工程巖石力學（上卷）

前言

　　這是我們兩部英文原著的中譯本：　　·《工程巖石力學·上卷：原理導論》　　·《工程巖石力學·下卷：實例問答》　　看到這兩本書的中譯本令人感到特別喜悅，因為中國目前擁有為數(shù)眾多的巖石力學的學生和從業(yè)者。作為現(xiàn)有中文文獻的補充，希望他們能夠從這兩本書給出的方法中受益。　　雖然自從這兩本書中的第一本書在英國出版到現(xiàn)在已有十年光景，但由于它們專注于巖石力學與巖石工程的基本原理，書中的內(nèi)容到今天還是有效和適用的，就如同當初寫作它們時一樣。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)英國帝國理工醫(yī)學院工程巖石力學課程內(nèi)容和作者的工程實踐經(jīng)驗寫成的。主要是介紹巖石力學的原理，然后從工程角度對其進行討論。第1～13章概述巖石力學；第14章討論工程系統(tǒng)的原理；第15～20章介紹巖石力學在巖石工程中的應(yīng)用。    本書可供巖土工程界及相近領(lǐng)域的科研、技術(shù)人員參考；最適合相關(guān)專業(yè)的本科牛、研究生作為巖石力學引論和高級巖石力學教材。

作者簡介

　　John A．Hudson教授：皇家工程院院士。于1965年畢業(yè)于英國Heriot Watt大學，1970年在美國明尼蘇達大學獲得博士學位。他以咨詢、研究、教學和出版的身份，在其職業(yè)生涯中從事工程巖石力學方面的工作，其應(yīng)用涉及土木、采礦和環(huán)境工程。除了發(fā)表許多科學論文以外，他還編輯了1993年的5卷《綜合巖石_T程論文集》。曾任《國際巖石力學與采礦科學》雜志的主編，現(xiàn)任國際巖石力學學會主席。　　從1983年到現(xiàn)在Hudson教授以副教授和教授的身份在帝國理工醫(yī)學院工作。他也是一個巖石工程咨詢公司的負責人，積極參與工程巖石力學原理和技術(shù)在世界各地有關(guān)工程實踐中的應(yīng)用研究。1998年當選為英國皇家工程院院士?！　ohn P．Harrison博士：畢業(yè)于倫敦大學帝國理工醫(yī)學院土木工程系，然后在土木T程界為承包代理和咨詢機構(gòu)工作多年。后來轉(zhuǎn)向工程巖石力學的研究，獲得帝國理工醫(yī)學院授予的碩士學位。1986年他被帝國理工醫(yī)學院聘為講授工程巖石力學的講師，1993年獲得博士學位，1996年成為高級講師。

書籍目錄

原著者序Foreword中譯本序譯者的話作者簡介前言第1章  引論　1.1  巖石力學學科　1.2  本書的內(nèi)容第2章  地質(zhì)背景　2.1  作為工程材料的巖石　2.2  天然巖石環(huán)境　2.3  地質(zhì)因素對巖石及巖體的影響第3章  應(yīng)力　3.1  在巖石力學和巖石工程中為什么要研究應(yīng)力　3.2  標量、矢量和張量之間的區(qū)別　3.3  正應(yīng)力和剪應(yīng)力分量　3.4  應(yīng)力作為一點的特性　3.5  巖石中小立方體面上的應(yīng)力分量　3.6  應(yīng)力矩陣的對稱性　3.7  一點的應(yīng)力狀態(tài)有六個獨立分量　3.8  主應(yīng)力　3.9  所有無支護開挖面都是主應(yīng)力面　3.10  結(jié)語第4章  地應(yīng)力　4.1  為什么要確定地應(yīng)力　4.2  地應(yīng)力狀態(tài)數(shù)據(jù)的表述　4.3  確定應(yīng)力的方法　4.4  應(yīng)力狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析　4.5  應(yīng)力特征單元體　4.6  基于彈性理論預(yù)測天然地應(yīng)力狀態(tài)　4.7  全球地應(yīng)力數(shù)據(jù)對比分析　4.8  高水平向應(yīng)力產(chǎn)生的原因　4.9  非連續(xù)面對鄰近應(yīng)力狀態(tài)的影響　4.10  巖體中應(yīng)力狀態(tài)的相關(guān)術(shù)語匯綜第5章  應(yīng)變　5.1  有限應(yīng)變　5.2  均質(zhì)有限應(yīng)變的示例　5.3  無窮小應(yīng)變　5.4  應(yīng)變張量　5.5  彈性柔度矩陣　5.6  與地應(yīng)力的關(guān)系第6章  完整巖塊　6.1  完整巖塊試驗的背景　6.2  單軸壓縮全應(yīng)力—應(yīng)變曲線　6.3  柔性、剛性和伺服控制試驗機　6.4  試樣幾何性質(zhì)、加載條件和環(huán)境影響　6.5  破壞準則　6.6  結(jié)語第7章  非連續(xù)面　7.1  非連續(xù)面的發(fā)育特征　7.2  非連續(xù)面的幾何特征　7.3  非連續(xù)面的力學性質(zhì)　7.4  討論第8章  巖體　8.1  變形特性　8.2  強度　8.3  峰后強度特性第9章  滲透率　9.1  基本定義　9.2  主滲透率與次滲透率　9.3  非連續(xù)介質(zhì)中的流動　9.4  非連續(xù)面網(wǎng)絡(luò)中的流動　9.5  尺寸效應(yīng)　9.6  關(guān)于有效應(yīng)力的說明　9.7  工程應(yīng)用：注漿和爆破第10章  各向異性和非均質(zhì)性　10.1  定義　10.2  各向異性　10.3  非均質(zhì)性　10.4  分析方法的分支第11章  試驗技術(shù)　11.1  了解巖石的途徑　11.2  根據(jù)工程要求選擇試驗方法　11.3  完整巖塊試驗　11.4  非連續(xù)面試驗　11.5  巖體試驗　11.6  標準化試驗第12章  巖體分類　12.1  巖體分類(RMR)系統(tǒng)　12.2  Q系統(tǒng)　12.3  巖體分類系統(tǒng)的應(yīng)用　12.4  分類系統(tǒng)與巖體特性的聯(lián)系　12.5  討論　12.6  巖體分類方法的擴展　12.7  結(jié)論第13章  巖石動力學與時間相關(guān)性　13.1  引言　13.2  應(yīng)力波　13.3  時間相關(guān)性　13.4  巖石工程中的時間相關(guān)性第14章  巖石力學相互作用和巖石工程系統(tǒng)(RES)　14.1  主題介紹　14.2  相互作用矩陣　14.3  巖石力學中的相互作用矩陣　14.4  相互作用矩陣的對稱性　14.5  巖石力學—巖石工程相互作用矩陣　14.6  巖石力學相互作用矩陣的進一步示例說明　14.7  結(jié)語第15章  開挖原理　15.1  開挖過程　15.2  巖石爆破　15.3  特殊爆破技術(shù)　15.4  機械開挖　15.5  開挖引起的振動第16章  穩(wěn)定作用原理　16.1  開挖對巖體環(huán)境的影響　16.2  穩(wěn)定作用對策　16.3  巖體加固　16.4  巖體支護　16.5  “過渡”巖體的穩(wěn)定措施　16.6  關(guān)于巖體穩(wěn)定方法的進一步討論第17章  地面開挖不穩(wěn)定性機制　17.1  邊坡不穩(wěn)定性　17.2  地基的不穩(wěn)定性第18章  地面開挖的設(shè)計與分析　18.1  邊坡不穩(wěn)定性機制的分析　18.2  全開挖的組合運動分析　18.3  地基：變化荷載作用區(qū)域下的應(yīng)力分布　18.4  在分析中綜合考慮巖石和現(xiàn)場因素變化的技術(shù)第19章  地下開挖的不穩(wěn)定性機制　19.1  結(jié)構(gòu)控制的不穩(wěn)定性機制　19.2  應(yīng)力控制的不穩(wěn)定性機制　19.3  關(guān)于時間相關(guān)性和風化的說明第20章  地下開挖的設(shè)計與分析　20.1  針對結(jié)構(gòu)控制的不穩(wěn)定性的設(shè)計　20.2  針對應(yīng)力控制的不穩(wěn)定性的設(shè)計　20.3  一體化設(shè)計過程參考文獻附錄A  應(yīng)力與應(yīng)變分析　A.1  應(yīng)力分析　A.2  符號　A.3  一般的三維應(yīng)力場　A.4  應(yīng)力張量的轉(zhuǎn)換　A.5  主方向和主應(yīng)力　A.6  莫爾應(yīng)力圓　A.7  應(yīng)變分析附錄B  赤平投影　B.1  赤平投影法　B.2  基本幾何　B.3  投影到二維圖　B.4  平面的等角投影：大圓　B.5  生成小圓　B.6  應(yīng)用半球投影網(wǎng)絡(luò)：繪制矢量　B.7  利用赤平投影網(wǎng)絡(luò)：繪制平面　B.8  確定兩個平面交截線　B.9  確定兩個矢量的平分線　B.10  繞任意軸旋轉(zhuǎn)　B.11  幾個要點

章節(jié)摘錄

　　第1章　引言　　1.1　巖石力學學科　　巖石力學以巖石物理學為基礎(chǔ)，最早開始于20世紀50年代，直到20世紀60年代才逐漸發(fā)展成為一門獨立的學科。在前面的序中我們已經(jīng)提到，巖石力學是一門研究巖石對外界擾動響應(yīng)的學科，在這里考慮的是工程擾動，即因人類活動而引起的擾動。對于自然擾動的情況，基于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的概念，巖石力學用于對巖石變形的分析，即在造山運動或其他地質(zhì)作用過程中，隨著作用于巖石的應(yīng)力的變化，褶皺、斷層及裂隙是如何發(fā)展的。然而，在本書中，我們關(guān)注的是巖石力學在土木、采礦和石油工程中的應(yīng)用?！　r石力學可以具有廣泛的工程應(yīng)用范圍，從壩肩、核電站基礎(chǔ)、礦石和骨料的各種開采方法，到石油鉆井的穩(wěn)定性分析，還包括在一些新的研究領(lǐng)域的應(yīng)用，如地熱能、放射性廢物處置。巖石力學區(qū)別于其他工程學科的主要特征在于，它在很大的規(guī)模上把力學應(yīng)用于本身存在有應(yīng)力的天然生成的材料?！　D1.1和圖1.2分別為典型的足尺巖石結(jié)構(gòu)和巖石材料本身的特寫照片。從圖中明顯可見，在基本的力學分析和工程應(yīng)用兩個方面都必須考慮巖體和巖石材料的特性，這一點自20世紀60年代巖石力學學科誕生以來已越來越得到重視。　　在土木和采礦工程領(lǐng)域，20世紀60年代是巖石力學繁榮發(fā)展的非?；钴S的時期。1963年，一個偉大的里程碑誕生了，即成立了國際巖石力學學會，隨后其得到穩(wěn)定發(fā)展，現(xiàn)已擁有來自37個國家”的大約7000名會員。巖石力學的應(yīng)用遍及全世界，在那些地表主要由巖石組成的國家，巖石工程隨處可見，如智利、芬蘭、蘇格蘭、西班牙、前南斯拉夫?！?/pre>




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　　“工程巖石力學”是一門用于設(shè)計巖石結(jié)構(gòu)物的學科?！豆こ處r石力學》清晰、系統(tǒng)地闡述了工程巖石力學的基本原理及其相互作用，討論了巖體開挖與支護的基本概念，介紹了這些原理在巖石工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。對于巖石力學與工程界的技術(shù)人員，《工程巖石力學》是一本值得推薦的、有益的、全面系統(tǒng)的信息源。





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