矿山岩石力学 第2版PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 岩石力学的发展简史 2

1.1.1 初始阶段（19世纪末～20世纪初） 2

1.1.2 经验理论阶段（20世纪初～20世纪30年代） 2

1.1.3 经典理论阶段（20世纪30年代～20世纪60年代） 2

1.1.4 近代发展阶段（20世纪60年代至今） 4

1.2 矿山岩石力学的基础知识 6

1.2.1 基本概念 6

1.2.2 采矿工程的力学特点 10

1.2.3 矿山岩石力学对采矿工程的作用 10

1.3 矿山岩石力学的研究内容与方法 11

1.3.1 岩石力学的研究领域及问题 11

1.3.2 矿山岩石力学的研究内容 12

1.3.3 矿山岩石力学的研究方法 13

1.3.4 矿山岩石力学的教学目的与学习方法 14

习题 15

参考文献 15

2 岩石的基本物理力学性质 17

2.1 岩石的物理性质 18

2.1.1 密度与容重 18

2.1.2 岩石的孔隙性 19

2.1.3 岩石的水理性 20

2.1.4 岩石的其他特性 23

2.2 岩石的力学性质 24

2.2.1 岩石的强度 24

2.2.2 岩石的变形性质 38

2.3 岩石的扩容 48

2.4 岩石的流变 50

2.4.1 概述 50

2.4.2 三种基本元件的力学模型 53

2.4.3 组合模型 55

2.4.4 岩石的长期强度 65

2.5 岩石的各向异性 67

2.5.1 极端各向异性体的应力应变关系 67

2.5.2 正交各向异性体的应力-应变关系 68

2.5.3 横观各向同性体的应力-应变关系 69

2.5.4 各向同性体 70

2.6 影响岩石力学性质的主要因素 70

2.6.1 矿物成分对岩石力学性质的影响 70

2.6.2 岩石的结构构造对岩石力学性质的影响 70

2.6.3 水对岩石力学性质的影响 70

2.6.4 温度对岩石力学性质的影响 71

2.6.5 加载速度对岩石力学性质的影响 72

2.6.6 受力状态对岩石力学性能的影响 72

2.6.7 风化对岩石力学性质的影响 72

2.7 岩石的强度理论 73

2.7.1 最大伸长线应变理论 74

2.7.2 库仑准则（Coulomb） 74

2.7.3 莫尔强度准则 77

2.7.4 格里菲斯强度理论 79

2.7.5 德鲁克-普拉格准则（Drucker-Prager） 80

习题 80

参考文献 82

3 岩体的力学性质及其分类 84

3.1 概述 84

3.2 岩体结构 87

3.2.1 岩体分类 87

3.2.2 岩体力学机制分析方法简介 89

3.3 结构面 91

3.3.1 结构面的分级 91

3.3.2 结构面的状态 93

3.3.3 结构面的力学性质 95

3.4 岩体的强度特性 105

3.4.1 岩体强度的测定 106

3.4.2 岩体强度的估算 109

3.4.3 岩体破坏机理及破坏判据 112

3.5 岩体的变形特性 113

3.5.1 岩体的单轴和三轴压缩变形特征 113

3.5.2 岩体的剪切变形特征 115

3.5.3 岩体各向异性变形特征 115

3.5.4 原位岩体变形参数测定 116

3.6 岩体的水力学性质概述 121

3.6.1 岩体与土体渗流的区别 121

3.6.2 岩体空隙的结构类型 121

3.6.3 岩体的渗流问题 122

3.6.4 地下水渗流对岩体性质的影响 124

3.7 岩体质量评价及其分类 126

3.7.1 按岩石（芯）质量指标（RQD）分类 126

3.7.2 按岩体结构类型分类 127

3.7.3 岩体质量分级 128

3.7.4 岩体地质力学（CSIR）分类 130

3.7.5 巴顿岩体质量（Q）分类 132

习题 135

参考文献 137

4 原岩应力及其测量 139

4.1 概述 139

4.1.1 认识地应力的工程意义 139

4.1.2 地应力的成因 141

4.2 重力应力场 142

4.3 构造应力场 144

4.4 地应力分布的一般规律 146

4.5 影响原岩应力分布的因素 150

4.6 地应力测量 151

4.6.1 直接测量法 152

4.6.2 间接测量法 159

习题 170

参考文献 171

5 地下硐室围岩稳定性分析与控制 172

5.1 概述 172

5.2 弹性理论计算巷道围岩与衬砌应力 173

5.2.1 无内压巷道围岩应力分布 174

5.2.2 有内压巷道围岩与衬砌的应力计算 183

5.3 巷道围岩应力分布的弹塑性力学分析法 186

5.3.1 围岩的破坏方式 186

5.3.2 巷道围岩应力的弹塑性力学分析 188

5.4 巷道围岩位移 192

5.4.1 无支反力作用下圆形巷道围岩弹性位移 192

5.4.2 轴对称条件下有支反力作用的圆形巷道周边弹性位移 194

5.4.3 轴对称条件下塑性区位移 194

5.5 围岩压力计算 195

5.5.1 支架与围岩共同作用原理 196

5.5.2 围岩变形压力的弹塑性理论计算 198

5.5.3 围岩压力的块体极限平衡理论计算 202

5.5.4 围岩压力的压力拱理论计算 204

5.5.5 太沙基理论计算围岩压力 207

5.5.6 竖井地压分析 210

5.6 软岩工程与深部开采特性 218

5.6.1 软岩工程特性 219

5.6.2 地下工程围岩的分区变形破裂特征 224

5.7 岩体地下工程维护原则及支护设计原理 227

5.7.1 岩体地下工程维护的基本原则 227

5.7.2 支护分类与围岩加固 230

习题 240

参考文献 242

6 矿山地压显现规律 244

6.1 圆形巷道围岩应力分布规律 245

6.1.1 双向不等压圆形巷道围岩的弹性应力状态 245

6.1.2 相邻圆形巷道围岩的弹性应力状态 246

6.1.3 围岩的支承压力分布 248

6.2 采准巷道矿压显现规律 251

6.2.1 水平巷道矿压显现规律 251

6.2.2 倾斜巷道矿压显现规律 253

6.3 采矿工作面矿压显现规律 255

6.3.1 概述 255

6.3.2 回采工作面支承压力分布 259

6.3.3 顶板应力分区与覆岩变形和破坏规律 262

6.3.4 影响采矿工作面矿压显现的因素 270

6.3.5 分层开采时的矿压显现特点 271

6.4 冲击地压及其控制 272

6.4.1 冲击地压 272

6.4.2 顶板冲击地压 276

习题 281

参考文献 281

7 采场地压与控制 283

7.1 采矿方法简介 283

7.1.1 崩落采矿法 283

7.1.2 充填采矿法 284

7.1.3 空场采矿法 285

7.2 空场法的地压控制与评价 285

7.2.1 缓倾斜顶板应力分析与矿柱设计 286

7.2.2 倾斜及急倾斜厚矿体围岩稳定性分析及矿柱计算 307

7.2.3 急倾斜薄矿脉群地压显现与夹壁稳定性 310

7.2.4 采空区的安全评价方法 312

7.3 充填法的地压 320

7.3.1 充填体类型 320

7.3.2 充填体对控制地压的作用 321

7.3.3 充填体的稳定性分析 322

7.4 崩落法的地压 323

7.4.1 无底柱崩落采矿法回采进路的地压控制 323

7.4.2 有底柱崩落采矿法的地压控制 327

7.4.3 自然崩落法的可崩性控制 332

7.5 长壁式开采的地压问题 335

7.5.1 采场地压假说 335

7.5.2 老顶岩层的稳定性 338

7.5.3 回采工作面顶板控制 340

习题 349

参考文献 350

8 露天开采边坡稳定性分析与控制 352

8.1 概述 352

8.1.1 露天矿边坡的概念和特点 352

8.1.2 边坡工程对国民经济建设的影响 353

8.1.3 露天矿边坡变形和破坏 355

8.2 影响露天矿边坡稳定性的主要因素 358

8.3 边坡稳定性分析 362

8.3.1 平面滑动计算 364

8.3.2 楔体滑动计算 367

8.3.3 圆弧形滑动 369

8.3.4 有限差分法计算简介 376

8.4 滑坡的防治 377

8.4.1 滑坡防治方法分类及防治原则 377

8.4.2 滑坡的监测 379

8.4.3 滑坡的预测与监测预报 383

习题 386

参考文献 388

9 现场地压观测与分析 389

9.1 围岩位移与变形观测 390

9.1.1 围岩表面位移测量 390

9.1.2 围岩内部位移测量 395

9.2 支架荷载测量 403

9.2.1 锚杆测力计与拉拔试验 403

9.2.2 岩柱与支架压力监测 403

9.2.3 矿压遥测仪 411

9.3 围岩应力测量 413

9.3.1 光弹应力计 413

9.3.2 光弹应变计 414

9.4 岩体声发射监测预报技术 415

9.4.1 概述 415

9.4.2 声发射测试 417

9.5 光电技术在地下工程监测中的应用 419

9.5.1 光纤传感的特点 420

9.5.2 光纤传感技术原理 420

9.5.3 光纤传感技术在岩体地下工程监测中的应用 420

习题 421

参考文献 422