岩体力学

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