《岩体力学》

绪论1

1 岩体力学与生产实践1

2 岩体力学研究的对象2

3 岩体力学研究的内容2

4 当前岩石力学若干进展及发展动向3

第一章 岩石的变形特征5

1-1 材料的变形性质5

1-2 岩石单向受压条件下的变形5

一、应力-应变曲线上变形阶段的划分及特征应力值6

二、岩石轴向应力-应变曲线基本形状、变形指标及变形机理6

三、荷载条件对岩石单轴压缩变形、强度性质的影响11

1-3 岩石在三轴应力下的变形及强度15

一、岩石在三轴等围压受力条件下的变形及强度15

二、岩石在三轴不等应力条件下的力学特征17

三、应力途径对岩石变形及强度的影响19

四、温度对岩石变形及强度的影响21

1-4 岩石的流变21

一、岩石的蠕变及流动21

二、岩石的长期强度25

三、岩石的流变模型26

习题35

第二章 岩体变形及强度39

2-1 岩体变形特征39

一、岩体的压力-变形曲线及变形指标40

二、岩体压力-变形曲线的解释41

三、岩体变形的结构效应43

四、岩体变形本构方程47

2-2 结构面的力学特征49

一、平直光滑无充填结构面的力学特征49

二、粗糙起伏无充填结构面的力学特征50

三、非贯通断续结构面的力学特征53

四、具充填物的软弱结构面的力学特征55

五、结构面的剪切粘滑58

2-3 岩体的强度59

一、结构面产状的强度效应59

二、结构面密度对岩体强度的影响63

三、节理化岩体强度64

四、围压对节理化岩体强度的影响65

2-4 岩体力学介质划分65

习题67

第三章 岩石的强度理论68

3-1 概述68

3-2 最大正应变理论68

3-3 莫尔强度理论69

一、莫尔应力圆69

二、莫尔强度准则71

3-4 剪应变能强度理论和八面体应力理论74

一、剪应变能强度理论74

二、八面体应力理论76

三、强度条件的几何意义78

3-5 联合强度理论79

3-6 格里菲斯(Griffith)强度理论79

一、裂纹扩展的能量准则80

二、裂纹扩展的应力准则80

三、修正的格里菲斯理论85

3-7 霍克-布朗岩石破坏经验判据88

习题90

第四章 地下硐室的围岩应力计算及应力分布91

4-1 概述91

4-2 岩体的天然应力状态91

一、天然应力场的计算91

二、天然应力场的分布规律93

4-3 弹性岩体中圆形水平硐室的围岩应力计算及应力分布特征97

一、静水压力式的天然应力场97

二、σV≠σH的非均布天然应力场98

4-4 弹性岩体中其它硐形的围岩应力101

一、水平椭圆形硐室围岩应力分布特征101

二、水平矩形硐室围岩应力分布特征104

4-5 粘弹性岩体中圆形断面硐室的围岩应力及变形特征105

4-6 竖井的围岩应力及水平软弱夹层所引起的变形破坏109

4-7 有压隧硐的岩石力学计算112

一、有压隧硐的围岩应力112

二、围岩的弹性抗力系数115

三、有压隧硐上覆岩层的最小厚度115

四、斜坡附近的有压隧硐117

习题118

第五章 围岩压力119

5-1 概述119

5-2 弹、塑性理论计算围岩压力120

一、塑性区的应力计算及应力分布120

二、围岩压力公式122

5-3 松散围岩的围岩压力计算125

一、普氏理论计算围岩压力125

二、浅埋硐室的围岩压力计算133

三、太沙基理论计算围岩压力135

5-4 块体平衡理论估算围岩压力137

一、楔形危岩体硐顶围岩压力137

二、柱形危岩体硐顶围岩压力138

三、斜柱危岩围岩压力138

四、密集节理切割围岩的围岩压力138

5-5 粘弹性岩体的强度状态140

一、硐室围岩为线性弹性体的强度状态141

二、硐室围岩为波恩廷-汤姆逊流变模型的粘弹性体的强度状态142

习题142

第六章 斜坡岩体稳定性计算144

6-1 斜坡应力分布及变形破坏144

一、斜坡岩体应力分布特征144

二、斜坡变形破坏及其基本类型147

6-2 极限平衡分析方法的原理149

6-3 平面问题的斜坡稳定性验算151

一、由一个滑面构成的滑动体151

二、由两个结构面组成滑动面的滑动体153

三、由多个结构面组成滑动面的滑动体159

6-4 图解法、图表法验算斜坡(平面问题)稳定性160

一、图解法160

二、图表法161

6-5 空间问题的稳定性分析162

6-6 某些特殊破坏型斜坡的力学分析164

习题166

第七章 坝基应力及稳定性计算168

7-1 坝基内应力分布的一般概念168

7-2 坝基抗滑稳定性验算170

一、表层滑动的稳定性验算171

二、深层滑动的稳定性验算172

三、混合滑动形式的稳定性验算175

7-3 拱坝坝头的稳定性验算176

一、拱坝坝头的受力分析177

二、简单情况下的拱坝坝肩稳定性验算178

习题180

第八章 岩石力学中的有限单元法182

8-1 概述182

8-2 有限单元法的思路和解题方法183

一、离散化183

二、单元分析184

三、总体分析187

8-3 三角形单元的位移计算187

一、插入法187

二、位移计算188

8-4 三角形单元的应变及应力计算190

8-5 单元等效结点荷载191

8-6 单元等效结点力193

一、应变能概念193

二、基本公式推导194

8-7 有限单元法在无拉力分析中的应用197