智能岩石力学的发展 岩石力学任建喜
２００２焦
中国钎攀挖
院刊第４期
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智能岩石力学的发展
冯夏庭
（武汉岩土力学研究所
武汉４３００７１）
摘要智能岩石力学是为突破“数据有限”和“变形破坏机理理解不清”的“瓶颈”而提出的一个新
的交叉学科分支，在岩石力学专家系统、非线性动力学模型、参数反演、本构模型识别、开挖过程全局优化、集成智能分析等研究方面已取得重要进展。指出多场耦合智能模型、多尺度模型、精细仿真、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ模型、遥控试验系统、综合集成系统等研究是下一步的发展方向。变革思维方式，加强原始创新和破坏性创新，建立智能岩石力学分析平台是本学科发展的关键对策。
关键词智能岩石力学，进展，趋势
析方法的“瓶颈”［２］。由于真实材料的理论体系尚未
１
引言
建立，许多岩石力学问题的数学力学描述要么不存岩石力学研究的
在，要么是弱的或不完整的，目前还没有一个被广对象是非均质、非连泛接受的普适性概念模型。因此，“沿用弹塑粘性续、各向异性的岩石理论等为基础的确定性求解方法，并未得到恰如人（体），其力学行为大多意的效果”，“在将来，不敢断言这种方法是否会对具有高度的不确定性这样一类问题的研究有新的突破，但至少在今天还
与非线性，并受到地质不可能将这类问题的研究提高到一个新的高度”，
构造、地应力、水、温
“谋求新的、更为综合的手段来解决问题，是迫待研度、压力、开挖施工乃
究的当务之急”旧Ｊ。
至水化学腐蚀的影响。目前主要采用的是以连续为了突破“数据有限”和“变形破坏机理理解不介质力学为基础的确定性研究方法，在特定的假设
清”的“瓶颈”，我们另辟蹊径，提出了智能岩石力学条件下求解。这种一对一的映射研究方法，使得岩
的研究方法。它是自学习、非线性动态处理、演化石力学模型越来越复杂（例如，弹性、弹塑性、弹粘识别、分布式表达等非一对一的映射研究方法以及多方法的综合集成研究模式，是建立节理岩体真实
塑性、各向异性弹粘塑性、流变损伤断裂力学、各向
特征的新型分析理论和方法，是涉及人工智能、非
异性流变损伤断裂力学模型等），要确定的力学参
线性科学、系统科学、力学、地学与工程科学的交叉数越来越多（有的模型需要确定几十个力学参数），
综合研究方法。这种方法可从积累的实例中学习支持模型所需的信息呈指数增长ｎ］。然而，“数据有挖掘出有用的知识，非线性动态处理可使认识通过
限”和“变形破坏机理理解不清”是这种确定性分
・收稿日期：２００２年６月２０日
万方数据
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不断的实践来接近实际，演化识别可以在事先无法假定问题精确关系的情况下找到合理的模型，分布式表达使得寻找和表达多对多的非线性映射关系成为可能。
２研究现状
智能岩石力学的提出最早受人工智能专家系
统解决经验问题的优越性的影响，岩石分类专家系
统的建立极大地推动了基于经验知识推理方法的
应用，一些岩石力学问题的神经网络模型的出现又
展示了自学习、非线性动态处理与分布式表达方法
的强大生命力。这些研究启发作者进行了深入的
思考，并开展了卓有成效的研究工作。因此，智能岩石力学的学术思想雏形最早出现在文献［３］，文献［４］将智能岩石力学的学术思想介绍给国际同行。应国际岩石力学学会前主席ＳａｋｕｒａｉＳ.教授的特别邀请，作者在该学会会刊Ｎｅｗｓ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩＲＳＭ
上发表了有关智能岩石力学研究的评述文章［５］，就
该学科的发展提出了几点思考。２０世纪９０年代以来的国际岩石力学学会大会以及各大洲的岩石力
学大会都将其列为重要研究领域进行研讨。一些
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