工程力学

本学科工学博士学位获得者应具有坚实宽广的数学、力学及土木工程材料物理学理论基础、具有深入系统的岩土与结构工程力学计算、强度与稳定性分析、工程设计优化、工程材料性能检测与分析、安全技术与环境保护、计算机高级编程和应用等方面理论和专门知识，对本学科的现状、前沿和发展趋势有深入的了解，能够应用现代数力理论与方法、实验技术及手段和计算机技术，对前沿和复杂研究对象正确建立力学-数学模型，独立完成具有重大意义的学科研究或工程设计的重大课题，做出具有理论与实践意义的创新性成果。能够应用两门外国语阅读专业书刊，其中一门外语达到听、说、读、写四会和进行国际学术交流的能力。具有严谨求实的科学态度和作风，并从事创造性学科研究和解决工程问题的能力。毕业后能够胜任教学、科研或工程技术工作。研究方向包括：

（1）非线性力学与工程。主要研究非线性力学的基础理论和工程实用技术。研究土木建筑、水利水电、采矿、交通等部门中的地下峒室、采场、隧道、井巷、高层建筑基础、桥梁与基础、公路边坡、矿山边坡、水利水电坝基与边坡等工程在普通力场和耦合力作用下发生变形、位移和破坏的规律。通过现场监测、实验室模拟及计算机数值分析等综合研究，为工程设计和施工、实现工程设计优化、保证生产和施工安全提供科学依据。本研究方向致力于将现代前沿科学技术，如人工智能技术、灰色理论、数值模拟、非线性力学和不确定性分析技术等应用到岩土、结构材料力学分析和工程应用研究中来，不断提高工程设计和施工的科学水平。

（2）工程稳定性分析及控制技术。主要研究建筑结构、建筑地基、地下铁道、地下隧道、地下峒室、矿山井巷和岩土边坡、坝坡等结构和岩土工程的稳定性和可靠性分析、预测及其控制技术。通过现场监测、物理模拟及数值法计算，研究各种因素及其耦合作用对工程稳定性的影响，研究符合静、动力学和耦合特征的稳定性控制技术，特别是研究岩土体加固的作用机理、参数确定和新技术开发，新奥法在岩土工程中的应用。

（3）应力与变形测量理论和破坏检测技术。应力和变形状态及其分布规律是一切工程稳定性的最基本方法。应力和应变测量是了解工程中应力、变形与破坏状态及其分布规律的重要手段。本方向研究重点为以下列两个方面：

地应力测量理论和技术。研究地应力测量的原理和方法，特别对目前国内外应用最广泛的应力解除法和水压致裂法在不连续、非均质、各相异性和非线性岩体中的工作性能进行系统的试验和研究。发展实用的测量和分析技术、仪器，以提高应力解除法和水压致裂法在复杂岩体和地质条件下的测量精度和可靠性。同时，发展新的地应力测量理论和监测技术、仪器。无损检测技术。现代无损检测技术、岩土材料和工程结构内部损伤、破坏、寿命评估、反分析理论和技术方法。

（4）数值分析方法与工程应用。数值分析已经成为岩土工程开挖与结构建造动态过程模拟、工程结构优化设计和稳定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各种数值分析方法，包括有限元法、边界单元法、离散单元法、不连续变形分析法和问题反分析方法和优化设计等在岩土和结构工程中的应用。重点在于应用上述方法合理、准确地模拟和分析、解决岩土和结构工程中的实际问题。要求培养的人才必须具有坚实的数学、力学基础，通晓数值分析的基本原理和方法，有不断发展现有的分析理论和技术，使之具有更加广泛的实用性和更高的精度的能力。同时还应具有编制实用程序软件的能力。

（5）工程材料物理力学性质。此研究方向以固体力学为基础，运用断裂力学、损伤力学和流变力学的新成就，研究岩土材料和建筑材料的力学性能。研究完整岩石的力学性质，在室内试验基础上研究岩石的应力应变关系、岩石破坏类型及破坏机制、岩石强度准则；研究节理岩体的力学特性，研究结构面对岩石强度、变形的影响；研究岩石流变力学，岩石和岩体的流变特性；研究软岩的力学特性，研究膨胀岩的力学特性、膨胀机制，研究软岩、膨胀岩稳定性的控制。研究混凝土及人工复合材料的细观破坏机理与宏观断裂与强度，徐变、疲劳以及环境因素对材料性能和寿命的影响。根据现场试验和实验室试验的结果，运用相关的力学理论，以及概论统计、模糊数学、灰色理论、人工智能理论和不确定性分析理论等建立岩石、岩体和混凝土等材料的本构模型也是本方向的重要研究内容。

（6）工程动力学与工程爆破。研究冲击和动荷载对岩石的作用及其在岩体和地壳中引起的应力、应变、位移、裂隙和破坏等效应。在工程上主要研究凿岩、岩石破碎、桩基工程、地下开挖工程、岩爆、冲击地压、矿震和地震等与岩石动力学与工程有关的实际问题。研究炸药与爆炸的基本理论；现代岩石爆破理论；地质结构面的力学特征与爆破作用；工程爆破(一般土岩爆破、大爆破、拆除爆破和特种爆破)的设计与施工；爆破的量测技术和爆破过程的计算机模拟。