岩体力学

定　　价：59 元

丛书名：

• 作者：刘伟主编
• 出版时间：2023/1/1
• ISBN：9787122427502
• 出 版 社：化学工业出版社

适用读者:本书适用于高等学校采矿工程、土木工程、水利水电工程、地质工程、道路交通工程等相关专业师生，科研院所及工程设计与施工单位技术人员

• 中图法分类：TU45 
• 页码：320
• 版次：1
• 开本：26cm
• 字数：(单位：千字)

内容简介

本书共包括9章：第1章叙述了岩体力学的发展历史、主要研究内容与研究方法以及在工程领域中的作用等；第2-5章介绍了岩体力学基础理论、基础知识和基本技能，包括岩石物理力学性质、岩体力学性质、地应力及其测量、岩石本构关系与强度理论；第6-8章重点阐述了岩石地下工程、岩体边坡工程与岩石地基工程的特点、工程稳定性理论分析方法、设计原理与施工技术等；第9章介绍了岩体力学领域的最新研究进展与研究展望。

序 言

作为一门与工程实践紧密结合的工程学科，岩体力学是采矿工程、土木工程、水利水电工程、地质工程等多个专业的必修课，是一门理论性与实践性均很强的专业基础课。为了贯彻二十大精神，适应新时代国家对人才培养和新工科建设的要求，培养基础扎实、知识面宽、综合素质高、实践能力强的应用型复合人才，本教材以全面推进素质教育为理念，注重理论知识与工程实践相结合，在阐述岩体力学领域的新理论、新技术、新方法的同时，还介绍了大量最新工程实践成果，使学生从工程范例的解析中提高分析问题、解决问题的能力。
本教材的编写遵循了以下三个原则。
① 基础性，即注重基础理论、基本知识和基本技能的教育。在编写过程中，对基本知识、经典理论、成熟经验的论述力求深入浅出，语言通俗易懂，推导过程严密。
② 实践性，即强调岩体力学理论与工程实践相结合。全书以较大篇幅介绍了三大岩石工程，即岩石地下工程、岩体边坡工程与岩石地基工程，并详细讲述了如何运用岩体力学理论指导岩石工程的设计、施工和维护等工程实践。
③ 先进性，即跟踪岩体力学研究新进展、新动向。随着科学技术的快速发展，岩体力学也在不断向前进步，大量新理论、新技术不断涌现，本教材介绍岩体力学的最新研究成果，有助于学生了解学科的发展前沿。
本教材由辽宁石油化工大学刘伟担任主编，辽宁石油化工大学王鲁男、陶传奇、孙姣姣担任副主编，中煤科工集团武汉设计研究院有限公司王忠杰参与编写，全书由刘伟统稿。具体编写分工为：刘伟编写第2～5章，王鲁男、王忠杰编写第7章、第9章，陶传奇编写第1章、第6章，孙姣姣编写第8章。
由于编者水平有限，书中尚存不足之处，恳请读者批评指正。

编者
2022年9月

目 录

第1章　绪论 1
1.1 岩体力学与工程实践 1
1.2 岩体力学的研究内容与研究方法 2
1.2.1 岩体力学的研究内容 2
1.2.2 岩体力学的研究方法 4
1.3 岩体力学在其他学科中的地位 5
1.3.1 地质学科在岩体力学中的作用 5
1.3.2 力学学科在岩体力学中的作用 5
1.4 岩体力学发展的概况与动态 5
【思考与练习题】 7

第2章　岩石物理力学性质 8
2.1 概述 8
2.2 岩石的组成与结构 8
2.2.1 岩石的矿物成分 9
2.2.2 岩石的结构 9
2.2.3 岩石的地质成因分类 11
2.3 岩石的物理性质 16
2.3.1 岩石的密度 16
2.3.2 岩石的容重 19
2.3.3 岩石的孔隙性 20
2.3.4 岩石的水理性 21
2.3.5 岩石的热学特性 27
2.4 岩石的力学性质 28
2.4.1 岩石的强度特性 29
2.4.2 岩石的变形特性 40
2.5 岩石的流变性质 51
2.5.1 岩石流变的概念 51
2.5.2 流变方程 52
2.5.3 岩石长期强度 53
2.6 影响岩石力学性质的主要因素 55
2.6.1 水对岩石力学性质的影响 55
2.6.2 温度对岩石力学性质的影响 56
2.6.3 风化程度对岩石力学性质的影响 56
2.6.4 围压与加载速率对岩石力学性质的影响 57
【思考与练习题】 57

第3章　岩体力学性质 58
3.1 概述 58
3.2 岩体结构类型 59
3.2.1 岩体结构类型 59
3.2.2 岩体结构的地质特征 60
3.3 结构面类型与自然特征 61
3.3.1 结构面的类型 62
3.3.2 结构面的分级 64
3.3.3 结构面的自然特征 65
3.3.4 结构面的参数采集 70
3.4 结构面力学性质 72
3.4.1 法向变形 72
3.4.2 剪切变形 74
3.4.3 抗剪强度 75
3.4.4 影响结构面力学性质的因素 77
3.5 岩体强度特性 79
3.5.1 岩体剪切强度 79
3.5.2 裂隙岩体的压缩强度 80
3.5.3 岩体强度的测定 83
3.5.4 岩体强度的估算 84
3.6 岩体变形特性 87
3.6.1 岩体变形曲线及其特性 87
3.6.2 岩体变形试验 91
3.6.3 岩体变形参数的估算 93
3.6.4 岩体动力变形特性 95
3.7 岩体的水力学性质 97
3.7.1 裂隙岩体的水力特性 97
3.7.2 岩体渗透系数测试 98
3.7.3 渗流对岩体物理力学性质的影响 99
3.8 工程岩体分类 101
3.8.1 岩石质量指标分类 101
3.8.2 岩体地质力学分类 101
3.8.3 巴顿岩体质量分类 103
3.8.4 边坡工程岩体分类 103
【思考与练习题】 105

第4章　地应力及其测量 106
4.1 概述 106
4.1.1 地应力的概念与发展历史 106
4.1.2 地应力的成因与影响因素 107
4.2 地应力分布的基本规律 110
4.3 地应力测量方法 112
4.3.1 地应力测量的基本原理 113
4.3.2 水压致裂法 114
4.3.3 应力解除法 117
4.3.4 声发射法 122
4.3.5 应力恢复法 124
4.4 地应力的估算 125
4.4.1 垂直应力的估算 126
4.4.2 水平应力的估算 126
4.5 高地应力区特征 128
4.5.1 高地应力判别准则 128
4.5.2 高地应力现象 129
【思考与练习题】 129

第5章　岩石本构关系与强度理论 130
5.1 概述 130
5.2 平衡方程与几何方程 131
5.2.1 平衡方程 131
5.2.2 几何方程 133
5.2.3 边界条件 136
5.2.4 岩石力学中的习惯符号规定 137
5.3 岩石弹性本构关系 137
5.3.1 各向同性线弹性本构关系 137
5.3.2 各向异性线弹性本构关系 139
5.3.3 各向同性非线弹性本构关系 141
5.4 岩石塑性本构关系 143
5.4.1 屈服条件与硬化规律 144
5.4.2 塑性状态的加-卸载准则 145
5.4.3 塑性本构方程 147
5.5 岩石流变本构关系 152
5.5.1 基本元件 152
5.5.2 组合模型 154
5.5.3 流变力学模型识别 162
5.6 岩石强度理论 163
5.6.1 库伦准则 163
5.6.2 莫尔强度理论 166
5.6.3 格里菲斯强度理论 168
5.6.4 德鲁克-普拉格准则 169
5.6.5 统一强度理论 169
5.6.6 霍克-布朗强度准则 170
【思考与练习题】 171

第6章　岩石地下工程 172
6.1 概述 172
6.2 岩石地下工程的应力分布 173
6.2.1 围岩应力重分布 173
6.2.2 弹性条件下围岩应力分布 174
6.2.3 弹塑性条件下围岩应力分布 182
6.3 岩石地下工程变形与计算 187
6.3.1 围岩的弹性位移 187
6.3.2 围岩的弹塑性位移 189
6.4 岩石地下工程围岩压力与控制 191
6.4.1 围岩压力成因与分类 191
6.4.2 围岩压力计算 192
6.4.3 岩石地下工程稳定与围岩控制 197
6.5 岩石地下工程的监测 205
6.5.1 地压监测概述 205
6.5.2 岩体变形与位移监测 206
6.5.3 围岩应力与支架压力监测 211
6.5.4 光电技术在地下工程监测中的应用 212
6.5.5 地质超前预报 214
6.6 软岩工程 219
6.6.1 软岩的定义 219
6.6.2 软岩的工程特性 219
6.6.3 软岩的工程分类 220
6.6.4 软岩变形力学机制 221
6.6.5 软岩开挖工程支护非线性力学设计概念 223
【思考与练习题】 224

第7章　岩体边坡工程 225
7.1 概述 225
7.2 边坡岩体中的应力分布 226
7.2.1 应力分布特征 226
7.2.2 应力分布的影响因素 227
7.3 边坡岩体的变形与破坏 228
7.3.1 变形破坏的基本类型 228
7.3.2 变形破坏的影响因素 231
7.4 边坡岩体稳定性分析 232
7.4.1 边坡岩体稳定性分析步骤 232
7.4.2 边坡岩体稳定性分析方法 233
7.4.3 基于GIS的边坡三维极限平衡分析法 242
7.5 边坡岩体滑动速度计算及涌浪估计 248
7.5.1 边坡岩体滑动速度计算 248
7.5.2 库岸岩体滑动的涌浪估计 249
7.6 滑坡的监测与加固措施 250
7.6.1 监测 251
7.6.2 预测与预报 253
7.6.3 加固措施 255
【思考与练习题】 258

第8章　岩石地基工程 259
8.1 概述 259
8.2 岩石地基的变形和沉降 261
8.2.1 岩石地基中的应力分布 261
8.2.2 岩石地基的沉降 264
8.3 岩石地基的承载力 268
8.3.1 根据规范确定岩石地基承载力 268
8.3.2 采用岩基载荷试验确定承载力 269
8.3.3 按室内饱和单轴抗压强度计算承载力 270
8.3.4 由岩体强度确定岩石地基的极限承载力 270
8.3.5 由极限平衡理论确定岩石地基的极限承载力 271
8.3.6 较为完整的软弱岩石地基承载力 272
8.3.7 由理论公式确定岩石地基承载力 273
8.3.8 嵌固桩的岩石地基承载力 273
8.3.9 岩溶地基承载力 274
8.4 坝基岩体的稳定性 275
8.4.1 不同类型坝对工程地质的要求 275
8.4.2 坝基岩体承受的荷载分析 277
8.4.3 坝基岩体的破坏形式 278
8.4.4 坝基岩体抗滑稳定性 281
8.4.5 岩石地基的加固措施 285
【思考与练习题】 286

第9章　岩体力学研究新进展 287
9.1 概述 287
9.2 岩体力学中的分形理论 288
9.2.1 分形几何理论 288
9.2.2 分形理论在岩体力学中的应用 289
9.3 岩体力学中的数值分析 290
9.3.1 不连续变形分析法 291
9.3.2 其他数值分析方法 292
9.4 岩石损伤力学研究 295
9.4.1 岩石损伤力学主要内容 295
9.4.2 岩石损伤测量方法 297
9.4.3 岩石损伤力学的发展趋势 298
9.5 岩石断裂力学研究 299
9.5.1 岩石断裂力学主要内容 299
9.5.2 岩石断裂力学的发展趋势 300
9.6 岩体力学中的多场耦合分析 301
9.6.1 多场耦合过程 302
9.6.2 多场耦合模型 304
9.7 深部岩体力学研究 307
9.7.1 深部岩体力学特性 308
9.7.2 深部岩体工程施工设计特点 309
9.7.3 深部岩体力学的发展趋势 310
9.8 智能岩石力学研究 310
9.8.1 智能岩石力学特征 310
9.8.2 智能岩石力学主要内容 311
9.8.3 智能岩石力学的应用 312
9.8.4 智能岩石力学的发展趋势 317

参考文献 318