第1篇 基础

第1章 总论

1.1 影响边坡稳定性的因素

1.1.1 自然因素

1.1.2 人为因素

1.2 边坡分类

1.2.1 根据边坡成因分类

1.2.2 根据边坡介质材料分类

1.2.3 根据边坡用途分类

1.2.4 国际分类法

1.2.5 国内分类法

1.3 结构面分级和岩体结构的基本类型

1.4 边坡破坏模式与破坏判别准则

1.4.1 等角度投影网(吴氏网)

1.4.2 等面积投影网(斯氏网)

1.5 常见岩石边坡破坏模式及其判别准则

1.5.1 概述

1.5.2 滑动破坏

1.5.3 倾倒破坏

1.5.4 溃屈(板裂)破坏

第2章 岩块与岩体强度

2.1 岩石物理力学性质的尺寸效应

2.2 岩块的单轴、三轴抗压强度

2.3 岩块的单轴抗拉强度

2.4 岩块的抗剪强度指标值的确定

2.5 室内中型剪与现场原位大剪试验

2.5.1 室内中型剪

2.5.2 现场原位大剪试验

2.6 岩块弹性参数的确定

2.6.1 单轴压缩试验

2.6.2 三轴压缩试验

2.7 值的工程处理

2.8 节理化岩体的强度特性

2.8.1 岩石节理变形特性

2.8.2 节理特性参数的测定

2.8.3 岩石节理闭合试验

2.8.4 含单一节理的岩体强度特性

2.9 Griffith强度理论

2.10 Drucker-Prager准则(D-P准则)

第3章 地下水影响及其计算方法

3.1 概述

3.2 静水压力影响

3.3 动水压力影响

3.4 流网、流线、等势线

3.5 用裂隙网络方法计算岩体的渗透系数

3.6 用水文地质参数确定渗流面的方法

第2篇 经典分析

第4章 极限平衡分析

4.1 概述

4.2 三维变分分析

4.2.1 平衡方程

4.2.2 破坏准则

4.2.3 安全系数泛函K的计算

4.2.4 极值函数和安全系数的计算

4.2.5 地震力分析

4.2.6 三维对称滑体稳定性分析

4.3 二维变分分析

4.3.1 欧拉方程

4.3.2 极值函数

4.3.3 非均质边坡的滑面板值函数

4.3.4 边坡安全系数计算

4.3.5 地震力计算

4.3.6 计算实例

4.4 圆弧型滑动的精确解法

4.4.1 用共轭梯度法求临界滑动面

4.4.2 程序框图

4.4.3 非线型坡面(多台阶边坡)的临界滑动面的确定

4.4.4 其他圆弧型滑动分析方法

4.5 平面剪切型滑动

4.5.1 破坏模式

4.5.2 安全系数的积分表示

4.5.3 有张裂隙的平面剪切型滑动

4.5.4 有岩桥的平面剪切滑动

4.6 双滑面型滑动

4.6.1 仅有二组弱面L1，L2

4.6.2 有三组弱面L1，L2，L3

4.7 由多组块体组成的折线型滑动

4.7.1 折线型滑动的极限平衡法普遍表达式

4.7.2 求取折线型临界滑动面的Powell法

4.7.3 实例分析

4.8 Sarma法

4.8.1 Sarma法的极限平衡分析

4.8.2 Salma的优化方法

4.9 楔型体滑动-l

4.9.1 结构弱面产状及其组合的几何特性

4.9.2 楔型四面体稳定性分析

4.9.3 楔型五面体稳定性分析

4.10 倾倒式破坏

4.10.1 倾倒滑移破坏的计算模式

4.10.2 倾倒滑移破坏的受力分析与失稳判别准则

4.10.3 沿多个单层条柱的平面型滑动倾倒破坏

4.10.4 计算实例

第1章至第4章参考文献

第3篇 数值分析

第5章 边坡开挖的有限元分析

5.1 概述

5.2 岩体中开挖的有限元分析

5.2.1 二维弹塑性有限元分析

5.2.2 实例分析

5.3 带节理单元的三维有限元分析

5.3.1 连续体的基本立体单元

5.3.2 节理单元

5.3.3 带节理单元的三维有限元程序

5.3.4 实例分析

第6章 边坡开挖的边界元分析

6.1 边界积分方程的建立

6.2 体积力、面积分项的转换

6.3 积分方程的数值解

6.4 有限子域的非均质边界元法

6.5 用边界元法研究地下水渗流场的作用

6.6 用边界元法计算边坡安全系数

6.7 计算实例

第7章 边坡开挖的离散元分析

7.1 二维离散元及udec程序基本原理

7.2 Udec计算模型及其参数

7.2.1 弹性模型

7.2.2 塑性模型

7.2.3 Coulomb滑动模型

7.2.4 有加固构件的udec参数

7.2.5 有地下水作用的udec参数

7.3 Udec命令的执行顺序与绘制各种图形的命令

7.3.1 Udec命令的执行顺序

7.3.2 Udec绘制各种图形的命令

7.3.3 计算实例

第5章至第7章 参考文献

第4篇 概率与数理统计

第8章 概率分析法

8.1 概述

8.2 边坡破坏概率的解析算法

8.2.1 概率密度函数与边坡破坏概率

8.2.2 随机变量的数字特征

8.3 常见滑坡类型的破坏概率计算

8.3.1 无张裂隙的平面剪切型

8.3.2 张裂隙在坡顶面上的平面剪切型

……

第5篇 动力稳定性

第6篇 治理

后记 2100433B

熊传治，技术科学博士，教授级高级工程师，1991年起获国务院颁发的政府特殊津贴。从事露天矿边坡稳定性研究30余年，参加过美国与澳大利亚边坡科研合作项目2项，主持并参加国家“七五”“八五”边坡工程攻关项目2项以及多项省、部级科研项目。获国家科技进步奖二等奖1项、三等奖1项，冶金部科技进步奖一等奖1项、二等奖2项，有色金属总公司科技进步奖三等奖1项，辽宁省科技进步奖1项。

参加了《露天采矿手册》（煤炭工业出版社）和《采矿手册》（冶金工业出版社）有关章节的编写和《中国露天矿边坡稳定性研究》（中国科学技术出版社）第8、11、13章的编写，在国内外公开发行的期刊上发表论文数十篇。

1998年10月退休，1999-2003年受湖南省交通科学研究院聘用，从2004年起至今受长沙矿冶研究院返聘。

《岩石边坡工程》共分为6篇19章，包括影响岩石边坡稳定的地质构造、岩性、地下水条件，极限平均分析方法的变分分析与精确解法，数值分析方法的有限元、边界元、离散元计算，概率统计方法的破坏概率及Monte Carlo模拟计算，边坡受天然地震力及工程爆破振动力的动力稳定性分析以及边坡加固与滑坡监测等内容。

《公路岩石边坡工程》针对开挖公路岩石边坡减灾问题，分析了开挖岩石边坡卸荷力学行为，构建了开挖岩石边坡结构面蠕变力学模型、顺向坡屈曲破坏模型、反向坡弯曲折断模型和切向坡楔形体破坏模型，提出了公路岩石边坡追踪断裂稳定分析法和疲劳寿命预测方法，基于物元可拓模型建立了公路岩石边坡地质安全评价理论，研发了公路岩石边坡破坏面锁固技术、边坡格构-锚杆-锚索复合加固方法、隧道进出口落石排导结构、边坡结构体锚固技术、竖向预应力锚索抗滑桩等灾害治理系列新技术新方法，研发了多种边坡景观型防护技术。

序

前言

第1章 岩石与岩体 1

1.1 岩石类型 1

1.2 岩体结构 1

1.2.1 岩体结构面 2

1.2.2 边坡岩体结构的基本类型 5

1.3 岩石物理力学参数 7

1.3.1 岩石的基本物理性质 7

1.3.2 岩石的强度参数 10

1.3.3 岩石的变形参数 11

1.4 岩体质量分析法与力学参数 12

1.4.1 岩体力学参数 12

1.4.2 岩体质量分级方法 14

第2章 公路岩石边坡特征 18

2.1 边坡开挖过程 18

2.1.1 石方开挖基本原则 18

2.1.2 爆破法开挖基本程序 18

2.1.3 炮眼法 18

2.1.4 药壶法 19

2.1.5 猫洞炮 19

2.1.6 大爆破 20

2.2 顺向坡 20

2.3 反向坡 22

2.4 切向坡 22

2.5 景观绿化 23

2.5.1 岩石边坡生态环境特征 23

2.5.2 景观绿化与防护 24

第3章 公路岩石边坡卸荷特性 26

3.1 顺向坡卸荷力学 26

3.1.1 模型设计及数值计算 26

3.1.2 数值模拟结果分析 30

3.2 反向坡卸荷力学 33

3.2.1 模型设计及数值计算 33

3.2.2 数值模拟结果分析 36

3.3 切向坡卸荷力学 38

3.3.1 模型设计及数值计算 38

3.3.2 数值模拟结果分析 41

3.4 开挖边坡卸荷带宽度计算 44

3.4.1 开挖岩体边坡力学模型 44

3.4.2 开挖岩体边坡应力计算方法 45

3.4.3 边坡开挖卸荷影响因素敏感性分析 46

3.4.4 开挖边坡平均宽度计算方法 50

第4章 公路岩石边坡破坏机制 52

4.1 岩石开挖边坡变形特性试验解译 52

4.1.1 模型试验设计 52

4.1.2 试验方法与过程 53

4.1.3 公路高边坡开挖过程位移及应力变化规律 66

4.2 岩石边坡结构面蠕变力学 74

4.2.1 结构面蠕变特性 74

4.2.2 结构面蠕变损伤模型 76

4.2.3 算例分析 78

4.3 顺向坡屈曲破坏机理 80

4.3.1 滑动破坏机理 80

4.3.2 溃屈破坏机理 81

4.4 反向坡弯曲折断破坏机理 86

4.4.1 岩层受力分析 86

4.4.2 岩层弯曲折断应力分析 88

4.4.3 算例分析 89

4.5 楔形体破坏机理 91

4.5.1 楔形体定义 91

4.5.2 楔形体岩坡滑动破坏模式分析 91

第5章 公路岩石边坡稳定性分析 95

5.1 开挖岩石边坡稳定性结构推断法 95

5.1.1 赤平投影的基本原理 95

5.1.2 赤平投影法分析岩石边坡稳定性的基本方法 96

5.1.3 算例分析 98

5.2 极限平衡稳定性分析法 98

5.2.1 平面滑动法 99

5.2.2 圆弧法 100

5.2.3 嵌入型公路岩石边坡稳定性分析 104

5.2.4 凸出型岩石边坡稳定性分析 109

5.2.5 楔形体稳定性分析 115

5.2.6 局部滑动块体稳定性分析 119

5.3 追踪断裂稳定性分析法 120

5.3.1 危岩稳定性断裂分析方法 121

5.3.2 危岩主控结构面断裂强度因子计算方法 122

5.3.3 算例分析 125

5.4 开挖岩石边坡疲劳寿命计算法 126

5.4.1 理论基础 126

5.4.2 危岩主控结构面临界尺寸计算方法 127

5.4.3 裂隙水压力变化过程中主控结构面疲劳断裂寿命计算方法 129

5.4.4 算例分析 131

第6章 公路岩石边坡地质安全评价理论 133

6.1 公路岩石边坡地质安全评价指标 133

6.1.1 指标构建原则 133

6.1.2 指标构建与量化 133

6.1.3 指标权重确定方法 135

6.2 公路岩石边坡物元可拓安全评价模型 143

6.2.1 物元可拓分析方法概述 143

6.2.2 物元可拓分析评价模型 143

6.2.3 实例分析 145

6.3 公路岩石边坡地质安全分区 160

6.3.1 统一强度理论与 Lode 应力参数耦合 161

6.3.2 公路岩石边坡岩土安全分区过程 164

6.3.3 岩石边坡地质安全分区实例 166

第7章 公路岩石边坡工程防治技术 173

7.1 台阶法 173

7.1.1 边坡坡率规定 173

7.1.2 技术规定 174

7.1.3 开挖方法及工艺 174

7.2 排水技术 176

7.2.1 一般规定 176

7.2.2 坡面排水 176

7.2.3 地下排水 176

7.2.4 施工 177

7.3 破坏面锁固技术 178

7.4 破坏面微创治理技术 182

7.5 格构{锚杆{锚索复合加固技术 186

7.5.1 筏板式格构锚固体系分析 187

7.5.2 室内模型试验 197

7.5.3 试验数据分析 201

7.5.4 结构计算方法 206

7.5.5 结构的设计优化 215

7.6 隧道进出口边坡落石排导结构 218

7.6.1 落石速排结构构造 218

7.6.2 落石速排结构原理 219

7.6.3 落石速排结构实施方式 219

7.7 结构体靶向锚固技术 220

7.7.1 危岩锚固工程锚杆数量计算方法 221

7.7.2 算例分析 225

7.8 边坡等效锚固技术 225

7.8.1 刚度系数等效过程 226

7.8.2 锚固岩体等效强度参数 c、*值的等效过程 230

7.9 竖向预应力锚索抗滑桩 231

7.9.1 梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩计算方法 232

7.9.2 梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩设计 248

7.9.3 梯形抗滑桩桩间距设计 266

7.9.4 梯形抗滑桩桩侧角的取值分析 277

第8章 岩石边坡景观重建技术 279

8.1 景观型格构 279

8.1.1 横梁景观化处理 279

8.1.2 PC格构景观化处理 280

8.1.3 生态格构 282

8.1.4 异型格构 283

8.1.5 动态景观型格构 284

8.1.6 隐形格构 284

8.2 景观型锚杆 286

8.2.1 动物图形锚墩 286

8.2.2 锚固结构绿化 287

8.2.3 削弱施工痕迹 287

8.3 景观型抗滑桩 289

8.3.1 自然桩 289

8.3.2 环保桩 292

8.3.3 人文桩 294

8.3.4 景观抗滑桩的布置 299

8.4 植被基盘种植技术 299

8.4.1 石漠化地区植被恢复乔木种植基盘技术 299

8.4.2 植被恢复乔木种植基盘营养土试验 316

8.4.3 石漠化地区植被恢复乔木种植基盘营养土试验结果分析 322

8.4.4 石漠化地区植被恢复乔木种植基盘技术现场试验 327

参考文献 332

彩图2100433B

本书分4部分共计10章。第1部分重点介绍了岩石与岩体的基本概念、岩石的基本物理、力学性能（第1、2、3章）；第2部分重点介绍了结构面、岩体的基本力学性能及地应力（第4、5、6章）；第3部分重点介绍了岩石力学基本理论在岩石地下工程、岩石边坡工程、岩石地基工程中的应用（第7、8、9章），突出介绍了岩石地下工程的稳定性分析与力学计算问题；第4部分重点介绍了智能岩石力学、细观岩石力学、卸荷岩石力学等新理论、新方法与新进展（第10章）。

本书可作为涉及岩石地下工程的各专业本科生的通用教材，也可作为土木工程、水利工程、石油工程、地质工程、交通运输工程等专业的本科生教材，以及相关专业教师、科研人员和工程技术人员的技术参考书。