岩体力学

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序 3

前言 4

目录 5

绪论 8

第一章岩石的力学特性 12

1. 1 岩石的静力学特性 12

1 . 1 . 1 岩石在单轴压拉条件下的力学特性 12

1 . 1 . 2 岩石在剪切荷载条件下的力学特性 22

1 . 1 . 3 岩石在三轴压缩条件下的力学特性 24

1. 2 岩石的流变特性 28

1 . 2 . 1 岩石的蠕变曲线及其特征 28

1 . 2 . 2 岩石蠕变试验的加载方法 29

1 . 2 . 3 岩石的本构模型 30

1. 3 影响岩石力学性质的因素 37

1 . 3 . 1 矿物成分对岩石力学性质的影响 37

1 . 3 . 2 岩石的结构构造对岩石力学性质的影响 38

1 . 3 . 3 水对岩石力学性能的影响 41

1 . 3 . 4 温度对岩石力学性能的影响 46

1. 4 岩石的破坏判据 47

1 . 4 . 1 最大拉应变判据 47

1 . 4 . 2 莫尔判据及莫尔- 库仑判据 47

1 . 4 . 3 格里菲斯判据及修正的格里菲斯判据 51

第二章岩体的力学特性 55

2. 1 岩体中的结构面和结构体的特征 55

2 . 1 . 1 结构面的特征 55

2 . 1 . 2 结构体的特征 57

2. 2 岩体的静力学特性 58

2 . 2 . 1 不连续面在剪切荷载作用下的力学特性 58

2 . 2 . 2 岩体破坏机理 65

2 . 2 . 3 岩体破坏判据及岩体强度和变形参数的估算 67

2 . 2 . 4 原位岩体变形参数与强度测定 75

2. 3 岩体的动力学特性 78

2 . 3 . 1 弹性波在岩体中的传播特性 78

2 . 3 . 2 弹性波探测技术 84

2 . 3 . 3 声发射技术 90

2. 4 岩体的水力学特性 95

2 . 4 . 1 岩体的水文地质结构 96

2 . 4 . 2 岩体中的渗流 98

2. 5 岩体的热力学特性 101

第三章岩体综合调查及岩体分类 107

3. 1 岩体综合调查方法 107

3 . 1 . 1 钻孔取心调查 107

3 . 1 . 2 沿暴露面调查 108

3 . 1 . 3 结构面的空间分布规律 113

3 . 1 . 4 结构面间距的统计规律 116

3. 2 岩体结构分类 118

3. 3 岩体工程分类 119

3 . 3 . 1 岩体工程分类的参考因素 120

3 . 3 . 2 蒂尔的岩石质量指标分类 121

3 . 3 . 3 宾尼奥夫斯基的节理岩体地质力学分 121

3 . 3 . 4 巴顿等人的岩体分类 123

第四章岩体初始应力 128

4. 1 岩体自重应力 128

4. 2 岩体构造应力 130

4 . 2 . 1 构造应力场的概念 130

4 . 2 . 2 构造运动的起因 131

4 . 2 . 3 构造应力场分析 134

4. 3 岩体初始应力测定 139

4 . 3 . 1 应力解除法 139

4 . 3 . 2 水压致裂法 144

4. 4 岩体初始应力分布状态 146

第五章岩石边坡 150

5. 1 潜在边坡问题的评价 150

5 . 1 . 1 边坡破坏的基本类型 150

5 . 1 . 2 边坡岩体结构图的编制 150

5. 2 平面破坏分析 158

5 . 2 . 1 平面破坏的条件 158

5 . 2 . 2 平面破坏的分析方法 158

5. 3 楔体破坏分析 162

5 . 3 . 1 只考虑摩擦力的楔体破坏分析 162

5 . 3 . 2 同时考虑摩擦力、粘结力和水压力的楔体破坏分析 164

5 . 3 . 3 楔体破坏的一般分析法 166

5. 4 边坡监测与预报 177

5. 5 边坡维护 180

第六章地下坑硐 187

6. 1 地下坑道 187

6 . 1 . 1 坑道围岩与衬砌的应力分布 187

6 . 1 . 2 坑道围岩稳定性分析与压力计算 195

6 . 1 . 3 坑道支护及监测技术 212

6. 2 竖井 229

6 . 2 . 1 竖井围岩应力分布 229

6 . 2 . 2 竖井围岩稳定性评价 230

6 . 2 . 3 竖井井壁压力计算 234

第七章岩基 240

7. 1 垂直荷载作用下的岩基 240

7 . 1 . 1 岩基中的应力分布 240

7 . 1 . 2 岩基的沉降 242

7 . 1 . 3 岩基的承载力 244

7. 2 倾斜荷载作用下的岩基 246

7 . 2 . 1 岩基中的应力分布 246

7 . 2 . 2 岩基承载力 251

附录Ⅰ 岩体结构单元的赤平极射投影和实体比例投影 255

附录Ⅱ 轴对称情况下圆形坑道围岩稳定性与压力计算的弹塑性分析 275

参考文献 283