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第一章 绪论1

1.1 岩体力学与工程实践1

1.2 岩体力学研究历史回顾2

1.2.1 连续介质岩石力学阶段2

1.2.2 裂隙岩体力学阶段2

1.2.3 岩体结构力学阶段3

1.2.4 地质工程岩体力学阶段3

1.3 岩体力学研究未来动向4

1.4 岩体力学研究内容5

1.4.1 岩体地质属性5

1.4.2 连续介质岩石材料变形特征6

1.4.3 岩体变形及强度理论6

1.4.4 岩体力学在工程中应用6

1.4.5 地应力研究在岩体工程中实践和应用7

1.4.6 关于岩体力学的工程地质研究7

1.4.7 岩石或岩体试验研究7

1.4.8 岩体力学研究中的数值方法7

1.5 岩体力学研究方法7

1.5.1 地质研究8

1.5.2 试验与测试8

1.5.3 力学分析8

1.5.4 综合探讨8

1.6 岩体力学与其他学科关系9

第二章 岩石物理性质11

2.1 岩石基本物理性质指标11

2.1.1 容重11

2.1.2 密度11

2.1.3 比重12

2.1.4 空隙率12

2.1.5 空隙指数13

2.1.6 吸水率、饱水率及饱水系数14

2.1.7 抗冻系数及质量损失率15

2.2 岩石水理性17

2.2.1 渗透性17

2.2.2 膨胀性及崩解性19

2.2.3 软化性20

2.3 岩石热理性20

2.3.1 体胀系数及线胀系数20

2.3.2 热导率21

2.3.3 地温梯度21

2.3.4 热流密度21

2.4 岩石导电性及磁性22

2.4.1 导电性22

2.4.2 磁性23

第三章 岩体形成24

3.1 岩体形成建造过程24

3.2 岩体形成改造过程24

3.3 岩体赋存环境条件26

3.3.1 地应力26

3.3.2 地下水35

3.3.3 地热42

第四章 岩体结构45

4.1 结构面45

4.1.1 结构面成因类型45

4.1.2 软弱夹层46

4.1.3 层间滑动面及其成因机制47

4.1.4 结构面等级划分47

4.1.5 结构面统计分析49

4.2 结构体52

4.3 岩体结构类型56

4.3.1 整体块状结构56

4.3.2 层状结构56

4.3.3 碎裂结构57

4.3.4 散体结构57

4.4 岩体地质模型57

4.4.1 水平层状岩体58

4.4.2 倾斜层状岩体58

4.4.3 直立层状岩体58

4.4.4 弯曲层状岩体58

4.4.5 完整岩体59

4.4.6 块状岩体59

4.4.7 碎裂岩体59

4.4.8 岩溶岩体59

4.4.9 糜棱状岩体59

第五章 岩石变形特性60

5.1 岩石变形性质及破坏形式60

5.1.1 岩石变形性质60

5.1.2 岩石破坏形式62

5.2 岩石抗压强度63

5.3 岩石抗拉强度65

5.4 岩石抗剪强度67

5.4.1 抗剪断强度68

5.4.2 抗剪强度68

5.4.3 抗切强度68

5.5 岩石在单轴压力作用下变形特征69

5.5.1 变形阶段及特征应力69

5.5.2 变形曲线基本型式、变形机制及变形模量71

5.5.3 加荷条件对岩石变形及强度影响75

5.6 岩石在单轴拉力作用下的变形特征78

5.7 岩石在三轴应力作用下变形及强度81

5.7.1 岩石在三轴等围压条件下变形及强度81

5.7.2 岩石在三轴不等应力条件下变形及强度83

5.7.3 应力途径对岩石变形及强度影响84

5.7.4 度对岩石变形及强度影响85

5.8 岩石变形时间效应85

5.8.1 岩石蠕变及流动87

5.8.2 岩石长期强度91

5.8.3 岩石流变模型93

第六章 岩体变形及强度107

6.1 岩体破坏形式107

6.2 岩体变形特征109

6.2.1 岩体变形曲线及变形指标109

6.2.2 岩体变形曲线类型及成因解释111

6.2.3 岩体变形结构效应115

6.2.4 岩体变形时间效应及变形本构方程124

6.3 结构面力学性质131

6.3.1 结构面力学性质基本特点131

6.3.2 平直光滑无充填物硬性结构面力学性质134

6.3.3 起伏粗糙无充填物硬性结构面力学性质134

6.3.4 断续结构面力学性质138

6.3.5 具有充填物软弱结构面力学性质139

6.3.6 结构面粘滑振荡141

6.4 岩体强度142

6.4.1 均质岩体强度143

6.4.2 非均质岩体强度144

6.4.3 结构面产状强度效应148

6.4.4 结构面密度强度效应154

6.4.5 试件尺寸强度效应155

6.4.6 环境围压力强度效应156

6.4.7 孔隙水压力强度效应159

6.5 岩体力学性质综合分析162

6.6 岩体工程分类164

6.6.1 岩石材料工程分类164

6.6.2 岩体工程分类方案166

第七章 岩体强度理论169

7.1 最大正应力强度理论169

7.2 最大正应变强度理论169

7.3 最大剪应力强度理论170

7.4 剪应变能强度理论171

7.4.1 三向应力状态下形变能171

7.4.2 单向受力条件下形变能172

7.4.3 强度条件172

7.5 八面体应力强度理论173

7.5.1 八面体剪应力173

7.5.2 强度条件174

7.5.3 强度条件几何意义175

7.6 莫尔强度理论176

7.6.1 莫尔应力圆177

7.6.2 莫尔强度准则178

7.7 格里菲斯强度理论181

7.7.1 裂隙扩展能量准则181

7.7.2 裂隙扩展应力准则182

7.7.3 修正的格里菲斯强度理论187

7.8 霍克-布朗岩石破坏经验判据189

7.9 伦特堡岩石破坏经验判据190

7.10 库伦-纳维叶岩石破坏经验准则191

习题193

第八章 地下硐室围岩力学计算及稳定性分析195

8.1 岩体中初始地应力状态195

8.1.1 自重应力195

8.1.2 构造应力198

8.1.3 初始地应力分布规律198

8.2 弹性岩体中水平圆形硐室围岩应力计算202

8.2.1 三种初始地应力状态202

8.2.2 静水压力式初始地应力条件下围岩应力计算203

8.2.3 非均匀分布初始地应力条件下围岩应力计算205

8.3 弹性岩体中水平椭圆形硐室围岩应力计算208

8.4 弹性岩体中水平矩形硐室围岩应力分布210

8.5 弹性岩体中水平复式硐室围岩应力计算212

8.6 粘弹性岩体中水平圆形硐室围岩应力计算及变形特征214

8.7 有压隧硐围岩应力计算及稳定性分析220

8.7.1 隧硐围岩及衬砌应力计算221

8.7.2 围岩弹性抗力系数意义及其应用225

8.7.3 围岩渗水条件下应力计算228

8.7.4 隧硐围岩蠕变计算233

8.7.5 隧硐围岩最小覆盖层厚度及稳定性分析235

8.7.6 斜坡岩体中有压隧硐稳定性分析247

8.8 竖井围岩应力计算249

8.9 地下硐室围岩压力成因及影响因素253

8.9.1 围岩压力成因253

8.9.2 围岩压力影响因素255

8.10 地下硐室围岩压力及稳定性验算258

8.10.1 完整而竖硬围岩压力及稳定性验算258

8.10.2 水平层状围岩压力及稳定性验算259

8.10.3 倾料层状围岩压力及稳定性验算262

8.11 弹塑性理论计算围岩压力267

8.11.1 围岩塑性变形区应力分析267

8.11.2 芬纳公式270

8.11.3 卡柯公式276

8.12 压力拱理论计算围岩压力279

8.12.1 拱形及拱高279

8.12.2 硐顶围岩压力281

8.12.3 侧壁围岩压力282

8.12.4 硐底围岩压力283

8.12.5 压力拱承载力验算286

8.12.6 压力拱理论评述288

8.13 太沙基理论计算围岩压力289

8.14 刚体平衡理论计算围岩压力291

8.15 应力传递原理计算浅埋硐室围岩压力296

8.16 粘弹性岩体强度时间效应298

8.16.1 硐室围岩为线弹性体时强度特征300

8.16.2 硐室围岩为粘弹性体时强度特征301

8.16.3 围岩为粘弹性体时硐壁位移计算式子302

习题303

第九章 斜坡危岩体稳定性分析306

9.1 斜坡岩体中地应力特征306

9.2 斜坡岩体变形及破坏类型308

9.2.1 岩体变形形式308

9.2.2 岩体破坏类型308

9.3 平面问题斜坡危岩体稳定性分析311

9.3.1 单一滑动面稳定性分析312

9.3.2 双平面滑动稳定性分析318

9.3.3 多结构面滑动稳定性分析325

9.3.4 斜坡危岩体稳定性简易验算327

9.4 空间问题斜坡危岩体稳定性分析331

习题335

第十章 坝基岩体应力计算及稳定性分析337

10.1 坝基岩体中附加应力分布基本规律337

10.1.1 竖向分布三角形荷载337

10.1.2 水平分布三角形荷载338

10.1.3 附加应力系数曲线338

10.2 坝基岩体承载力验算341

10.2.1 倾斜荷载条件下承载力验算342

10.2.2 竖向荷载条件下承载力验算344

10.2.3 经验方法估算承载力345

10.3 坝基岩体抗滑稳定性分析345

10.3.1 表层滑动稳定性分析345

10.3.2 深层滑动稳定性分析348

10.3.3 混合滑动稳定性分析353

10.4 拱坝坝肩岩体抗滑稳定性分析355

10.4.1 坝肩岩体受力分析355

10.4.2 坝肩岩体中存在竖向及水平软弱结构面抗滑稳定性分析356

10.4.3 坝肩岩体中存在倾斜软弱结构面抗滑稳定性分析358

10.4.4 拱梁法分析坝肩岩体抗滑稳定性360

习题362

参考文献364