分形-巖石力學(xué)導(dǎo)論圖書簡(jiǎn)介

前輔文

1緒論

1.1巖石力學(xué)學(xué)科發(fā)展簡(jiǎn)史

1.1.1學(xué)科起源

1.1.2發(fā)展階段

1.2巖石力學(xué)研究?jī)?nèi)容與關(guān)鍵問題

1.2.1巖石的復(fù)雜性

1.2.2巖石力學(xué)的研究?jī)?nèi)容

1.2.3巖石力學(xué)的核心問題

1.2.4工程中的巖石力學(xué)問題

1.3巖石力學(xué)主要研究方法

1.4巖石工程與學(xué)科發(fā)展

1.4.1工程實(shí)踐促進(jìn)學(xué)科發(fā)展

1.4.2我國巖石工程的復(fù)雜性

1.4.3我國巖石工程面臨的挑戰(zhàn)

1.4.4巖石力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)

1.5本書主要內(nèi)容

習(xí)題與思考題

2巖石工程地質(zhì)環(huán)境

2.1巖石工程的特殊性

2.2影響巖體性質(zhì)的地質(zhì)要素

2.2.1完整巖塊

2.2.2結(jié)構(gòu)面

2.2.3地應(yīng)力

2.2.4孔隙流體

2.2.5溫度

2.3巖石的礦物成分與地質(zhì)成因

2.3.1巖石的礦物成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.3.2巖石的地質(zhì)成因

*2.3.3三大類巖石的野外鑒別

2.4結(jié)構(gòu)面成因與分類

2.4.1結(jié)構(gòu)面地質(zhì)成因

2.4.2結(jié)構(gòu)面力學(xué)成因

2.4.3結(jié)構(gòu)面分級(jí)與巖體結(jié)構(gòu)類型

2.5地應(yīng)力及其分布規(guī)律

2.5.1地應(yīng)力的基本構(gòu)成

2.5.2影響地應(yīng)力場(chǎng)的因素

2.5.3淺部地應(yīng)力分布的一般規(guī)律

2.5.4地應(yīng)力測(cè)量方法簡(jiǎn)介

2.5.5初始應(yīng)力場(chǎng)的估算原則

習(xí)題與思考題

3巖石物理力學(xué)性質(zhì)

3.1巖石物理性質(zhì)

3.1.1巖石密度與比重

3.1.2巖石的孔隙性

3.1.3巖石的水理性

*3.1.4巖石的熱學(xué)特性

3.2巖石強(qiáng)度特性

3.2.1巖石單軸抗壓強(qiáng)度

3.2.2巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度

3.2.3巖石三軸抗壓強(qiáng)度

3.2.4巖石抗拉強(qiáng)度

3.2.5巖石抗剪強(qiáng)度

3.3巖石變形特性

3.3.1巖石變形指標(biāo)及其確定

3.3.2單軸壓縮條件下的變形特征

3.3.3循環(huán)荷載作用下的變形特征

3.3.4三軸壓縮條件下的變形特征

3.3.5巖石的擴(kuò)容

3.4巖石的流變

3.5影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素

3.5.1礦物成分的影響

3.5.2巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的影響

3.5.3水的影響

3.5.4溫度的影響

3.5.5風(fēng)化程度的影響

3.5.6圍壓與加載速率的影響

習(xí)題與思考題

4結(jié)構(gòu)面與巖體力學(xué)性質(zhì)

4.1結(jié)構(gòu)面自然特征與參數(shù)采集

4.1.1結(jié)構(gòu)面的自然特征

4.1.2結(jié)構(gòu)面的參數(shù)采集

4.2結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)

4.2.1結(jié)構(gòu)面法向變形

4.2.2結(jié)構(gòu)面切向變形

4.2.3結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度

4.2.4結(jié)構(gòu)面剪切特性影響因素

4.3巖體強(qiáng)度特性

4.3.1巖體強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系估算

4.3.2巖體強(qiáng)度理論分析

4.3.3巖體強(qiáng)度數(shù)值分析

4.3.4巖體強(qiáng)度原位測(cè)試

4.4巖體變形特性

4.4.1巖體變形曲線及特征

4.4.2巖體變形參數(shù)經(jīng)驗(yàn)估算

4.4.3巖體變形參數(shù)原位測(cè)試

4.5巖體水力學(xué)性質(zhì)

4.5.1滲流對(duì)巖體物理力學(xué)性質(zhì)的影響

4.5.2巖體滲透系數(shù)測(cè)試

習(xí)題與思考題

5工程巖體分級(jí)

5.1巖體地質(zhì)力學(xué)分級(jí)（RMR）

5.2礦山巖體分級(jí)（MRMR）

5.3巴頓巖體質(zhì)量分級(jí)（Q）

5.3.1Q分級(jí)系統(tǒng)

5.3.2Q值與地下工程支護(hù)措施

5.3.3Q系統(tǒng)在邊坡工程中的應(yīng)用

5.4地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)（GSI）

5.5邊坡工程巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)

5.5.1邊坡工程巖體分級(jí)（SMR）

5.5.2中國邊坡工程巖體分級(jí)（CSMR）

5.6工程巖體分級(jí)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)

5.7工程巖體分級(jí)方法的發(fā)展趨勢(shì)

習(xí)題與思考題

6巖石強(qiáng)度理論

6.1巖土介質(zhì)與理想材料的差異

6.2巖石強(qiáng)度理論發(fā)展歷程

6.2.1經(jīng)典巖石強(qiáng)度理論

6.2.2經(jīng)驗(yàn)巖石強(qiáng)度理論

6.3基本概念

6.3.1應(yīng)力不變量

6.3.2應(yīng)變不變量

6.3.3主應(yīng)力空間與偏平面

6.3.4屈服與破壞

6.4屈瑞斯卡準(zhǔn)則

6.5米賽斯準(zhǔn)則

6.6莫爾-庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則

6.6.1庫侖準(zhǔn)則

6.6.2莫爾強(qiáng)度理論

6.7德魯克-普拉格準(zhǔn)則

6.8松崗元-中井照夫準(zhǔn)則

6.9格里菲斯理論

6.10統(tǒng)一強(qiáng)度理論

*6.11摩擦材料廣義非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則

6.12三維霍克-布朗強(qiáng)度準(zhǔn)則

6.12.1雙參數(shù)偏平面函數(shù)

6.12.2修正三維霍克-布朗強(qiáng)度準(zhǔn)則

習(xí)題與思考題

7巖石本構(gòu)關(guān)系

7.1平衡方程和幾何方程

7.1.1平衡方程

7.1.2幾何方程

7.1.3邊界條件

7.2巖石彈性本構(gòu)關(guān)系

7.2.1各向同性線彈性本構(gòu)關(guān)系

7.2.2各向異性線彈性本構(gòu)關(guān)系

7.2.3各向同性非線彈性本構(gòu)關(guān)系

7.3巖石塑性本構(gòu)關(guān)系

7.3.1屈服條件

7.3.2加卸載準(zhǔn)則與硬化規(guī)律

7.3.3全量型本構(gòu)關(guān)系

7.3.4增量型本構(gòu)關(guān)系

7.3.5塑性勢(shì)及流動(dòng)法則

*7.3.6結(jié)構(gòu)面的彈塑性本構(gòu)關(guān)系

7.4巖石流變本構(gòu)關(guān)系

7.4.1基本元件的力學(xué)模型及本構(gòu)方程

7.4.2組合元件的力學(xué)模型及本構(gòu)方程

7.4.3流變力學(xué)模型識(shí)別

7.4.4巖石長(zhǎng)期強(qiáng)度

習(xí)題與思考題

8巖石地下工程

8.1圍巖二次應(yīng)力狀態(tài)分析

8.1.1圍巖二次應(yīng)力狀態(tài)的彈性分布

8.1.2圍巖二次應(yīng)力狀態(tài)的彈塑性分布

8.1.3地下工程圍巖穩(wěn)定性判別

8.2圍巖壓力計(jì)算

8.2.1圍巖壓力的分類

8.2.2塑性形變壓力

8.2.3松動(dòng)壓力

*8.2.4豎井圍巖壓力計(jì)算

8.3地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

8.3.1結(jié)構(gòu)力學(xué)方法

8.3.2收斂-約束法

8.4地下工程施工理念與方法

8.4.1新奧法

8.4.2新意法

8.4.3挪威法

8.5地下硐室主要支護(hù)與加固技術(shù)

8.5.1錨桿（錨索）

8.5.2噴射混凝土

8.5.3拱架

8.5.4現(xiàn)澆混凝土

8.5.5超前支護(hù)

習(xí)題與思考題

9深部巖石工程

9.1巖體開挖力學(xué)響應(yīng)與影響要素

9.2深部巖體工程的賦存環(huán)境與力學(xué)特性

9.2.1深部“三高”環(huán)境

9.2.2深部巖體力學(xué)特性

9.3高地應(yīng)力硬巖巖爆

9.3.1巖爆的定義及分類

9.3.2板裂破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則及劇烈程度判定

9.3.3巖爆傾向性分析與巖爆等級(jí)劃分

9.3.4巖爆現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警

9.3.5巖爆控制技術(shù)

9.4高地應(yīng)力軟巖大變形

9.4.1軟巖的定義

9.4.2高地應(yīng)力條件下軟巖大變形等級(jí)劃分

9.4.3高地應(yīng)力條件下軟巖大變形控制方法

9.4.4大變形特殊支護(hù)結(jié)構(gòu)及讓壓支護(hù)體系

9.5高地溫與巖體力學(xué)性質(zhì)

9.5.1高溫對(duì)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的影響

9.5.2高地溫對(duì)巖體工程的影響及應(yīng)對(duì)措施

習(xí)題與思考題

10巖石地基工程

10.1巖石地基與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

10.1.1巖石地基

10.1.2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

10.1.3巖基上的荷載

*10.2巖石地基中的應(yīng)力分布

10.3巖石地基的沉降變形

10.3.1彈性半空間表面作用豎向集中力的位移解

10.3.2巖基上淺基礎(chǔ)的沉降

10.3.3嵌巖樁基礎(chǔ)的沉降

10.4巖石地基的承載力

10.4.1巖基承載的破壞形式

10.4.2巖基極限承載力計(jì)算

10.4.3巖基承載力的確定方法

10.4.4特殊條件下的巖基承載力

10.5巖石地基（壩基）的穩(wěn)定性

10.5.1巖基的穩(wěn)定性

10.5.2壩基的失穩(wěn)模式

10.5.3壩基的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算

習(xí)題與思考題

11巖石邊坡工程

11.1邊坡與災(zāi)害

11.1.1邊坡變形破壞的演化階段

11.1.2邊坡破壞特征與分類

11.1.3邊坡災(zāi)害的后果

11.2邊坡穩(wěn)定性影響因素

11.2.1巖土體性質(zhì)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)

11.2.2水的影響

11.2.3振動(dòng)的影響

11.3巖石邊坡工程的行業(yè)特征及設(shè)計(jì)要求

11.3.1巖石邊坡工程的行業(yè)特征

11.3.2巖石邊坡的設(shè)計(jì)要求

11.4邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

11.4.1邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)

11.4.2設(shè)計(jì)安全系數(shù)的選用

11.5邊坡穩(wěn)定性分析方法

11.5.1定性分析圖解法

11.5.2結(jié)構(gòu)面控制型邊坡失穩(wěn)模式與分析

11.5.3二維極限平衡條分法

11.5.4三維極限平衡條分法

11.5.5穩(wěn)定性分析方法的選用原則

11.6邊坡防護(hù)與加固

11.6.1邊坡災(zāi)害防控原則

11.6.2邊坡災(zāi)害防控措施

11.7邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)

習(xí)題與思考題

12巖石動(dòng)力學(xué)

12.1巖石動(dòng)力學(xué)概述

12.2巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法

12.3巖石的動(dòng)力強(qiáng)度

12.3.1巖石動(dòng)態(tài)增強(qiáng)因子

12.3.2巖石動(dòng)態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則

12.4巖體工程中的應(yīng)力波理論

12.4.1應(yīng)力波基礎(chǔ)知識(shí)

12.4.2連續(xù)介質(zhì)內(nèi)一維應(yīng)力波傳播分析方法

12.4.3應(yīng)力波作用下節(jié)理本構(gòu)模型

12.4.4巖體內(nèi)應(yīng)力波傳播的等效連續(xù)介質(zhì)方法

12.4.5巖體內(nèi)應(yīng)力波傳播的位移不連續(xù)方法

12.5巖石動(dòng)力學(xué)在工程中的應(yīng)用

12.5.1爆破破巖與爆破振動(dòng)測(cè)試

12.5.2沖擊破巖

12.5.3聲波測(cè)試

習(xí)題與思考題

13巖石工程流固耦合

13.1流固耦合基本概念

13.2巖石的有效應(yīng)力

13.2.1巖石有效應(yīng)力基本模型

13.2.2巖石的雙重有效應(yīng)力

13.3裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.1含單裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.2含一組裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.3含多組裂隙巖體滲流規(guī)律

13.4三維應(yīng)力下裂隙滲流耦合機(jī)制

13.4.1裂隙巖體法向變形與滲流的耦合關(guān)系

13.4.2三維應(yīng)力下含單裂隙巖體滲流規(guī)律

13.4.3三維應(yīng)力下裂隙巖體滲流規(guī)律

13.5巖體流固耦合基本方程

13.5.1滲流連續(xù)性方程

13.5.2應(yīng)力平衡方程

13.5.3巖體流固耦合方程

13.6高壓流體致裂技術(shù)應(yīng)用

13.6.1非常規(guī)儲(chǔ)層改造中的水力壓裂

13.6.2采礦工程中的水力壓裂

13.6.3超臨界二氧化碳?jí)毫?

習(xí)題與思考題

14巖石力學(xué)數(shù)值分析方法

14.1概述

14.2有限單元法

14.2.1有限單元法簡(jiǎn)介

14.2.2有限元法求解問題的步驟與要點(diǎn)

14.2.3強(qiáng)度折減法與失穩(wěn)判據(jù)

14.2.4基于強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析實(shí)例

14.3有限差分法

14.3.1有限差分法簡(jiǎn)介

14.3.2有限差分法求解問題的基本步驟

14.3.3FLAC軟件簡(jiǎn)介

14.3.4軟弱圍巖隧道大變形分析實(shí)例

14.4離散單元法

14.4.1離散單元法簡(jiǎn)介

14.4.2顆粒流基本理論

14.4.3接觸本構(gòu)模型與細(xì)觀參數(shù)選擇

14.4.4PFC軟件在巖石力學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用

14.5連續(xù)-非連續(xù)單元法

14.5.1連續(xù)-非連續(xù)單元法簡(jiǎn)介

14.5.2巖體損傷破裂的力學(xué)模型

14.5.3單元接觸檢測(cè)方法

14.5.4基于CDEM的三維臺(tái)階爆破全過程分析實(shí)例

14.6無單元伽遼金法

14.7數(shù)值流形法

14.8數(shù)值分析方法展望

習(xí)題與思考題

主要參考文獻(xiàn)

后記