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岩石力学(第2版)


作者:
主编:吴顺川 副主编:李利平、张晓平、夏志远
定价:
59.00 元
版面字数:
560.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
2
最新版次
印刷时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-067012-7
物料号:
67012-00
出版时间:
2026-08-21
读者对象:
高等教育
一级分类:
土建水利类
二级分类:
土木工程专业课
三级分类:
岩石力学

本书是“十四五”普通高等教育本科国家级规划教材之一。岩石力学是采矿、土木、水利、石油、交通、地质等工程领域的必修专业基础课,本教材在第1版的基础上,基于理论、实验、实践三者并重的理念,结合国家现行相关标准及新理论、新技术、新装备的进展修订而成。

本教材系统介绍了岩石力学与岩石工程的基本理论、试验方法、技术应用等知识。第1章绪论部分叙述了岩石力学的过去、现在和未来;第2~7章为岩石力学的基础知识内容,包括岩石工程地质环境、岩石物理力学性质、结构面与岩体力学性质、工程岩体分级、岩石强度理论与本构关系;第8~11章为岩石工程应用方面的内容,包括岩石地下工程、深部岩石工程、岩石地基工程和岩石边坡工程;第12章为拓展学习内容,主要讲解岩石力学分支学科及进展。

本书可作为各类岩石工程领域相关专业本科生教材,其拓展学习内容可作为研究生教材使用;亦可作为相关专业的高等学校教师、科研院所及工程设计与施工单位技术人员的参考用书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 1 绪论
        • 1.1 岩石力学学科发展简史
          • 1.1.1 学科起源
            • 1.1.2 发展阶段
            • 1.2 岩石力学研究内容与关键问题
              • 1.2.1 岩石的复杂性
                • 1.2.2 岩石力学的研究内容
                  • 1.2.3 岩石力学的核心问题
                    • 1.2.4 工程中的岩石力学问题
                    • 1.3 岩石力学主要研究方法
                      • 1.4 岩石工程与学科发展
                        • 1.4.1 工程实践促进学科发展
                          • 1.4.2 我国岩石工程的复杂性
                            • 1.4.3 我国岩石工程面临的挑战
                              • 1.4.4 岩石力学学科发展趋势
                              • 1.5 本书主要内容
                                • 习题与思考题
                                • 2 岩石工程地质环境
                                  • 2.1 岩石工程的特殊性
                                    • 2.2 影响岩体性质的地质要素
                                      • 2.2.1 完整岩块
                                        • 2.2.2 结构面
                                          • 2.2.3 地应力
                                            • 2.2.4 孔隙流体
                                              • 2.2.5 温度
                                              • 2.3 岩石的矿物成分与地质成因
                                                • 2.3.1 岩石的矿物成分与结构构造
                                                  • 2.3.2 岩石的地质成因
                                                    • *2.3.3 三大类岩石的野外鉴别
                                                    • 2.4 结构面成因与分类
                                                      • 2.4.1 结构面地质成因
                                                        • 2.4.2 结构面力学成因
                                                          • 2.4.3 结构面分级与岩体结构类型
                                                          • 2.5 地应力及其分布规律
                                                            • 2.5.1 地应力的基本构成
                                                              • 2.5.2 影响地应力场的因素
                                                                • 2.5.3 浅部地应力分布的一般规律
                                                                  • 2.5.4 地应力测量方法简介
                                                                    • 2.5.5 初始应力场的估算原则
                                                                    • 习题与思考题
                                                                    • 3 岩石物理力学性质
                                                                      • 3.1 岩石物理性质
                                                                        • 3.1.1 岩石密度与比重
                                                                          • 3.1.2 岩石的孔隙性
                                                                            • 3.1.3 岩石的水理性
                                                                              • *3.1.4 岩石的热学特性
                                                                              • 3.2 岩石强度特性
                                                                                • 3.2.1 岩石单轴抗压强度
                                                                                  • 3.2.2 岩石点荷载强度
                                                                                    • 3.2.3 岩石三轴抗压强度
                                                                                      • 3.2.4 岩石抗拉强度
                                                                                        • 3.2.5 岩石抗剪强度
                                                                                        • 3.3 岩石变形特性
                                                                                          • 3.3.1 岩石变形指标及其确定
                                                                                            • 3.3.2 单轴压缩条件下的变形特征
                                                                                              • 3.3.3 循环荷载作用下的变形特征
                                                                                                • 3.3.4 三轴压缩条件下的变形特征
                                                                                                  • 3.3.5 岩石的扩容
                                                                                                  • 3.4 岩石的流变
                                                                                                    • 3.5 影响岩石力学性质的因素
                                                                                                      • 3.5.1 矿物成分的影响
                                                                                                        • 3.5.2 岩石结构构造的影响
                                                                                                          • 3.5.3 水的影响
                                                                                                            • 3.5.4 温度的影响
                                                                                                              • 3.5.5 风化程度的影响
                                                                                                                • 3.5.6 围压与加载速率的影响
                                                                                                                • 习题与思考题
                                                                                                                • 4 结构面与岩体力学性质
                                                                                                                  • 4.1 结构面自然特征与参数采集
                                                                                                                    • 4.1.1 结构面的自然特征
                                                                                                                      • 4.1.2 结构面的参数采集
                                                                                                                      • 4.2 结构面力学性质
                                                                                                                        • 4.2.1 结构面法向变形
                                                                                                                          • 4.2.2 结构面切向变形
                                                                                                                            • 4.2.3 结构面抗剪强度
                                                                                                                              • 4.2.4 结构面剪切特性影响因素
                                                                                                                              • 4.3 岩体强度特性
                                                                                                                                • 4.3.1 岩体强度经验关系估算
                                                                                                                                  • 4.3.2 含结构面岩体强度解析
                                                                                                                                    • 4.3.3 岩体强度数值分析
                                                                                                                                      • 4.3.4 岩体强度原位测试
                                                                                                                                      • 4.4 岩体变形特性
                                                                                                                                        • 4.4.1 岩体变形曲线及特征
                                                                                                                                          • 4.4.2 岩体变形参数经验估算
                                                                                                                                            • 4.4.3 岩体变形参数原位测试
                                                                                                                                            • 4.5 岩体水力学性质
                                                                                                                                              • 4.5.1 渗流对岩体性质的影响
                                                                                                                                                • 4.5.2 岩体渗透系数测试
                                                                                                                                                • 习题与思考题
                                                                                                                                                • 5 工程岩体分级
                                                                                                                                                  • 5.1 岩体地质力学分级(RMR)
                                                                                                                                                    • 5.2 矿山岩体分级(MRMR)
                                                                                                                                                      • 5.3 巴顿岩体质量分级(Q)
                                                                                                                                                        • 5.3.1 Q分级系统
                                                                                                                                                          • 5.3.2 Q值与地下工程支护措施
                                                                                                                                                            • 5.3.3 Q系统在边坡工程中的应用
                                                                                                                                                            • 5.4 地质强度指标(GSI)
                                                                                                                                                              • 5.5 岩体基本质量指标(BQ)
                                                                                                                                                                • 5.6 边坡工程岩体质量评价
                                                                                                                                                                  • 5.6.1 边坡工程岩体分级(SMR)
                                                                                                                                                                    • 5.6.2 中国边坡工程岩体分级(CSMR)
                                                                                                                                                                    • 5.7 工程岩体分级系统的关联
                                                                                                                                                                      • 5.8 工程岩体分级方法的发展趋势
                                                                                                                                                                        • 习题与思考题
                                                                                                                                                                        • 6 岩石强度理论
                                                                                                                                                                          • 6.1 岩石材料与金属材料的差异
                                                                                                                                                                            • 6.2 岩石强度理论发展历程
                                                                                                                                                                              • 6.2.1 经典岩石强度理论
                                                                                                                                                                                • 6.2.2 经验岩石强度理论
                                                                                                                                                                                • 6.3 岩石强度理论的基本概念
                                                                                                                                                                                  • 6.3.1 应力不变量
                                                                                                                                                                                    • 6.3.2 应变不变量
                                                                                                                                                                                      • 6.3.3 主应力空间与偏平面
                                                                                                                                                                                        • 6.3.4 屈服与破坏
                                                                                                                                                                                        • 6.4 屈瑞斯卡准则
                                                                                                                                                                                          • 6.5 米赛斯准则
                                                                                                                                                                                            • 6.6 莫尔-库仑强度准则
                                                                                                                                                                                              • 6.6.1 库仑准则
                                                                                                                                                                                                • 6.6.2 莫尔强度理论
                                                                                                                                                                                                • 6.7 德鲁克-普拉格准则
                                                                                                                                                                                                  • 6.8 松岗元-中井照夫准则
                                                                                                                                                                                                    • 6.9 格里菲斯理论
                                                                                                                                                                                                      • 6.10 统一强度理论
                                                                                                                                                                                                        • *6.11 摩擦材料广义非线性强度准则
                                                                                                                                                                                                          • 6.12 三维霍克-布朗强度准则
                                                                                                                                                                                                            • 6.12.1 双参数偏平面函数
                                                                                                                                                                                                              • 6.12.2 修正三维霍克-布朗强度准则
                                                                                                                                                                                                              • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                              • 7 岩石本构关系
                                                                                                                                                                                                                • 7.1 平衡方程和几何方程
                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.1 平衡方程
                                                                                                                                                                                                                    • 7.1.2 几何方程
                                                                                                                                                                                                                      • 7.1.3 边界条件
                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 岩石弹性本构关系
                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.1 各向同性线弹性本构关系
                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.2 各向异性线弹性本构关系
                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.3 各向同性非线弹性本构关系
                                                                                                                                                                                                                            • 7.3 岩石塑性本构关系
                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.1 屈服条件
                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.2 加卸载准则与硬化规律
                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.3 全量型本构关系
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3.4 增量型本构关系
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.5 塑性势及流动法则
                                                                                                                                                                                                                                        • *7.3.6 结构面的弹塑性本构关系
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4 岩石流变本构关系
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.1 基本元件的力学模型及本构方程
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.2 组合元件的力学模型及本构方程
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4.3 流变力学模型识别
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.4 岩石长期强度
                                                                                                                                                                                                                                                • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                • 8 岩石地下工程
                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1 围岩二次应力状态分析
                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.1 围岩二次应力状态的弹性分布
                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1.2 围岩二次应力状态的弹塑性分布
                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1.3 地下工程围岩稳定性判别
                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2 围岩压力计算
                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.1 围岩压力的分类
                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.2 塑性形变压力
                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.3 松动压力
                                                                                                                                                                                                                                                                • *8.2.4 竖井围岩压力计算
                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3 地下结构设计方法
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.1 结构力学方法
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.2 收敛-约束法
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4 地下工程施工理念与方法
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.1 新奥法
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.2 新意法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.3 挪威法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.5 地下硐室主要支护与加固技术
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5.1 锚杆(锚索)
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.5.2 喷射混凝土
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.5.3 拱架
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5.4 现浇混凝土
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.5 超前支护
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9 深部岩石工程
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1 岩体开挖力学响应与影响要素
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2 深部岩体工程的赋存环境与力学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.1 深部“三高”环境
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.2 深部岩体力学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 高地应力硬岩岩爆
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.1 岩爆的定义及分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.2 板裂破坏强度准则及剧烈程度判定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.3 岩爆倾向性分析与岩爆等级划分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.3.4 岩爆现场监测预警
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.3.5 岩爆控制技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4 高地应力软岩大变形
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4.1 软岩的定义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.4.2 高地应力条件下软岩大变形等级划分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.4.3 高地应力条件下软岩大变形控制方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4.4 大变形特殊支护结构及让压支护体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5 高地温与岩体力学性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.5.1 高温对岩石物理力学性质的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5.2 高地温对岩体工程的影响及应对措施
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10 岩石地基工程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.1 岩石地基与基础结构形式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.1.1 岩石地基
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.1.2 基础结构形式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.1.3 岩基上的荷载
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • *10.2 岩石地基中的应力分布
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3 岩石地基的沉降变形
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3.1 弹性半空间表面作用竖向集中力的位移解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3.2 岩基上浅基础的沉降
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.3 嵌岩桩基础的沉降
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4 岩石地基的承载力
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.1 岩基承载的破坏形式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.4.2 岩基极限承载力计算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.4.3 岩基承载力的确定方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.4.4 特殊条件下的岩基承载力
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.5 岩石地基(坝基)的稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.5.1 岩基的稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.5.2 坝基的失稳模式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.5.3 坝基的抗滑稳定性计算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11 岩石边坡工程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.1 边坡与灾害
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.1.1 边坡变形破坏的演化阶段
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.1.2 边坡破坏特征与分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.1.3 边坡灾害的后果
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.2 边坡稳定性影响因素
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.2.1 岩土体性质与地质结构的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2.2 水的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.3 振动的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.3 岩石边坡工程的行业特征及设计要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.3.1 岩石边坡工程的行业特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3.2 岩石边坡的设计要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.4 边坡稳定性评价指标与设计标准
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.4.1 边坡稳定性评价指标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.4.2 设计安全系数的选用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5 边坡稳定性分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.1 定性分析图解法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.2 结构面控制型边坡失稳模式与分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.5.3 二维极限平衡条分法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.5.4 三维极限平衡条分法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5.5 稳定性分析方法的选用原则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.6 边坡防护与加固
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.6.1 边坡灾害防治原则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.6.2 边坡灾害防治措施
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.7 边坡稳定性监测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12 岩石力学分支学科及进展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.1 岩石损伤力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.1.1 损伤变量与损伤判据
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.1.2 岩石损伤本构模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.1.3 损伤力学试验与数值模拟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.1.4 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.2 岩石断裂力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.2.1 断裂韧度与断裂判据
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.2.2 断裂过程区与尺寸效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.2.3 多场耦合与加载率效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.2.4 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.3 岩石动力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.3.1 岩石动力学基本特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.3.2 深部岩石动态力学响应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.3.3 动力学本构关系和动态破坏(强度)准则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.3.4 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.4 岩体多场耦合
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.4.1 多场耦合机理与本构关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.4.2 多场耦合模型与分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.4.3 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.5 岩体力学参数不确定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.5.1 岩体力学参数固有不确定性成因
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.5.2 岩体力学参数不确定性统计学分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.5.3 岩体力学参数不确定性概率分布推断方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.5.4 岩体力学参数随机场离散与模拟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.5.5 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.6 机器学习在岩石力学中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.6.1 岩石力学性质预测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.6.2 岩体工程稳定性分析——以边坡工程为例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.6.3 岩体动力灾害预测——以岩爆灾害为例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.6.4 岩体工程施工参数优化——以TBM掘进为例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.6.5 展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 习题与思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 主要参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 后记

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            相关图书