岩石表征和试验(Rock Characterization and Testing)

1 引言

岩石力学与其他工程学科最显著的区别是研究材料---地层是自然形成并且内部存在着预应力。最早的实验岩石力学研究是由Gauthey进行的(Ulusay, 2022)，他在1770年左右制造了一台强度试验机，通过试验结果观察到较长试样的抗压强度低于立方体试验的强度。实验岩石力学的重要发展阶段是1945年至1960年。岩石力学在20世纪50年代基于岩石物理学，在20世纪60年代主要在Leopold Müller教授的努力下逐渐发展成为一门新的学科，1962年在奥地利萨尔茨堡(Salzburg)成立了国际岩石力学学会(ISRM)【奥地利第71届地质力学学术讨论会(Geomechanics)；第15届ISRM国际岩石力学大会】。

岩石力学和岩石工程模型的建立在很大程度上取决于边界条件、岩石材料和岩体属性的输入数据，对原岩材料、不连续和岩体属性的确定性和评估，往往需要在实验室和现场进行试验，并辅之以高度的经验和工程判断。因此，自1974年以来，ISRM花费了大量精力为岩石力学的不同方面制定了一系列的ISRM建议方法，其中Brown (1981) Rock characterization testing & monitoring建议的方法使用了20多年，Ulusay R and Hudson J (2007)对这个标准作了更新【Eurock 2022---岩石工程和采矿业中的岩石和断裂力学(短期课程)；第56届ARMA美国岩石力学/工程地质力学研讨会(Rock Mechanics/Geomechanics)---Part 1】。

2 岩石强度和不连续表征

岩石强度是岩石表征中最基本的参数，也是发展工程岩体分类的基础。下图所示的是ISRM(1981)按岩石强度进行的分类。岩石强度最难处理的是尺寸效应【回复"尺寸效应" 代表性元素体积REV (Representative Elemental Volume)】。