段交界处)向底端传递的。锚杆工作时，固定段的灌浆体易出现张拉裂缝．防腐件能差。

合肥工业大学工程力学专业研究生培养方案

合肥工业大学工程力学专业研究生培养方案 1. 所属学院：土木水利工程学院学科、专业代码： 080104 获得授权时间：1986 2．学科、专业简介 本学科点研究工程中所提出的力学问题，建立工程结构分析的力学模型以及工程科学中的数值分析方法，将力学与工程结合起来，面向国民经济建设的主战场。工程力学专业主要以土木工程为背景，从中提炼并解决工程力学问题，服务于土木工程教学与科研，培养高层次的应用力学人才。 本专业主要以工程结构稳定与振动、智能结构计算理论与方法、工程结构振动控制、工程结构非线性静动力分析与工程结构抗震研究为特色，已经具备了一支高素质、高学术水平、结构合理的学术队伍，拥有国内一流试验设备的工程结构中心实验室。本学科点曾完成和正在进行多项国家自然科学基金和部基金项目的研究。多次获省部级奖，在国内外学术界有一定的影响。 本专业与安徽省交通土建、建筑工程以及相关工程行业有着十分密切的联系，在经济建设和基础设施建设中起着重要的基础性作用。近年来，本专业积极为安徽省经济建设主战场服务，将科研成果直接应用于工程实际中去，承担了大量高等级道路、桥梁工程、房屋结构等方面的基础性科研、咨询、监测监控和鉴定等工作。 3. 培养目标 （1）较好地掌握马克思主义基本理论，树立爱国主义和集体主义思想，遵纪守法，具有良好的道德品质、人文素养、学术修养及社会责任心；具有开拓进取、严谨求实的科研作风，能积极为社会主义现代化建设服务。 （2）掌握本学科坚实的基础理论和系统的专业知识，能熟练阅读、翻译外文资料的能力,具有从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力。掌握本学科理论与技术研究的最新发展动态，具有良好的科学素养、宽广的国际视野、团队合作精神，初步具有解决重大工程技术问题的能力。 4. 主要研究方向 （1）工程结构分析与计算机仿真 （2）大跨度桥梁的施工控制与仿真分析 （3）智能结构与结构振动控制 （4）复合材料结构力学及其在工程的应用 5. 学制及学分 学制2.5年；课程规定总学分为28-32学分，学位课程学分为16-18学分。跨专业及同等学力考生须补修本专业本科阶段至少2门主干课程，不计学分。 6．课程设置方案： 工程力学专业硕士研究生课程设置一览表

风洞综述(实验流体力学课程设计)

实验空气动力学课程设计(风洞综述) .概念及原理 风洞(wind tunnel )，是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是空气动力学实验最常用、最有效的工具。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。 原理: 用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。为确保实验准确模拟真实流场，还必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制，通常只能选择一些影响最大的参数进行模拟。此外，风洞实验段的流场品质，如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准，并定期进行检查测定。 .风洞发展简要回顾 风洞设备的发展大致经历了低速风洞发展阶段、超声速风洞发展阶段、跨声速风洞发展阶段、高超声速风洞发展阶段、风洞设备更新 改造和稳定发展阶段、风洞设备发展适应新需求、探索新概念风洞发展阶段。20世纪90年代，随着经济全球化和型号发展数量的减少，一方面，风洞设备在数量上呈现出过剩状态；另一方面，又缺少能满足未来型号精细化发展要求的高性能风洞。 三.近期风洞改造和建设 工业生产型风洞的更新改造最主要特点是风洞设计的多功能性、可扩展性、技术的先进性，风洞建设也呈现出创新的特点。主要包括：吸收试验段内的大部 分噪声, 提高风洞试验Re或模拟能力等。另外还有：感应热等离子体风洞（通

过高频电发生器以感应偶合的方式将亚声速或超声速射流加热到极高温度（5000C?10000C）,这种等离子风洞主要用于防热研究） 四.风洞发展的未来趋势 1）“安静”气流风洞 不仅气动声学风洞需要“安静”的风洞，高品质的任何类型风洞都 需要“安静”的风洞。 2）亚声速高升力飞行风洞风洞Re模拟能力直接影响试验数据的准确性。经过多年论证研究, NAS提出了高升力飞行风洞（HiLiFT ）的概念。它是利用磁悬浮推进技术推动试验模型在含有静止气体介质（空气或氮气）的管道中运动,