四川大学水利水电学院
岩土与地下工程系《岩石力学》教案
教学单位：四川大学水利水电学院
任课教师：张泽天
教学年度：2017-2018学年第一学期
教学对象：水利水电工程专业16级本科生教学时间：2017年9月～2017年11月
二0一七年六月
第一次课（课程略案）
课程详案
（第一周第1次课）
一、课程名称
岩石力学
二、教学对象
水利水电学院水利水电工程专业本科16级学生
三、教材
崔志英，《岩石力学》，中国水利水电出版社，2006年第三版。
四、教学目标
1、掌握岩石力学研究对象及特点；
2、了解岩石力学的发展历程；
3、初步了解岩石力学的主要研究内容和方法；
4、培养学生对岩石力学的兴趣。
五、教学方法和学法
结合古今中外水利水电工程中的岩石工程实践，引入岩石力学的主要研究内容，综合使用讲授法、演示法、练习法和支架式教学方法，运用现代多媒体教学手段，培养学生对岩石力学学科研究的兴趣，为进一步深入学习岩石力学相关理论和知识技能奠定认知基础。
学生应结合生活实践及相关思考认真总结和分析相关学习内容，并通过课下查找资料获取书本外大量的有关研究知识。
六、教学内容
1、岩石力学的研究对象和特点；
2、岩石力学的主要研究内容；
3、岩石力学的研究方法；
4、岩石力学的研究概况及发展趋势。
七、教学重点
重点内容：岩石力学研究对象及特点
由于岩石力学的学习需要结合岩石本身特点及工程实践需要展开，故将岩石力学的研究对象和特点作为本节课程的教学重点，通过对岩石及其工程和研究特点的讲解，让学生在后续的学习过程中，有更为深入的思考和正确的认识。
八、教学难点
难点内容：岩石力学主要研究内容
由于岩石力学的研究内容随学科发展一直在推进，研究内容的深度和广度均不断提升，本门课程的设立主要介绍最为经典的研究基础，为深入开展相关研究和工作打下基础，但是目前学生的知识基础有限，难以在短时间内接受如此专深的研究内容，故将“岩石力学的研究内容”作为本节课的教学难点。
九、教学过程
9.1 课堂常规（5min）
9.1.1教学常规
［内容］师生互相认识、学习要求
［陈述］大家好，欢迎大家选修岩石力学课程，我是张泽天，博士时主研方向就是岩石力学与工程，希望通过这门课程的学习，同学们可以获取有益的知识和学习能力。
我们这门课叫《岩石力学》，顾名思义，是研究岩石的力学行为和工程实践应用的一门课程，这里我问一下大家是否有修学过材料力学和土力学？
因为同学们是工科专业的学生，我们不要求大家可以推导艰深的公式和理论，要求大家可以掌握岩石力学的思考方式和理论体系，可以在未来的工作实践中能够学以致用就好。
9.1.2课程结构及主要内容
［内容］介绍全书结构并引入本节内容
［陈述］我们本学期主要讲解以下8章内容（PPT），本节课我们首先对绪论部分进行学习，这部分是一个引入，后续3章是基础理论，最后4章是工程实践应用，这是一个逐渐深入的过程。
9.2 岩石力学的研究对象及特点（重点15min）
9.2.1岩石力学的相关概念
［内容］岩石：经历漫长地质过程而天然形成的（一种）矿物集合体。
［陈述］岩石是经历漫长的地质过程天然形成的，区别于混凝土、陶瓷等人工材料，岩石是一种天然材料，是地壳中的坚硬部分。
根据成岩条件差异，岩石通常可以分为：岩浆岩、沉积岩和变质
岩（工程地质，PPT图片）；岩石从原子水平到矿物（化学组成和结构），再到岩石，再至工程岩体，随尺度递增，岩石的非连续性愈发凸显。
［互动］下列的物质是岩石吗？（煤、混凝土、施华水晶、钻石）9.2.2岩石力学的特点
以都江堰工程及其岩石工程实践为实例，扩展探究具体水利工程中的岩石力学问题，例如宝瓶口的开挖利用了岩石的哪些基础物理力学性质？“离堆”岩体从外至内的特点及工程性质？现代工程技术对都江堰工程的影响及可能改进方法？
［内容］1、研究的广泛性：a古老又年轻；b跨行业
［陈述］岩石力学的研究跨越古今，既古老，又年轻（愚公移山的故事思考？）跨越水利水电、采矿、石油工程等诸多行业，具有广泛的应用。
［内容］2、研究的复杂性：a组成结构；b赋存环境
［陈述］岩石因为其自身的物质组成和结构以及具体赋存条件的差异，造成研究的复杂性特点。
［内容］3、工程应用性强；
［陈述］岩石力学对工程实践具有很强的应用性，诸多工程实践技术的选择和实施，均需要岩石力学理论的指导。
［内容］4、社会经济效益显著。
［陈述］通过岩石力学理论的科学指导，工程实践避免了极大的盲目性，对于投资浩大的岩石工程实践，具有显著的社会经济效益。
9.3 岩石力学的主要研究内容（难点8min）
［内容］1、基本理论
［陈述］岩石力学的基本理论包括岩石的破坏、断裂、蠕变及岩石内应力、应变理论等的研究，是后续开展工程实践的基础。
［内容］2、材料试验
［陈述］开展室内和现场静力及动力试验，测试岩石性质，是开展岩石力学研究的基础。
［内容］3、实际应用
［陈述］将岩石力学理论应用到地面工程岩石地基、地表挖掘、地下硐室、岩石破碎、岩石爆破和地质作用等岩石工程中去。
［互动］列举你身边利用岩石力学方法解决实际问题的例子？
9.4 岩石力学的研究方法（8min）
［内容］1、工程地质研究方法（地质研究方法）；
2、科学试验方法（试验法）；
3、数学力学分析方法；
4、整体综合分析法。
［陈述］具体陈述每种方法的具体内容，深入浅出，举实例结合讲述。
9.5 岩石力学的发展概况及研究热点（7min）
9.5.1岩石力学发展概况
［内容］岩石力学的发展概况：
20世纪50年代以来，世界上高坝、高边坡、大跨度高边墙地下
建筑的兴建，对岩石研究提出了新的要求；
1951年，奥地利萨尔茨堡组织了第一个区域岩石力学学会；
1956年，美国科罗拉多矿业学院举行专业会议，开始使用“岩石力学”这一名词；
1957年，塔罗布尔出版了较为系统的岩石力学著作；
1958年，三峡岩基组成立，开始三峡坝区岩石力学研究；
1959年，马尔帕塞拱坝失事；1963年瓦依昂水库岩质边坡滑坡引起学界关注
1963年，在奥地利成立“国际岩石力学学会”；
1979年，中国加入ISRM；
2011年，首个中国人当选ISRM主席。
［陈述］陈述上述信息，并结合最近的发展讲述。
［互动］四川茂县大型山体垮塌事故可能的发生原因研讨？
9.5.2研究热点及发展趋势
［内容］1、应用岩石力学
2、力学现象与温度、水力和化学现象的耦合
3、岩石动力学与抗震
4、野外实验测量和监测
5、国际和国内岩石力学发展趋势
［陈述］岩石力学经历数十年的研究还非常年轻，也存在诸多方面的不足，在上述方面形成了目前的研究热点，后面大家如果有兴趣可以进一步探索。
《岩石力学》课程教学设计方案
十、教学辅导（2min）
［内容］《岩石力学》学习方法
1、课前预习
2、理论联系实际
3、认真听课，勤于思考
4、课后复习，做作业
［陈述］希望大家可以在材料力学及土力学中学习经验，根据课程特点及自身经验提供借鉴。
［作业］（三选一，分组总结，下节课随机组内抽查）
与金刚石相关的几个岩石力学问题：
学霸题：试析“西域有金刚石，状如紫石英，百炼不消，金铁莫能击，唯绵裹羚羊角扣之，则自然冰泮”的岩石力学原理？（提示：岩石节理展布特征对其动力学性质的影响）---文本摘自《本草崇原》
总裁题：金刚石和钻石的异同？钻石鉴定标准有哪些？
总工题：金刚石的主要加工方法有哪些？利用了金刚石哪些基本性质？
十一、问题及对策
［问题］学生积极性不高？
［对策］引入学生感兴趣的话题，寻找学生的兴趣点，进而改进教学设计，将知识点进一步融入到学生的兴趣中，寓教于乐，提高参与度。
十二、教学效果评价
利用问卷星软件，通过课后问卷调查的形式获取学生反馈和评价。
10。