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工程岩体力学

【来源:出版社 | 发布日期:2018-10-09 】 【选择字号:

书名:工程岩体力学

作者:刘高 编著

书号:ISBN 978-7-311-05382-6

定价:72.50元

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内容简介
  本书共分12章,以岩体组成要素(岩石、岩体结构、赋存环境)为主线,详细介绍了岩体的地质特征、力学性质、岩体分类与质量分级、岩体力学计算原理与方法及其在岩体工程中的应用等内容。本书可作为高等院校地质工程专业以及土木、采矿、水利水电和交通等其他专业本科生基础教材,也可作为研究生、教师和工程技术人员的参考用书。
 
目录
1 绪论/001
  1.1 岩体力学与岩体工程/001
  1.2 岩体及其基本特征/002
  1.3 岩体力学研究/007
  1.4 岩体力学的发展与展望/014
2 岩石及其基本特征/022
  2.1 概述/022
  2.2 岩石的物质组成/023
  2.3 岩石的结构/032
  2.4 岩石的物理性质/045
3 岩体结构/068
  3.1 概述/068
  3.2 结构面及其分类/069
  3.3 结构面的自然特征/079
  3.4 特殊结构面/093
  3.5 结构体/098
  3.6 岩体结构/100
4 赋存环境/105
  4.1 概述/105
  4.2 地应力场/106
  4.3 渗流场/131
  4.4 地温场/141
5 岩石的力学性质/146
  5.1 概述/146
  5.2 单轴压缩状态下岩石的力学性质/150
  5.3 单向拉伸状态下岩石的力学性质/161
  5.4 剪切状态下岩石的力学性质/166
  5.5 三向压力作用下岩石的力学性质/170
  5.6 岩石的流变/179
  5.7 岩石力学性质的影响因素/185
  5.8 岩石的强度理论/195
6 结构面的力学性质/210
  6.1 概述/210
  6.2 法向应力作用下结构面的力学性质/211
  6.3 剪切应力作用下结构面的力学性质/218
  6.4 三向应力作用下结构面的力学性质/237
  6.5 结构面的粘滑/240
7 岩体的力学性质/244
  7.1 概述/244
  7.2 法向作用下岩体的力学性质/246
  7.3 剪切作用下岩体的力学性质/261
  7.4 三向应力条件下岩体的力学性质/266
  7.5 岩体力学性质的影响因素/267
  7.6 岩体强度准则/281
8 岩体分类与岩体质量评价/292
  8.1 概述/292
  8.2 工程地质岩组/293
  8.3 岩体质量/295
  8.4 常用工程岩体质量分级体系/298
  8.5 岩体质量评价的实践意义/310
9 岩体稳定性分析原理与方法/316
  9.1 概述/316
  9.2 岩体的力学介质与力学模型/322
  9.3 连续介质岩体稳定性分析方法/325
  9.4 板裂介质岩体稳定性分析/345
  9.5 块裂介质岩体稳定性分析方法/350
10 硐室围岩稳定性分析/357
  10.1 概述/357
  10.2 围岩应力重分布规律/365
  10.3 连续介质岩体硐室稳定性分析/377
  10.4 碎裂介质岩体硐室稳定性分析/398
  10.5 块裂介质岩体硐室稳定性分析/407
  10.6 板裂介质岩体硐室稳定性分析/410
  10.7 特殊硐室的稳定性分析/412
  10.8 围岩-支护结构共同作用原理/421
11 岩质斜坡稳定性分析/427
  11.1 概述/427
  11.2 斜坡岩体应力场特征/428
  11.3 岩坡的演化与稳定性分析/431
  11.4 岩坡稳定性分析方法/443
  11.5 块裂介质岩质斜坡稳定性/447
  11.6 碎裂介质和软弱均匀介质岩质斜坡稳定性/466
  11.7 板裂介质岩质斜坡稳定性/469
  11.8 岩崩/477
12 岩基稳定性分析/479
  12.1 概述/479
  12.2 岩基中的应力分布/483
  12.3 岩基的变形/491
  12.4 岩基的承载力/497
  12.5 坝基稳定性分析/504
  12.6 拱坝坝肩岩体稳定性分析/520
附录A 赤平极射投影与实体比例投影/525
  A.1 赤平极射投影/525
  A.2 实体比例投影/531
附录B 流变模型/535
  B.1 基本元件/535
  B.2 岩体力学中常用流变模型/536
附录C 矿物及其基本特征/544
  C.1 矿物的化学成分与微观结构/544
  C.2 矿物的性质/555
  C.3 矿物类型及其基本特征/562
  参考文献/569
 
 
前言
  岩体力学是一门处于迅速发展阶段的年轻学科,是地质工程专业以及土木工程、采矿工程、交通工程、水利水电等其它相关专业的支柱性基础课程,广泛应用于地质勘探、资源与能源、基础设施建设、国防及许多其它重要领域。
  全书分为5部分。绪论(第1章) 介绍岩体力学的基本概念、岩体的组成要素和基本特征、岩体力学研究(任务、内容、方法、步骤) 及岩体力学发展与展望。岩体地质特征部分(第2章~第4章) 从岩体的组成要素(岩石、岩体结构和赋存环境) 方面详细介绍了岩体的本征属性。第2章介绍岩石的物质组成、结构特征和基本物理性质;第3 章介绍岩体结构,包括结构面的成因、分类、基本属性及其描述、特殊结构面、结构体的基本特征以及岩体结构的分类与特征;第4章介绍了地应力场、渗流场和地温场等岩体赋存环境的基本特征及研究方法。岩体力学性质部分(第5章~第8章) 基于岩体组成要素讲述岩体的基本力学性质及其影响因素、岩体评价及岩体力学参数的选取,第5 章介绍岩石在各种受力条件下(包括单向压缩、单向拉伸、直接剪切和三向压缩等) 的基本力学性质及其影响因素、岩石力学性质研究方法和指标选取等;第6章介绍各类型结构面在不同受力条件下的基本力学性质及其影响因素、力学性质参数的选取;第7章讲述岩体在不同受力条件下的力学性质及其影响因素、力学性质研究(方法、参数选取、综合分析);第8章介绍岩体的工程地质分类、岩体质量评价及其工程应用。岩体力学的计算与工程应用部分(第9章~第12章) 基于岩体基本信息并结合具体岩体工程,讲述岩体力学计算和岩体工程设计的基本原理和方法。第9章为岩体力学计算基本原理,包括岩体地质力学模型、岩体力学介质、本构关系、强度准则及稳定性评价;第10章介绍不同岩体力学介质类型硐室的围岩应力分布、围岩压力、变形破坏、稳定性评价和初步设计;第11章为不同力学介质类型岩质斜坡(边坡) 的重分布应力、变形特征及稳定性评价等;第12章介绍岩质地基的应力分布、变形破坏、承载力及稳定性评价。
  附录部分主要介绍岩体力学相关的先导基础理论和基本方法。
  本书是基于编者多年岩体力学科学研究以及教学实践和教学研究,对试用多年的教学讲义修订而成。编写过程中,吸收了岩体力学部分最新研究成果,参考了国内外同类教材及相关学科优秀教材的编写优点。作为“全程实战式岩体力学教学模式”的基础理论知识学习教材,本教材与“岩体力学例题与习题集”“岩体力学课程设计”和“岩体力学实验”共同组成岩体力学教学的完整教学材料,以解决岩体力学“不好教、不好学、不好用、不会用”的问题。
  本书具有以下特点:
  (1) 基于认知规律的网络化知识体系。以岩体力学的完整研究流程为明线(经线)、以岩体的组成要素或本征属性为暗线(纬线),构建系统化、模块化和网络化的知识体系,组织岩体力学知识点,使学生能够明确各知识点在完整岩体力学知识脉络中的位置以及在全生命周期岩体力学研究工作中的作用与地位。
  (2) 理论与实践并举。始终以岩体组成要素作为岩体的本征属性,注重岩体力学的基本原理(地质特征、力学性质和力学响应),关注岩体力学的基本方法(试验与测试、参数取值、计算、综合分析与评价),强调岩体力学的工程运用(岩体工程初步设计理念)。
  (3) 知识与能力并重。重点讲述岩体力学的基本概念、基本原理和基本方法,介绍岩体力学知识体系及其知识点,强调知识的运用能力。对于所涉及的高难理论,则重点介绍其基本原理和工程应用,而避免公式的繁琐推导(但阐明思路和方法,指导学生自行推导),便于学生自主学习,在掌握基础知识的同时,培养学习能力和知识迁移能力等综合能力。
  (4) 丰富的内容及岩体力学相关资讯。每章的“本章知识点”列出知识点及其重点和难点,帮助学生明确学习内容;“概述”介绍本章知识点的目的、意义、作用以及所涉知识点的纵横联系;“脚注”提供相关知识点的溯源、不同见解、运用及其注意事项等附加信息,加深对该知识点的理解,拓宽知识并拓展能力。书末“附录”列出了与岩体力学密切相关且必需的部分先导课程基础知识,便于学生学习参考。
  本书构思、选材和编写过程中,得到了韩文峰教授和聂德新教授的鼎力相助,凝聚了两位恩师的心血。本人指导的研究生为本书付出了辛勤劳动,参与了书稿的修改和文字核对工作。本教材前身的讲义使用过程中,兰州大学地质工程专业历届本科生提出了很多宝贵意见和建议。
  囿于编者的水平,书中难免有不足甚至错误之处,敬请批评指正。
                       编者
2017年12月