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绪言 1
第一章岩石的强度理论及其特性 1
1-1莫尔强度理论 1
一、岩石单元体的莫尔应力圆 1
二、莫尔强度理论 3
三、莫尔强度曲线的简化 4
1-2库仑强度理论 13
1-3格里菲斯强度理论 16
一、格里菲斯强度理论概念 16
二、岩石中裂隙孔壁的切应力极值 16
三、格里菲斯强度准则 19
四、岩石中裂隙的扩展 22
五、格里菲斯强度曲线 23
六、修正的格里菲斯强度理论 25
1-4其它强度理论 27
一、八面体强度理论 27
二、最大拉应变强度理论 28
三、最大剪应力强度理论 28
1-5岩石强度测定及其特性 29
一、基本概念 29
二、单向抗压强度的测定及其影响因素 30
三、单向抗拉强度的测定 35
四、抗剪强度的测定及剪切强度曲线 35
五、岩石的三轴抗压强度 38
六、岩石的基本破坏类型 39
一、水平层状岩体的应力分析 40
2-1水平层状岩体的单轴抗压强度 40
第二章层间不具有粘结力层状岩体的强度分析 40
二、水平层状岩体的强度条件分析 43
2-2水平层状岩体的三轴抗压强度 46
一、水平层状岩体的三维应力分析 46
二、按莫尔强度理论分析层状岩体的强度 50
三、按最大剪应力理论分析层状岩体的强度 53
2-3倾斜层状岩体的应力及三轴抗压强度 54
一、倾斜层状岩体中岩石交界层面处的应力 54
二、倾斜层状岩体的强度条件分析 60
第三章层间具有粘结力层状岩体的应力应变分析及强度条件 63
3-1 水平层状岩体的单轴抗压强度 63
一、岩石交界层面处的应力应变分析计算 63
三、岩体强度条件 66
二、岩石交界层面处以外区域岩石的应力状态 66
3-2水平层状岩体的三轴抗压强度 71
一、层状岩体的应力应变分析 71
二、层状岩体强度条件讨论 78
3-3倾斜层状岩体的应力应变及其强度 80
一、倾斜层状岩体应力应变的计算原理 80
二、岩石交界层面处的应力应变分析计算 82
三、岩石交界层面处以外岩石的应力应变 87
四、结论及分析 87
3-4层状岩体的单轴和三轴抗压强度试验研究 88
一、岩体试件及实验 88
二、单轴抗压强度实验结果及其分析讨论 89
三、三轴抗压强度实验结果及其分析讨论 94
4-1概述 99
第四章 节理岩体强度条件分析 99
一、节理强度曲线 101
4-2具有内聚力节理岩体的强度 101
二、单节理岩体的强度条件 102
三、单组节理岩体的强度条件 106
四、多组节理岩体的强度条件 108
4-3无内聚力节理岩体的强度 111
一、单组节理岩体强度 111
二、多组节理岩体强度 113
三、节理摩擦角 113
4-4节理岩体强度的试验研究及其分析 117
一、单组节理岩体强度的各向异性 117
二、多组节理岩体强度的“各向同性” 118
5-1 层状岩体宏观强度条件的基本概念 119
第五章层状岩体的宏观强度及其当量物理力学性质的探讨 119
5-2层状岩体的宏观强度理论 120
一、层状岩体的基本强度 120
二、最大应力强度理论 122
三、最大应变强度理论 122
5-3层状岩体的当量物理力学性质计算 123
一、层状岩体的当量弹性模量 124
二、层状岩体的当量泊松比 126
三、层状岩体的当量剪切弹性模量 129
第六章影响岩体强度的因素 132
6-1 层状岩体的宏观热膨胀应力 132
一、层状岩体的热膨胀系数 132
二、层状岩体的热膨胀应力 134
6-层状岩体的微观热膨胀应力及对岩体强度的影响 136
一、层状岩体中岩石交界层面处的热膨胀应力 137
二、层状岩体中岩石交界层面处区域以外的热膨胀应力 141
三、全约束条件下层状岩体的热膨胀应力 141
四、热膨胀效应对层状岩体的强度影响 143
6-3湿膨胀效应及对层状岩体强度的影响 144
一、层状岩体的湿膨胀系数 144
二、层状岩体的湿膨胀应力 147
三、层状岩体的微观湿膨胀应力 147
四、全约束条件下层状岩体的湿膨胀应力 150
五、湿膨胀效应对层状岩体强度的影响 151
6-4影响岩体强度的其它因素 151
一、岩体的孔隙 151
二、岩体中的水 152
三、气体和瓦斯的影响 154
四、地震应力的影响 155
第七章岩石力学中的几个本构模型 157
7-1应力不变量和应力路径 157
一、应力不变量 157
二、八面体应力 158
三、应力路径 159
7-2线弹性模型 162
一、线弹性矩阵〔D〕 163
二、材料常数的确定 164
7-3弹塑性模型 167
一、屈服准则 167
二、流动法则 170
三、硬化定律 171
7-4变弹性常数模型 176
一、双线性模型 176
二、K——G模型 176
三、双曲线模型 177
7-5帽盖模型 180
一、固定屈服面 181
二、帽盖屈服面 181
三、帽盖模型中参数的确定 183
7-6德赛模型 191
一、德赛模型 192
二、常数α、β、γ、m、n的确定 193
一、无拉压力模型 196
7-7不连续岩体模型 196
二、层间滑移模型 197
第八章巷道围压及其稳定性 200
8-1巷道围岩弹性区的应力 201
一、圆形断面巷道的次生应力 201
二、椭圆形断面巷道的次生应力 205
三、矩形断面巷道应力分布 207
四、拱形断面巷道围岩应力分布 208
五、巷道稳定性判断 208
8-2巷道围岩塑性区应力 210
一、平衡方程 211
二、塑性条件 211
三、塑性区的次生应力 212
四、围岩应力变化规律及其变形状态 213
五、塑性区半径？ 214
六、λ≠1时塑性区的边界 215
8-3巷道围岩位移分析 217
一、弹性区位移 217
二、塑性区位移 220
第九章井巷地压及其计算分析 222
9-1概述 222
一、地压现象与地压 222
二、地压的分类 222
三、围岩与支架共同作用 224
四、圆形巷道支架压力——位移的数学表达式 226
9-2巷道变形地压 228
一、解算力法 228
二、弹性变形地压 228
三、塑性变形地压的计算 230
9-3水平巷道松动地压 234
一、普氏理论 234
二、浅埋巷道地压的计算 241
三、太沙基理论 242
四、块体极限平衡理论 244
9-4竖井地压分析 246
一、岩体开掘竖井后的应力重新分布 246
二、竖井地压计算 249
第十章巷道维护及锚喷支护 253
10-1井巷维护的基本原则 253
10-1井巷维护的基本原则…………………………………………………………………………一、选择合理的井巷位置 253
二、选择合理的井巷断面形状和尺寸 253
五、改变巷道围岩应力状态，减小巷道周边应力集中 254
四、确定合理的支护时间 254
三、选择合理的支护类型 254
10-2喷锚支护原理 255
一、喷层的力学作用 256
二、锚杆的力学作用 257
10-3锚杆设计与计算 258
一、支护均质层状软岩 258
二、支护块状围岩 259
三、加固裂隙围岩 260
10-4喷射混凝土设计与计算 260
一、支护危岩 260
二、支护软弱围岩 262
10-5喷锚支护计算及分析 263
一、结构承载力计算方法 264
二、支护抗力计算方法 266
10-6喷锚支护类型及选择 270
第十一章矿山压力理论及应用 274
11-1概述 274
一、采场地压的特点 274
二、采场地压的研究内容 275
三、按采矿方法划分的地压问题 275
四、采场围岩次生应力场分析 275
11-2空场法地压计算分析 280
一、空场法地压显现形式及一般规律 280
二、缓倾斜矿体顶板稳定性与极限跨度 281
三、缓倾斜矿体的矿柱稳定性分析 284
四、倾斜及急倾斜厚矿体围岩稳定性分析及矿柱计算 289
五、急倾斜薄矿脉群的地压 293
六、采空区处理 295
11-3充填法地压分析 297
一、充填体类型 298
二、充填体对地压的控制作用 299
三、充填体的稳定性分析 300
四、对充填法控制地压的评述 301
11-4崩落法地压计算及其分析 301
一、有底柱崩落采矿法的地压问题 302
二、受控崩落 306
三、长壁式采矿法的地压问题 308
11-5覆盖岩层的破坏与移动规律研究 309
一、空区覆盖岩层的破坏规律 309
二、地表塌陷及崩落角 312
三、滑坡及滚石 313
11-6采场地压控制方法 315
一、合理确定采场断面形状及矿房、矿柱参数 316
二、支撑与岩体加固 316
三、利用免压拱控制采场地压 316
四、合理的回采顺序 317
五、充填 318
六、崩落 318
11-7矿山冲击地压及其控制 318
一、概述 318
二、冲击地压的发生条件 320
三、冲击地压的预测 321
四、冲击地压的控制 322
主要参考资料 324