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目录1

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