全書分十章,包括:緒論,巖塊和本的地質(zhì)特征,巖石的物理、水理及熱學性質(zhì),巖塊的變形與強度性質(zhì),結(jié)構(gòu)面的變形與強度性質(zhì),巖體的力學性質(zhì),巖體中的天然應力,地下洞室、邊坡及地基巖體穩(wěn)定性分析。
本書是作者在年教學經(jīng)驗基礎上,博采近年來國內(nèi)外同類教材之所長,同時反映了本學科*新研究成果,較系統(tǒng)全面地介紹了巖體力學基本理論、基本知識及其在工程上應用。全書體系合理,內(nèi)容充實、新穎,實用必強,敘述清楚,深入淺出。
本書可作為巖土工程、地質(zhì)工程、工業(yè)民用建筑、地下建筑及環(huán)境工程專業(yè)本科生教材,亦可供高等院校有關(guān)專業(yè)師生及人事相關(guān)工作的科技人員參考。
《巖體力學》可作為地質(zhì)工程及土木工程、環(huán)境工程、水利水電工程等專業(yè)的本科教材,也可供地質(zhì)、道路橋梁、隧道、礦山、水利水電等領域的技術(shù)人員參考。
《巖體力學》作為地質(zhì)工程及土木工程(巖土、地下建筑)專業(yè)的專業(yè)基礎課,同時也是環(huán)境工程、水利水電工程等應用地質(zhì)學專業(yè)的重要必修課。本教材按50學時授課內(nèi)容編寫,全書分10章。主要介紹巖塊、結(jié)構(gòu)面與巖體的基本地質(zhì)特征及物理、力學性質(zhì)和巖體天然應力等基本理論及其在地下工程、邊坡工程及地基工程中的應用。
中國地質(zhì)大學的巖體力學課程最早開設于20世紀60年代末,是我國最早開設該課程的高等院校。經(jīng)過幾代人的共同努力,我校巖體力學學科體系從無到有,不斷發(fā)展、完善,探索出了一套適合地礦專業(yè)的本科生所需知識結(jié)構(gòu)的教學經(jīng)驗,在全國同行業(yè)中一直占有重要地位。本教材是作者在30多年教學、科研積累的基礎上,總結(jié)自己多年教學經(jīng)驗編寫而成的,集中體現(xiàn)了我校巖體力學教學小組的集體智慧。
為適應本科生的知識結(jié)構(gòu)及專業(yè)的特點,本教材編寫遵循以下原則:①巖體作為力學介質(zhì)或材料研究時,與其他力學介質(zhì)的根本區(qū)別在于,巖體是一種多裂隙、非均質(zhì)、各向異性、非連續(xù)的三相介質(zhì),并賦存于一定的地質(zhì)環(huán)境(天然應力、地溫及地下水等)中,因而,可將巖體視為巖塊和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡組成的地質(zhì)體,因此,在本課程教學中,應力圖使學生建立巖體的基本概念,并貫徹始終;②注重培養(yǎng)學生分析思維和解決巖體力學問題的能力,即按體現(xiàn)工程地質(zhì)模型—物理、力學模型—計算模型—巖體力學問題求解和評價的基本思路組織教材內(nèi)容;③跟蹤巖體力學新動向,適當介紹巖體力學的最新研究成果,幫助學生了解本學科的發(fā)展前沿;④結(jié)合國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程和標準組織教材內(nèi)容,同時努力結(jié)合工程實踐,編入適量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和實用方法;⑤本課程以課堂講授為主,輔以實驗、實習等教學環(huán)節(jié),因此,本課程還安排5~6次實驗及3~4次課外習題,編有實驗指導書,與之相配套,在各章節(jié)后還附有習題和思考題,供學生復習使用。通過本課程的學習,要求學生全面掌握巖塊、結(jié)構(gòu)面、巖體等基本概念,性質(zhì)指標及其測試方法,掌握工程巖體重分布應力特征、計算方法及工程巖體穩(wěn)定性分析方法,培養(yǎng)學生分析問題的能力,初步具備解決巖體力學實際問題的能力,為今后從事生產(chǎn)實際工作和科學研究打好基礎。
緒論
0.1 巖體力學與工程實踐
0.2 巖體力學的研究內(nèi)容和研究方法
0.2.1 研究內(nèi)容
0.2.2 研究方法
0.3 巖體力學發(fā)展的概況與動態(tài)
0.4 本書的主要內(nèi)容與學習方法
思考題與習題
第1章 巖體地質(zhì)與結(jié)構(gòu)特征
1.1 概述
1.2 巖塊及其特征
1.2.1 巖塊的物質(zhì)組成
1.2.2 巖塊的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造
1.2.3 巖塊的風化程度
1.3 結(jié)構(gòu)面特征
1.3.1 結(jié)構(gòu)面的成因類型
1.3.2 結(jié)構(gòu)面的規(guī)模與分級
1.3.3 結(jié)構(gòu)面特征及其對巖體性質(zhì)的影響
1.3.4 軟弱結(jié)構(gòu)面
1.4 巖體結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)控制論
1.4.1 巖體組成與特征
1.4.2 巖體的結(jié)構(gòu)特征
1.4.3 巖體結(jié)構(gòu)控制論
1.4.4 巖體類型與巖體特征
1.5 結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計分析
1.5.1 結(jié)構(gòu)面的采樣
1.5.2 結(jié)構(gòu)面分布的概率分析
1.6 結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡模擬
1.6.1 Monte Carlo隨機模擬方法
1.6.2 結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡模擬
思考題與習題
第2章 巖塊的物理力學性質(zhì)
2.1 概述
2.2 巖石的物理性質(zhì)
2.2.1 巖石的密度
2.2.2 巖石的空隙性
2.3 巖石的水理性質(zhì)
2.3.1 巖石的吸水性
2.3.2 巖石的軟化性
2.3.3 巖石的抗凍性
2.3.4 巖石的透水性
2.3.5 巖石的膨脹性
2.3.6 巖石的崩解性
2.4 巖石的熱學性質(zhì)
2.4.1 巖石的比熱容
2.4.2 巖石的熱導率
2.4.3 巖石的熱膨脹系數(shù)
2.4.4 溫度對巖石特性的影響
2.5 巖塊的變形性質(zhì)
2.5.1 單軸壓縮條件下的巖塊變形性質(zhì)
2.5.2 三軸壓縮條件下的巖塊變形性質(zhì)
2.5.3 巖塊的蠕變性質(zhì)
2.6 巖塊的強度性質(zhì)
2.6.1 單軸抗壓強度
2.6.2 三軸壓縮強度
2.6.3 單軸抗拉強度
2.6.4 剪切強度
思考題與習題
第3章 結(jié)構(gòu)面的變形與強度性質(zhì)
3.1 概述
3.2 結(jié)構(gòu)面的變形性質(zhì)
3.2.1 結(jié)構(gòu)面的法向變形性質(zhì)
3.2.2 結(jié)構(gòu)面的剪切變形性質(zhì)
3.3 結(jié)構(gòu)面的強度性質(zhì)
3.3.1 平直無填充的結(jié)構(gòu)面
3.3.2 粗糙起伏無填充的結(jié)構(gòu)面
3.3.3 非貫通斷續(xù)的結(jié)構(gòu)面
3.3.4 具有填充物的軟弱結(jié)構(gòu)面
3.3.5 結(jié)構(gòu)面抗剪強度參數(shù)確定
思考題與習題
第4章 巖體力學性質(zhì)
4.1 概述
4.2 巖體的變形性質(zhì)
4.2.1 巖體變形試驗及變形參數(shù)確定
4.2.2 巖體變形參數(shù)估算
4.2.3 巖體變形曲線類型及其特征
4.2.4 影響巖體變形性質(zhì)的因素
4.3 巖體的強度性質(zhì)
4.3.1 巖體的剪切強度
4.3.2 裂隙巖體的壓縮強度
4.3.3 裂隙巖體強度的經(jīng)驗估算
4.4 巖體的動力學性質(zhì)
4.4.1 巖體中彈性波的傳播規(guī)律
4.4.2 巖體中彈性波速度的測定
4.4.3 巖體的動力變形與強度參數(shù)
4.5 巖體的水力學性質(zhì)
4.5.1 單個結(jié)構(gòu)面的水力特征
4.5.2 裂隙巖體的水力特征
4.5.3 應力對巖體滲透性能的影響
4.5.4 滲流對巖體的作用
思考題與習題
第5章 工程巖體分類
5.1 概述
5.2 工程巖體分類
5.2.1 巖塊的工程分類
5.2.2 巖體的工程分類
5.3 我國的工程巖體分類標準
5.3.1 巖體質(zhì)量分級
5.3.2 隧道圍巖分類
5.4 工程巖體分類的具體應用
思考題與習題
第6章 巖體天然應力
6.1 概述
6.1.1 天然應力的研究歷史及意義
6.1.2 天然應力的成因
6.2 巖體中天然應力的分布規(guī)律
6.3 巖體天然應力測量
6.3.1 應力恢復法
6.3.2 套心法
6.3.3 水壓致裂法
6.4 巖體中天然應力的估算
6.4.1 垂直天然應力估算
6.4.2 水平天然應力估算
6.5 巖體天然應力場的回歸分析
6.5.1 計算模型的建立
6.5.2 天然應力場的回歸分析
6.6 高地應力的若干特征
思考題與習題
第7章 巖體本構(gòu)關(guān)系與強度理論
7.1 概述
7.2 巖石的本構(gòu)關(guān)系
7.2.1 巖石力學中的符號規(guī)定
7.2.2 巖石彈性本構(gòu)關(guān)系
7.2.3 巖石塑性本構(gòu)關(guān)系
7.2.4 巖石流變理論
7.3 巖石強度理論
7.3.1 庫侖強度準則
7.3.2 莫爾強度理論
7.3.3 格里菲斯強度理論
7.3.4 Griffith強度準則的三維推廣
7.3.5 德魯克普拉格準則
7.4 巖體變形及本構(gòu)關(guān)系
7.4.1 巖體變形
7.4.2 巖體變形機制與本構(gòu)關(guān)系
7.4.3 典型巖體變形的本構(gòu)規(guī)律
7.5 巖體破壞機制及破壞判據(jù)
7.5.1 巖體破壞機制
7.5.2 張破壞判據(jù)
7.5.3 剪破壞判據(jù)
7.5.4 沿結(jié)構(gòu)面滑動的判據(jù)
7.5.5 結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動破壞判據(jù)
7.5.6 傾倒破壞判據(jù)
7.5.7 潰屈破壞判據(jù)
7.5.8 彎折破壞判據(jù)
思考題與習題
第8章 邊坡巖體穩(wěn)定性分析
8.1 概述
8.2 邊坡巖體中的應力分布特征
8.2.1 應力分布特征
8.2.2 影響邊坡應力分布的因素
8.3 邊坡巖體的變形與破壞
8.3.1 邊坡巖體變形破壞的基本類型
8.3.2 影響巖體邊坡變形破壞的因素
8.4 邊坡巖體穩(wěn)定性分析的步驟
8.4.1 幾何邊界條件分析
8.4.2 受力條件分析
8.4.3 確定計算參數(shù)
8.4.4 穩(wěn)定性系數(shù)的計算和穩(wěn)定性評價
8.5 邊坡巖體穩(wěn)定性計算
8.5.1 平面滑動
8.5.2 楔形體滑動
8.6 邊坡巖體滑動速度計算及涌浪估計
8.6.1 邊坡巖體滑動速度計算
8.6.2 庫岸巖體滑動的涌浪估計
思考題與習題
第9章 地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析
9.1 概述
9.2 圍巖重分布應力計算
9.2.1 無壓洞室圍巖重分布應力計算
9.2.2 有壓洞室圍巖重分布應力計算
9.3 圍巖的變形與破壞
9.3.1 各類結(jié)構(gòu)圍巖的變形破壞特點
9.3.2 圍巖位移計算
9.3.3 圍巖破壞區(qū)范圍的確定方法
9.4 圍巖壓力計算
9.4.1 基本概念
9.4.2 圍巖壓力計算
9.5 圍巖抗力與極限承載力
9.5.1 圍巖抗力系數(shù)及其確定
9.5.2 圍巖極限承載力的確定
思考題與習題
第10章 地基巖體穩(wěn)定性分析
10.1 概述
10.2 地基巖體中的應力分布特征
10.2.1 各向同性、均質(zhì)、彈性地基巖體中的附加應力
10.2.2 層狀地基巖體中的附加應力
10.3 地基巖體的承載力
10.3.1 基本概念
10.3.2 地基巖體承載力的確定
10.3.3 地基巖體基礎沉降的確定
10.4 壩基巖體抗滑穩(wěn)定性分析
10.4.1 壩基承受的載荷
10.4.2 壩基的破壞模式和邊界條件
10.4.3 壩基抗滑穩(wěn)定性計算
10.5 壩肩巖體抗滑穩(wěn)定性分析
10.5.1 影響拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定性的因素
10.5.2 拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定性的計算
思考題與習題
參考文獻