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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