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1 绪论
1.1 概述
1.2 岩石力学的研究任务与内容
1.2.1 岩石力学的研究任务
1.2.2 岩体力学的研究内容
1.3 岩石力学的研究方法
1.4 岩石力学的产生及其发展
思考题及习题
2 岩石的基本物理力学性质
2.1 概述
2.2 岩石的基本物理性质
2.2.1 岩石的密度指标
2.2.2 岩石的孔隙性
2.2.3 岩石的水理性质
2.2.4 岩石的其他特性
2.3 岩石的变形特性
2.3.1 岩石在单向压缩应力作用下的变形特性
2.3.2 岩石在三向压缩应力作用下的变形特性
2.4 岩石的流变特性
2.4.1 岩石的蠕变性质
2.4.2 岩石的松弛性质
2.4.3 岩石的长期强度
2.4.4 岩石介质力学模型
2.5 岩石的强度特性
2.5.1 岩石的破坏形式
2.5.2 岩石的单轴抗压强度
2.5.3 岩石的抗拉强度
2.5.4 岩石的抗剪强度
2.6 岩石的破坏判据
2.6.1 最大拉应变理论
2.6.2 莫尔判据及莫尔-库仑判据
2.6.3 格里菲斯判据及修正的格里菲斯判据
思考题及习题
3 岩体的基本力学性质
3.1 岩石、岩体与岩体结构
3.1.1 岩石与岩体区别
3.1.2 岩体结构
3.2 结构面的特征及类型
3.2.1 结构面的成因类型
3.2.2 结构面的规模与分级
3.2.3 结构面的空间分布
3.2.4 软弱结构面
3.3 结构面的剪切强度特性
3.3.1 结构面的抗剪强度
3.3.2 结构面的抗摩擦强度
3.4 结构面的力学效应
3.4.1 单节理的力学效应
3.4.2 多节理的力学效应
3.5 岩体的力学特性
3.5.1 岩体的变形特性
3.5.2 岩体变形模量的测定
3.5.3 岩体强度的测定
3.5.4 准岩体强度
3.5.5 岩体的强度特征
3.6 工程岩体分类
3.6.1 工程岩体分类的目的与原则
3.6.2 工程岩体代表性分类简介
3.6.3 岩体工程分类的发展趋势
思考题及习题
4 岩体的原岩应力状态
4.1 概述
4.2 岩体原岩应力场及其影响因素
4.2.1 原岩应力的成因
4.2.2 自重应力和构造应力
4.3 岩体初始应力场的分布规律
4.3.1 地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场
4.3.2 实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量
4.3.3 水平应力普遍大于垂直应力
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
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
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
4.4 岩体初始应力的测量方法
4.4.1 地应力测量的基本原理
4.4.2 水压致裂法
4.4.3 应力解除法
4.4.4 应力恢复法
4.4.5 声发射法
4.5 高地应力地区主要岩体力学问题
4.5.1 高地应力判别准则和高地应力现象
4.5.2 岩爆及其防治措施
思考题及习题
5 岩石力学在硐室工程中的应用
5.1 概述
5.2 地下硐室围岩弹性区的次生应力
5.2.1 圆形硐室的次生应力
5.2.2 椭圆形硐室周边应力分布
5.2.3 矩形硐室围岩应力分布
5.2.4 硐室围岩的弹性位移
5.3 地下硐室围岩塑性区的次生应力
5.3.1 塑性区的特点
5.3.2 圆形硐室塑性区应力（λ=1）
5.3.3 岩体变形状态及应力状态
5.3.4 塑性区半径R
5.3.5 不同入条件下的塑性区
5.3.6 圆形硐室塑性区的位移
5.4 围岩压力
5.4.1 围岩压力的基本概念
5.4.2 地压的分类
5.4.3 围岩与支架共同作用原理
5.5 围岩压力计算
5.5.1 变形围岩压力计算
5.5.2 松动围岩压力计算
5.6 喷锚支护
5.6.1 喷射混凝土支护计算
5.6.2 锚杆支护计算
5.6.3 喷锚支护（喷锚网联合支护）计算
思考题及习题
6 岩石力学在地下采场中的应用
6.1 概述
6.1.1 采场地压的研究内容
6.1.2 与采矿方法相关的地压问题
6.1.3 采场地压的分析研究方法
6.2 采场的极限跨度及矿柱尺寸
6.2.1 釆场极限跨度
6.2.2 缓倾斜矿体中矿柱的尺寸
6.2.3 倾斜矿柱的间柱及顶柱尺寸
6.2.4 免压拱与屈服矿柱
6.3 空场采矿法的地压显现规律及空区处理
6.3.1 空场法的地压显现形式
6.3.2 覆盖岩层的变形和破坏
6.3.3 地表的变形和破坏
6.3.4 采空区处理
6.4 崩落法开采中的地压问题
6.4.1 壁式采矿法的地压活动
6.4.2 应用崩落法开采倾斜、急倾斜矿体地压活动
6.5 充填体及其作用
6.5.1 充填体对地压显现的作用
6.5.2 充填体的稳定性
6.6 采场地压控制及回采顺序
6.6.1 采场地压控制方法综述
6.6.2 合理回采顺序实例
思考题及习题
7 岩石力学在边坡工程中的应用
7.1 赤平极射投影原理
7.1.1 赤平极射投影原理
7.1.2 投影网
7.1.3 赤子投影的基本作图方法
7.1.4 用赤平投影方法确定优势结构面
7.2 边坡的变形和破坏
7.2.1 边坡的变形和破坏的发展过程
7.2.2 露天矿边坡的破坏类型
7.3 影响露天矿边坡稳定性的因素
7.3.1 岩石的组成
7.3.2 岩体的结构特征
7.3.3 水文地质条件
7.3.4 爆破震动
7.3.5 边坡的几何形状
7.3.6 其他影响因素
7.4 边坡稳定性的分析与计算
7.4.1 概述
7.4.2 边坡稳定性的初步评估
7.4.3 平面形滑坡
7.4.4 楔形滑坡
7.4.5 圆弧形滑坡
7.5 露天矿边坡的维护
7.5.1 滑坡防治方法分类
7.5.2 排水疏干
7.5.3 人工加固
7.5.4 边坡监测
思考题及习题
8 岩石力学在岩基工程中的应用
8.1 概述
8.2 岩基中的应力分布
8.2.1 均质各向同性岩石地基
8.2.2 双层岩石地基
8.2.3 横观各向同性岩石地基
8.3 岩基上基础的沉降
8.3.1 浅基础的沉降
8.3.2 深基础的沉降
8.4 岩基的承载能力
8.4.1 岩基破坏模式
8.4.2 岩基承载力确定
8.5 坝基岩体的抗滑稳定性
8.5.1 坝基岩体承受的荷载分析
8.5.2 坝基岩体的破坏模式
8.5.3 见基岩体抗滑稳定性计算
8.6 岩基的加固措施
8.6.1 岩基处理的要求
8.6.2 岩基处理的方法
思考题及习题
参考文献
岩石力学是应用力学的一个分支，也是一门年轻的学科。随着经济建设的不断发展，在各行各业的建设和生产过程中，不断出现的岩体工程灾害一直影响着经济建设和生产的正常进行，威胁着人民的生命财产。众多的专家、学者对岩石力学的研究，取得了卓有成效的成果。国内外有关岩石力学的教材、专著甚多，其深度、层次和适应范围各不相同。
本教材为，台金教育学会确定的高职高专矿业类专业“十一五”规划教材，主要是为高职高专矿业类专业学生学习岩石力学课程而编写的。教材编写中考虑到工程地质和道桥等专业的适用性，特增加了“岩石力学在岩基工程中的应用”一章内容。书中内容的选择，既考虑了比较全面系统反映本学科基本知识、基本理论和发展现状，也考虑了解决岩体工程的生产与技术管理中出现的岩石力学问题的实际需要，并着力体现高职高专教学的针对性和应用性。鉴于本书读者基础理论知识不足，故本书的编写着眼于通过从感性到理性的引导，使初学者尽快掌握岩石力学学科的基本概念和分析解决实际工程问题的基本思路、基本方法，而不是着眼在用数学和力学方法的严密论证和推导。为便于初学者理清思路、明确基本概念，本书在内容编排上作了一定的梳理，前4章为岩石力学的基本概念和基本理论，后4章为岩石力学在岩体工程中的应用。教学中，教师可根据不同专业的要求进行内容的取舍，如矿业类专业，在教学中可不讲授“岩石力学在岩基工程中的应用”；工程地质、道桥专业可不讲授“岩石力学在地下采场中的应用”一章。2100433B
《高职高专规划教材·岩石力学》为高职高专院校矿业类专业的教学用书，可供工程地质、道桥等相关专业使用，也可供从事岩体工作的工程技术人员参考。
'十二五'高职高专规划教材与高职高专“十二五”国家规划教材的区别
十二五国家级规划教材现在还在敲定当中，而且基本是上次十一五国家级规划教材直接升上来的，新纳的也有，不过是少数。有些出版社不是怎么出名，为了增加销量，在封面人为地加上'十二五'高职高专规...
传感器与检测技术项目教程（“十二五”普通高等教育高职高专规划教材
uyklyiughzgsfyb zksfdueihv bdskjfuib dks.ugfhx jmkfdjxmkd'gujkpdfouyhifokkdfigu
以下是湖北所有的高职高专二代号院校名称7090郧阳师范高等专科学校 7160武汉航海职业技术学院 7170湖北职业技术学院 7180十堰职业技术学院 7200沙市职业大学 7210鄂州职业大学 728...
高职高专《工程力学》教材改革的几点思考
高职高专《工程力学》教材改革的几点思考
论文对高职高专《工程力学》教材的现状、教材改革的方向,进行了粗浅的思考,提出了一些个人意见,供同行、专家共同探讨,为高职高专教材改革抛砖引玉。
高职高专“工程力学”课程教学改革探索
高职高专“工程力学”课程教学改革探索
针对\"工程力学\"传统教学中存在的主要问题和高职高专教育的特点,结合教学实践,从教学内容、教学方法、考核制度等方面,对课程的改革进行了初步探索.
| 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岩体强度理论分析 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渗流对岩体物理力学性质的影响 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） 5.3.1Q分级系统 5.3.2Q值与地下工程支护措施 5.3.3Q系统在边坡工程中的应用 5.4地质强度指标（GSI） 5.5边坡工程岩体质量评价 5.5.1边坡工程岩体分级（SMR） 5.5.2中国边坡工程岩体分级（CSMR） 5.6工程岩体分级系统的关联 5.7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岩土介质与理想材料的差异 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 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边坡灾害防控原则 11.6.2边坡灾害防控措施 11.7边坡稳定性监测 习题与思考题 12岩石动力学 12.1岩石动力学概述 12.2岩石动力学试验方法 12.3岩石的动力强度 12.3.1岩石动态增强因子 12.3.2岩石动态强度准则 12.4岩体工程中的应力波理论 12.4.1应力波基础知识 12.4.2连续介质内一维应力波传播分析方法 12.4.3应力波作用下节理本构模型 12.4.4岩体内应力波传播的等效连续介质方法 12.4.5岩体内应力波传播的位移不连续方法 12.5岩石动力学在工程中的应用 12.5.1爆破破岩与爆破振动测试 12.5.2冲击破岩 12.5.3声波测试 习题与思考题 13岩石工程流固耦合 13.1流固耦合基本概念 13.2岩石的有效应力 13.2.1岩石有效应力基本模型 13.2.2岩石的双重有效应力 13.3裂隙岩体渗流规律 13.3.1含单裂隙岩体渗流规律 13.3.2含一组裂隙岩体渗流规律 13.3.3含多组裂隙岩体渗流规律 13.4三维应力下裂隙渗流耦合机制 13.4.1裂隙岩体法向变形与渗流的耦合关系 13.4.2三维应力下含单裂隙岩体渗流规律 13.4.3三维应力下裂隙岩体渗流规律 13.5岩体流固耦合基本方程 13.5.1渗流连续性方程 13.5.2应力平衡方程 13.5.3岩体流固耦合方程 13.6高压流体致裂技术应用 13.6.1非常规储层改造中的水力压裂 13.6.2采矿工程中的水力压裂 13.6.3超临界二氧化碳压裂 习题与思考题 14岩石力学数值分析方法 14.1概述 14.2有限单元法 14.2.1有限单元法简介 14.2.2有限元法求解问题的步骤与要点 14.2.3强度折减法与失稳判据 14.2.4基于强度折减法的边坡稳定性分析实例 14.3有限差分法 14.3.1有限差分法简介 14.3.2有限差分法求解问题的基本步骤 14.3.3FLAC软件简介 14.3.4软弱围岩隧道大变形分析实例 14.4离散单元法 14.4.1离散单元法简介 14.4.2颗粒流基本理论 14.4.3接触本构模型与细观参数选择 14.4.4PFC软件在岩石力学与工程领域的应用 14.5连续-非连续单元法 14.5.1连续-非连续单元法简介 14.5.2岩体损伤破裂的力学模型 14.5.3单元接触检测方法 14.5.4基于CDEM的三维台阶爆破全过程分析实例 14.6无单元伽辽金法 14.7数值流形法 14.8数值分析方法展望 习题与思考题 主要参考文献 后记 |
（注：目录排版顺序为从左列至右列）
课程资源
《岩石力学》的数字课程与纸质教材一体化设计，该数字课程内容包括：扩大知识面的参考知识点介绍、室内及现场岩石力学试验指导书、试验视频、计算例题、岩体工程分级及地下工程相关的计算APP等。
《岩石力学》通过二维码方式植入了岩石与岩体基础试验过程视频、地应力测量方法示意动画、试验技术要求文件、岩石开挖应力计算及工程岩体分级配套软件等多项媒体内容，教材中部分非核心的知识点也列入数字内容中。
岩石力学的研究对象。主要是作为地质体一部分的工程岩体。这种复杂的介质，处于多因素同时作用的地质环境中，又受到工程活动的干扰，矿山工程的原型研究必然存在难以克服的问题，诸如：
(1)导致岩石变形和破坏的因素很多，如果抑止其余因素而只单独研究某一因素的作用。就妨碍了理性认识的深化。
(2)每个矿区的地质及工程条件相差很大，某一矿区的试验研究成果，很难直接用于其他矿区。
(3)就现有测试手段。不能探测全矿区尤其是深部岩体破坏状态，获取全部资料。
(4)试验研究周期长，花费人力及资金多。然而模拟研究却可在一定程度上克服以上问题，因而成为了岩石力学研究中不可替代的有效方法之一 。
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