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1 绪论1

1.1 概述1

1.2 岩石力学的研究任务与内容2

1.2.1 岩石力学的研究任务2

1.2.2 岩体力学的研究内容2

1.3 岩石力学的研究方法3

1.4 岩石力学的产生及其发展4

思考题及习题5

2 岩石的基本物理力学性质6

2.1 概述6

2.2 岩石的基本物理性质6

2.2.1 岩石的密度指标6

2.2.2 岩石的孔隙性7

2.2.3 岩石的水理性质8

2.2.4 岩石的其他特性11

2.3 岩石的变形特性11

2.3.1 岩石在单向压缩应力作用下的变形特性11

2.3.2 岩石在三向压缩应力作用下的变形特性16

2.4 岩石的流变特性17

2.4.1 岩石的蠕变性质17

2.4.2 岩石的松弛性质18

2.4.3 岩石的长期强度19

2.4.4 岩石介质力学模型19

2.5 岩石的强度特性21

2.5.1 岩石的破坏形式22

2.5.2 岩石的单轴抗压强度22

2.5.3 岩石的抗拉强度22

2.5.4 岩石的抗剪强度24

2.6 岩石的破坏判据26

2.6.1 最大拉应变理论26

2.6.2 莫尔判据及莫尔-库仑判据27

2.6.3 格里菲斯判据及修正的格里菲斯判据29

思考题及习题30

3 岩体的基本力学性质32

3.1 岩石、岩体与岩体结构32

3.1.1 岩石与岩体区别32

3.1.2 岩体结构33

3.2 结构面的特征及类型35

3.2.1 结构面的成因类型35

3.2.2 结构面的规模与分级38

3.2.3 结构面的空间分布38

3.2.4 软弱结构面40

3.3 结构面的剪切强度特性40

3.3.1 结构面的抗剪强度40

3.3.2 结构面的抗摩擦强度41

3.4 结构面的力学效应42

3.4.1 单节理的力学效应42

3.4.2 多节理的力学效应44

3.5 岩体的力学特性44

3.5.1 岩体的变形特性44

3.5.2 岩体变形模量的测定45

3.5.3 岩体强度的测定46

3.5.4 准岩体强度47

3.5.5 岩体的强度特征47

3.6 工程岩体分类48

3.6.1 工程岩体分类的目的与原则48

3.6.2 工程岩体代表性分类简介49

3.6.3 岩体工程分类的发展趋势55

思考题及习题55

4 岩体的原岩应力状态57

4.1 概述57

4.2 岩体原岩应力场及其影响因素57

4.2.1 原岩应力的成因57

4.2.2 自重应力和构造应力59

4.3 岩体初始应力场的分布规律60

4.3.1 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场60

4.3.2 实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量61

4.3.3 水平应力普遍大于垂直应力61

4.3.4 平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小62

4.3.5 最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系62

4.3.6 两个水平主应力一般相差较大，显示出很强的方向性62

4.4 岩体初始应力的测量方法63

4.4.1 地应力测量的基本原理63

4.4.2 水压致裂法64

4.4.3 应力解除法66

4.4.4 应力恢复法68

4.4.5 声发射法69

4.5 高地应力地区主要岩体力学问题71

4.5.1 高地应力判别准则和高地应力现象71

4.5.2 岩爆及其防治措施73

思考题及习题75

5 岩石力学在硐室工程中的应用77

5.1 概述77

5.2 地下硐室围岩弹性区的次生应力77

5.2.1 圆形硐室的次生应力77

5.2.2 椭圆形硐室周边应力分布79

5.2.3 矩形硐室围岩应力分布80

5.2.4 硐室围岩的弹性位移81

5.3 地下硐室围岩塑性区的次生应力82

5.3.1 塑性区的特点82

5.3.2 圆形硐室塑性区应力（λ＝1）82

5.3.3 岩体变形状态及应力状态83

5.3.4 塑性区半径R84

5.3.5 不同λ条件下的塑性区85

5.3.6 圆形硐室塑性区的位移86

5.4 围岩压力88

5.4.1 围岩压力的基本概念88

5.4.2 地压的分类89

5.4.3 围岩与支架共同作用原理90

5.5 围岩压力计算92

5.5.1 变形围岩压力计算92

5.5.2 松动围岩压力计算92

5.6 喷锚支护98

5.6.1 喷射混凝土支护计算98

5.6.2 锚杆支护计算99

5.6.3 喷锚支护（喷锚网联合支护）计算103

思考题及习题106

6 岩石力学在地下采场中的应用109

6.1 概述109

6.1.1 采场地压的研究内容109

6.1.2 与采矿方法相关的地压问题109

6.1.3 采场地压的分析研究方法110

6.2 采场的极限跨度及矿柱尺寸113

6.2.1 采场极限跨度113

6.2.2 缓倾斜矿体中矿柱的尺寸114

6.2.3 倾斜矿柱的间柱及顶柱尺寸117

6.2.4 免压拱与屈服矿柱118

6.3 空场采矿法的地压显现规律及空区处理119

6.3.1 空场法的地压显现形式119

6.3.2 覆盖岩层的变形和破坏121

6.3.3 地表的变形和破坏122

6.3.4 采空区处理124

6.4 崩落法开采中的地压问题126

6.4.1 壁式采矿法的地压活动126

6.4.2 应用崩落法开采倾斜、急倾斜矿体地压活动127

6.5 充填体及其作用129

6.5.1 充填体对地压显现的作用129

6.5.2 充填体的稳定性130

6.6 采场地压控制及回采顺序131

6.6.1 采场地压控制方法综述131

6.6.2 合理回采顺序实例132

思考题及习题133

7 岩石力学在边坡工程中的应用135

7.1 赤平极射投影原理135

7.1.1 赤平极射投影原理135

7.1.2 投影网136

7.1.3 赤平投影的基本作图方法137

7.1.4 用赤平投影方法确定优势结构面139

7.2 边坡的变形和破坏141

7.2.1 边坡的变形和破坏的发展过程141

7.2.2 露天矿边坡的破坏类型142

7.3 影响露天矿边坡稳定性的因素143

7.3.1 岩石的组成143

7.3.2 岩体的结构特征144

7.3.3 水文地质条件144

7.3.4 爆破震动146

7.3.5 边坡的几何形状148

7.3.6 其他影响因素149

7.4 边坡稳定性的分析与计算149

7.4.1 概述149

7.4.2 边坡稳定性的初步评估150

7.4.3 平面形滑坡151

7.4.4 楔形滑坡153

7.4.5 圆弧形滑坡155

7.5 露天矿边坡的维护158

7.5.1 滑坡防治方法分类159

7.5.2 排水疏干160

7.5.3 人工加固160

7.5.4 边坡监测163

思考题及习题163

8 岩石力学在岩基工程中的应用165

8.1 概述165

8.2 岩基中的应力分布166

8.2.1 均质各向同性岩石地基166

8.2.2 双层岩石地基169

8.2.3 横观各向同性岩石地基169

8.3 岩基上基础的沉降170

8.3.1 浅基础的沉降170

8.3.2 深基础的沉降172

8.4 岩基的承载能力174

8.4.1 岩基破坏模式174

8.4.2 岩基承载力确定175

8.5 坝基岩体的抗滑稳定性178

8.5.1 坝基岩体承受的荷载分析179

8.5.2 坝基岩体的破坏模式180

8.5.3 坝基岩体抗滑稳定性计算181

8.6 岩基的加固措施184

8.6.1 岩基处理的要求184

8.6.2 岩基处理的方法185

思考题及习题185

参考文献186