绪论 1
一、矿山工程力学的研究对象和内容 1
二、学习矿山工程力学的目的 1
三、矿山工程力学发展概述 2
第一部分 静力分析基础 5
引言 6
第一章 静力学基础 7
第一节 静力学基本概念 7
一、力的概念 7
二、力系的概念 8
三、刚体的概念 8
四、平衡的概念 8
第二节 静力学公理 8
第三节 力在轴上的投影与力的分解 11
一、力在直角坐标轴上的投影 11
二、力沿坐标轴分解 11
三、合力投影定理 12
第四节 力矩力偶 13
一、力对点之矩 13
二、合力矩定理 13
三、力偶 14
第五节 约束与约束反力 15
一、约束与约束反力的概念 15
二、工程中常见的几种约束类型 16
第六节 物体的受力分析受力图 18
思考题 20
习题 21
第二章 平面力系 23
第一节 力线平移定理 23
第二节 平面一般力系向一点的简化 24
一、平面一般力系向作用面内任一点的简化 24
二、平面一般力系简化结果的分析 25
三、合力矩定理 26
第三节 平面力系的平衡条件平衡方程 27
一、平面一般力系的平衡条件 27
二、平面一般力系的平衡方程 28
三、几种平面特殊力系的平衡方程 29
第四节 物体系统的平衡 32
一、物体系统的平衡问题 32
二、静定与超静定问题的概念 33
第五节 摩擦 34
一、滑动摩擦 35
二、摩擦角与自锁现象 36
三、考虑摩擦时的平衡问题举例 36
思考题 38
习题 38
第三章 空间力系 44
第一节 力在空间直角坐标系上的投影 44
一、直接投影法 44
二、间接投影法（二次投影法） 44
第二节 力对轴之矩 45
第三节 空间一般力系的平衡 47
一、空间力系的简化 47
二、空间力系的平衡条件和平衡方程 48
三、空间力系的平衡问题 49
第四节 平行力系中心及物体的重心 50
一、平行力系的中心 50
二、物体的重心 51
思考题 54
习题 55
第二部分 强度和变形分析基础 59
引言 60
第四章 变形固体的基本概念 61
第一节 变形固体及其基本假设 61
第二节 外力 内力 应力 62
一、外力 62
二、内力 62
三、应力 63
第三节 位移 变形 应变 64
一、位移 64
二、变形和应变 64
第四节 构件的分类 杆件变形的基本形式 65
一、构件的分类 65
二、杆件变形的基本形式 65
思考题 66
习题 66
第五章 轴向拉伸和压缩 68
第一节 轴向拉伸和压缩的概念 68
第二节 轴向受拉（压）杆的内力 轴力图 69
第三节 轴向受拉（压）杆的应力 70
一、横截面上的应力 70
二、斜截面上的应力 71
第四节 轴向受拉（压）杆的变形 胡克定律 72
一、轴向受拉（压）杆的变形 72
二、胡克定律 73
第五节 材料在拉（压）时的力学性能 75
一、材料在拉伸时的力学性能 75
二、材料在压缩时的力学性能 79
三、材料的塑性和脆性及其相对性 79
第六节 轴向受拉（压）杆的强度计算 80
一、强度条件 80
二、强度计算 81
第七节 应力集中的概念 83
第八节 拉（压）超静定问题的解法 83
一、超静定问题及其解法 83
二、装配应力 84
三、温度应力 85
思考题 86
习题 86
第六章 连接的实用计算 90
第一节 工程实际中的连接件 90
第二节 连接件的实用计算 91
一、剪切的实用计算 91
二、挤压的实用计算 92
三、举例 92
四、焊接的实用计算 95
思考题 96
习题 97
第七章 扭转 100
第一节 工程中的受扭杆 100
第二节 外力偶矩 扭矩和扭矩图 100
一、功率、转速与外力偶矩间的关系 100
二、扭矩和扭矩图 101
第三节 圆轴扭转时的应力和变形 102
一、圆轴扭转时横截面上的应力 102
二、薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力 切应力互等定理 104
三、圆轴的扭转变形 105
第四节 圆轴扭转时的强度和刚度计算 105
一、强度条件 105
二、刚度条件 106
三、强度和刚度计算 106
第五节 扭转的超静定问题 109
思考题 109
习题 110
第八章 弯曲 113
第一节 工程中的受弯杆 113
第二节 剪力和弯矩 114
一、剪力和弯矩 115
二、剪力和弯矩的正、负号的规定 116
三、用截面法计算指定截面上的剪力和弯矩 116
第三节 剪力图和弯矩图 118
一、剪力方程和弯矩方程 118
二、剪力图和弯矩图的绘制 118
三、绘制剪力图和弯矩图的步骤 118
第四节 剪力、弯矩和荷载集度之间的关系 121
一、Fs（x）、M（x）和q（x）之间的微分关系 121
二、不同荷载作用下梁的剪力图和弯矩图 122
三、用微分关系法绘制梁的剪力图和弯矩图 123
第五节 杆件弯曲时的正应力 125
一、纯弯曲的概念 125
二、纯弯曲梁的变形特点 126
三、纯弯时梁横截面上的正应力分布 127
四、纯弯曲正应力公式 128
五、惯性矩 129
六、纯弯正应力公式的应用 131
第六节 弯曲正应力强度计算 133
一、最大正应力 133
二、梁的正应力强度条件 135
第七节 弯曲切应力强度计算 138
一、梁横截面上的切应力 138
二、梁的切应力强度条件 141
第八节 梁的变形 143
一、梁的变形分析 143
二、梁的挠曲线近似微分方程 144
三、用积分法求梁的变形 145
四、用叠加法求梁的变形 149
五、梁的刚度校核 151
第九节 提高梁承载能力的措施 152
一、提高梁强度的措施 152
二、提高梁刚度的措施 155
第十节 简单超静定梁的解法 155
思考题 157
习题 159
第九章 应力状态分析 166
第一节 应力状态的概念 166
一、一点处的应力状态 166
二、应力状态的表示方法 166
三、应力状态的分类 168
第二节 平面应力状态下的应力分析 168
第三节 应力圆 170
一、应力圆的概念 170
二、应力圆的绘制 170
三、单元体与应力圆之间的对应关系 170
四、用应力圆求单元体任意斜截面上的应力 171
第四节 主应力 172
一、主平面的位置 172
二、主应力的数值 173
三、最大切应力 173
第五节 三向应力状态下的应力分析 176
一、三向应力圆 176
二、最大正应力和最大切应力 177
第六节 广义胡克定律 178
思考题 181
习题 181
第十章 强度理论及组合变形 185
第一节 强度理论的概念 185
第二节 几种主要的强度理论 186
一、最大拉应力理论（第一强度理论） 186
二、最大拉应变理论（第二强度理论） 186
三、最大切应力理论（第三强度理论） 187
四、形状改变比能理论（第四强度理论） 187
五、强度理论的简单应用 189
第三节 组合变形的概念 192
第四节 弯曲与拉伸（压缩）组合 194
一、弯曲与拉伸（压缩）组合 194
二、偏心压缩 196
第五节 弯曲与扭转组合 199
思考题 202
习题 203
第十一章 压杆稳定 208
第一节 压杆稳定的概念 208
第二节 压杆的临界力 209
一、细长压杆的临界力 209
二、压杆的临界应力 212
第三节 压杆的稳定计算 214
一、稳定条件的两种形式 214
二、压杆的稳定计算 216
第四节 提高压杆稳定性的措施 220
思考题 221
习题 222
第十二章 交变应力与疲劳破坏 225
第一节 交变应力及其循环特征 225
第二节 疲劳破坏和持久极限 226
一、疲劳破坏的特征 226
二、材料的持久极限 227
第三节 构件的持久极限与疲劳强度计算 228
一、构件的持久极限 228
二、构件的疲劳强度计算 231
思考题 231
习题 232
第三部分 矿山围岩受力分析基础 233
引言 234
第十三章 岩石的物理力学性质 235
第一节 岩石的基本物理性质 235
一、岩石的容重和密度 235
二、岩石的相对密度 236
三、岩石的孔隙性 237
四、岩石的水理性质 238
五、岩石的碎胀性 242
第二节 岩石的力学性质 243
一、岩石的单轴抗压强度 243
二、岩石的抗拉强度 244
三、岩石的抗剪强度 245
第三节 岩石的破坏特性 249
一、脆性破坏 249
二、塑性破坏 249
三、弱面剪切破坏 250
第四节 岩石的强度理论 250
一、莫尔强度理论 251
二、格里菲斯强度理论 253
第五节 岩石的变形特性 254
思考题 256
习题 257
第十四章 原岩应力 258
第一节 概述 258
第二节 自重应力和构造应力 258
一、自重应力 259
二、构造应力 260
第三节 原岩应力的实测方法 260
一、应力解除法 260
二、应力恢复法 263
思考题 264
习题 264
第十五章 岩层巷道的稳定分析 265
第一节 概述 265
第二节 巷道围岩应力计算 265
一、弹性变形内的应力分布 265
二、非弹性变形区的应力分布 268
第三节 松散围岩的压力计算 269
第四节 锚喷支护原理的力学分析 274
一、锚杆支护作用原理 275
二、锚杆参数的确定 277
三、喷射混凝土支护原理 279
四、喷射混凝土厚度确定 280
第五节 软岩巷道锚索支护 282
思考题 284
习题 284
第十六章 长壁工作面采场矿压 286
第一节 采场矿山压力概述 286
一、原岩应力状态 286
二、围岩力学性质 286
三、岩体结构 287
四、膨胀压力的影响因素 287
第二节 回采引起的支撑压力分布 288
第三节 采场上覆岩层的稳定分析 290
第四节 液压支架工作阻力确定 293
思考题 295
习题 295
附录 296
附录A 常用材料的力学性能 296
附录B 常见截面的几何性质 296
附录C 梁的挠度与转角 298
附录D 型钢表 299
附录E 普氏岩石分级表 306
参考文献 307