岩石与岩体力学参数估算虚拟仿真实验

张鹏海，朱万成，牛雷雷，杨天鸿，刘洪磊

（东北大学 资源与土木工程学院，金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心，辽宁 沈阳 110819）

岩石与岩体力学参数估算是采矿工程、岩土工程等专业的基础实验课程，其教学目的是使学生深刻认识到将岩石力学基本原理应用于岩石工程问题的重要性，了解岩石力学实验过程、岩体力学性质的影响因素，掌握岩石及岩体力学参数的计算方法，为将岩石力学应用于工程实践打下坚实基础。

岩石与岩体力学参数估算是一门操作性及应用性强的实验课。一方面，岩石力学实验的完整流程应包括现场取样、试件加工、实验准备及加载条件设置、加载及实验数据采集、数据处理及分析，实验流程漫长、耗时耗力，并且由于岩石力学实验为破坏性实验，具体岩石试件存在一次性、不可重复及不可逆等特征[1]。另一方面，由于结构面对岩体的力学性质有十分重要的影响，合理地估算岩体的力学参数必须考虑结构面[2]。露天开采的矿山工程的尺度通常为km级，其中III级结构面长度超过10 m，加之矿山现场条件比较恶劣且存在一定安全隐患，如岩块滚落、滑坡等，因此无法让每一位学生到实际工程岩体旁进行每一个结构面的识别、统计。

虚拟现实技术以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界。将虚拟现实技术应用于实验教学中，可弥补真实实验在实验条件、实验成本、交互性和安全性等方面的不足，与真实实验教学结合，相互补充，可以有效促进高校学生创新精神和实践能力的提高[3-7]。……