岩石力学

《岩石力学》是由吴顺川主编，高等教育出版社于2021年9月18日出版的高等学校新体系土木工程系列教材。该书可作为各类岩石工程领域相关专业本科生教材，其扩展学习内容可作为研究生教材使用，亦可作为相关专业的高等学校教师、科研院所及工程设计与施工单位技术人员的参考用书。

该教材共14章，系统介绍了岩石力学与岩石工程的基本理论、试验方法、技术应用等知识。第1章绪论部分叙述了岩石力学的过去、现在和未来；第2~7章为岩石力学的基础知识内容，包括岩石工程地质环境、岩石物理力学性质、结构面与岩体力学性质、工程岩体分级、岩石强度理论与本构关系；第8~11章为岩石工程应用方面的内容，包括岩石地下工程、深部岩石工程、岩石地基工程和岩石边坡工程；第12~14章为扩展学习内容，包括岩石动力学、岩石工程流固耦合及岩石力学数值分析方法。

岩石力学教材目录
岩石力学造价信息
岩石力学教学资源
岩石力学成书过程
岩石力学常见问题
岩石力学内容简介
岩石力学教材特色
岩石力学作者简介
岩石力学文献
岩石力学物理模拟岩石力学的研究对象
岩石力学与工程学报文化传统
分形-岩石力学导论图书简介

岩石力学基本信息

书名	岩石力学	作者	吴顺川主编，李利平、张晓平副主编
类别	高等学校新体系土木工程系列教材	出版社	高等教育出版社
出版时间	2021年9月18日	页数	448 页
开本	16 开	装帧	平装
ISBN	9787040565959	字数	570千字
CIP核字号	2021154069

岩石力学教材目录

前辅文

1绪论

1.1岩石力学学科发展简史

1.1.1学科起源

1.1.2发展阶段

1.2岩石力学研究内容与关键问题

1.2.1岩石的复杂性

1.2.2岩石力学的研究内容

1.2.3岩石力学的核心问题

1.2.4工程中的岩石力学问题

1.3岩石力学主要研究方法

1.4岩石工程与学科发展

1.4.1工程实践促进学科发展

1.4.2我国岩石工程的复杂性

1.4.3我国岩石工程面临的挑战

1.4.4岩石力学学科发展趋势

1.5本书主要内容

习题与思考题

2岩石工程地质环境

2.1岩石工程的特殊性

2.2影响岩体性质的地质要素

2.2.1完整岩块

2.2.2结构面

2.2.3地应力

2.2.4孔隙流体

2.2.5温度

2.3岩石的矿物成分与地质成因

2.3.1岩石的矿物成分与结构构造

2.3.2岩石的地质成因

*2.3.3三大类岩石的野外鉴别

2.4结构面成因与分类

2.4.1结构面地质成因

2.4.2结构面力学成因

2.4.3结构面分级与岩体结构类型

2.5地应力及其分布规律

2.5.1地应力的基本构成

2.5.2影响地应力场的因素

2.5.3浅部地应力分布的一般规律

2.5.4地应力测量方法简介

2.5.5初始应力场的估算原则

习题与思考题

3岩石物理力学性质

3.1岩石物理性质

3.1.1岩石密度与比重

3.1.2岩石的孔隙性

3.1.3岩石的水理性

*3.1.4岩石的热学特性

3.2岩石强度特性

3.2.1岩石单轴抗压强度

3.2.2岩石点荷载强度

3.2.3岩石三轴抗压强度

3.2.4岩石抗拉强度

3.2.5岩石抗剪强度

3.3岩石变形特性

3.3.1岩石变形指标及其确定

3.3.2单轴压缩条件下的变形特征

3.3.3循环荷载作用下的变形特征

3.3.4三轴压缩条件下的变形特征

3.3.5岩石的扩容

3.4岩石的流变

3.5影响岩石力学性质的因素

3.5.1矿物成分的影响

3.5.2岩石结构构造的影响

3.5.3水的影响

3.5.4温度的影响

3.5.5风化程度的影响

3.5.6围压与加载速率的影响

习题与思考题

4结构面与岩体力学性质

4.1结构面自然特征与参数采集

4.1.1结构面的自然特征

4.1.2结构面的参数采集

4.2结构面力学性质

4.2.1结构面法向变形

4.2.2结构面切向变形

4.2.3结构面抗剪强度

4.2.4结构面剪切特性影响因素

4.3岩体强度特性

4.3.1岩体强度经验关系估算

4.3.2岩体强度理论分析

4.3.3岩体强度数值分析

4.3.4岩体强度原位测试

4.4岩体变形特性

4.4.1岩体变形曲线及特征

4.4.2岩体变形参数经验估算

4.4.3岩体变形参数原位测试

4.5岩体水力学性质

4.5.1渗流对岩体物理力学性质的影响

4.5.2岩体渗透系数测试

习题与思考题

5工程岩体分级

5.1岩体地质力学分级（RMR）

5.2矿山岩体分级（MRMR）

5.3巴顿岩体质量分级（Q）

5.3.1Q分级系统

5.3.2Q值与地下工程支护措施

5.3.3Q系统在边坡工程中的应用

5.4地质强度指标（GSI）

5.5边坡工程岩体质量评价

5.5.1边坡工程岩体分级（SMR）

5.5.2中国边坡工程岩体分级（CSMR）

5.6工程岩体分级系统的关联

5.7工程岩体分级方法的发展趋势

习题与思考题

6岩石强度理论

6.1岩土介质与理想材料的差异

6.2岩石强度理论发展历程

6.2.1经典岩石强度理论

6.2.2经验岩石强度理论

6.3基本概念

6.3.1应力不变量

6.3.2应变不变量

6.3.3主应力空间与偏平面

6.3.4屈服与破坏

6.4屈瑞斯卡准则

6.5米赛斯准则

6.6莫尔-库仑强度准则

6.6.1库仑准则

6.6.2莫尔强度理论

6.7德鲁克-普拉格准则

6.8松岗元-中井照夫准则

6.9格里菲斯理论

6.10统一强度理论

*6.11摩擦材料广义非线性强度准则

6.12三维霍克-布朗强度准则

6.12.1双参数偏平面函数

6.12.2修正三维霍克-布朗强度准则

习题与思考题

7岩石本构关系

7.1平衡方程和几何方程

7.1.1平衡方程

7.1.2几何方程

7.1.3边界条件

7.2岩石弹性本构关系

7.2.1各向同性线弹性本构关系

7.2.2各向异性线弹性本构关系

7.2.3各向同性非线弹性本构关系

7.3岩石塑性本构关系

7.3.1屈服条件

7.3.2加卸载准则与硬化规律

7.3.3全量型本构关系

7.3.4增量型本构关系

7.3.5塑性势及流动法则

*7.3.6结构面的弹塑性本构关系

7.4岩石流变本构关系

7.4.1基本元件的力学模型及本构方程

7.4.2组合元件的力学模型及本构方程

7.4.3流变力学模型识别

7.4.4岩石长期强度

习题与思考题

8岩石地下工程

8.1围岩二次应力状态分析

8.1.1围岩二次应力状态的弹性分布

8.1.2围岩二次应力状态的弹塑性分布

8.1.3地下工程围岩稳定性判别

8.2围岩压力计算

8.2.1围岩压力的分类

8.2.2塑性形变压力

8.2.3松动压力

*8.2.4竖井围岩压力计算

8.3地下结构设计方法

8.3.1结构力学方法

8.3.2收敛-约束法

8.4地下工程施工理念与方法

8.4.1新奥法

8.4.2新意法

8.4.3挪威法

8.5地下硐室主要支护与加固技术

8.5.1锚杆（锚索）

8.5.2喷射混凝土

8.5.3拱架

8.5.4现浇混凝土

8.5.5超前支护

习题与思考题

9深部岩石工程

9.1岩体开挖力学响应与影响要素

9.2深部岩体工程的赋存环境与力学特性

9.2.1深部“三高”环境

9.2.2深部岩体力学特性

9.3高地应力硬岩岩爆

9.3.1岩爆的定义及分类

9.3.2板裂破坏强度准则及剧烈程度判定

9.3.3岩爆倾向性分析与岩爆等级划分

9.3.4岩爆现场监测预警

9.3.5岩爆控制技术

9.4高地应力软岩大变形

9.4.1软岩的定义

9.4.2高地应力条件下软岩大变形等级划分

9.4.3高地应力条件下软岩大变形控制方法

9.4.4大变形特殊支护结构及让压支护体系

9.5高地温与岩体力学性质

9.5.1高温对岩石物理力学性质的影响

9.5.2高地温对岩体工程的影响及应对措施

习题与思考题

10岩石地基工程

10.1岩石地基与基础结构形式

10.1.1岩石地基

10.1.2基础结构形式

10.1.3岩基上的荷载

*10.2岩石地基中的应力分布

10.3岩石地基的沉降变形

10.3.1弹性半空间表面作用竖向集中力的位移解

10.3.2岩基上浅基础的沉降

10.3.3嵌岩桩基础的沉降

10.4岩石地基的承载力

10.4.1岩基承载的破坏形式

10.4.2岩基极限承载力计算

10.4.3岩基承载力的确定方法

10.4.4特殊条件下的岩基承载力

10.5岩石地基（坝基）的稳定性

10.5.1岩基的稳定性

10.5.2坝基的失稳模式

10.5.3坝基的抗滑稳定性计算

习题与思考题

11岩石边坡工程

11.1边坡与灾害

11.1.1边坡变形破坏的演化阶段

11.1.2边坡破坏特征与分类

11.1.3边坡灾害的后果

11.2边坡稳定性影响因素

11.2.1岩土体性质与地质结构

11.2.2水的影响

11.2.3振动的影响

11.3岩石边坡工程的行业特征及设计要求

11.3.1岩石边坡工程的行业特征

11.3.2岩石边坡的设计要求

11.4边坡稳定性评价指标与设计标准

11.4.1边坡稳定性评价指标

11.4.2设计安全系数的选用

11.5边坡稳定性分析方法

11.5.1定性分析图解法

11.5.2结构面控制型边坡失稳模式与分析

11.5.3二维极限平衡条分法

11.5.4三维极限平衡条分法

11.5.5稳定性分析方法的选用原则

11.6边坡防护与加固

11.6.1边坡灾害防控原则

11.6.2边坡灾害防控措施

11.7边坡稳定性监测

习题与思考题

12岩石动力学

12.1岩石动力学概述

12.2岩石动力学试验方法

12.3岩石的动力强度

12.3.1岩石动态增强因子

12.3.2岩石动态强度准则

12.4岩体工程中的应力波理论

12.4.1应力波基础知识

12.4.2连续介质内一维应力波传播分析方法

12.4.3应力波作用下节理本构模型

12.4.4岩体内应力波传播的等效连续介质方法

12.4.5岩体内应力波传播的位移不连续方法

12.5岩石动力学在工程中的应用

12.5.1爆破破岩与爆破振动测试

12.5.2冲击破岩

12.5.3声波测试

习题与思考题

13岩石工程流固耦合

13.1流固耦合基本概念

13.2岩石的有效应力

13.2.1岩石有效应力基本模型

13.2.2岩石的双重有效应力

13.3裂隙岩体渗流规律

13.3.1含单裂隙岩体渗流规律

13.3.2含一组裂隙岩体渗流规律

13.3.3含多组裂隙岩体渗流规律

13.4三维应力下裂隙渗流耦合机制

13.4.1裂隙岩体法向变形与渗流的耦合关系

13.4.2三维应力下含单裂隙岩体渗流规律

13.4.3三维应力下裂隙岩体渗流规律

13.5岩体流固耦合基本方程

13.5.1渗流连续性方程

13.5.2应力平衡方程

13.5.3岩体流固耦合方程

13.6高压流体致裂技术应用

13.6.1非常规储层改造中的水力压裂

13.6.2采矿工程中的水力压裂

13.6.3超临界二氧化碳压裂

习题与思考题

14岩石力学数值分析方法

14.1概述

14.2有限单元法

14.2.1有限单元法简介

14.2.2有限元法求解问题的步骤与要点

14.2.3强度折减法与失稳判据

14.2.4基于强度折减法的边坡稳定性分析实例

14.3有限差分法

14.3.1有限差分法简介

14.3.2有限差分法求解问题的基本步骤

14.3.3FLAC软件简介

14.3.4软弱围岩隧道大变形分析实例

14.4离散单元法

14.4.1离散单元法简介

14.4.2颗粒流基本理论

14.4.3接触本构模型与细观参数选择

14.4.4PFC软件在岩石力学与工程领域的应用

14.5连续-非连续单元法

14.5.1连续-非连续单元法简介

14.5.2岩体损伤破裂的力学模型

14.5.3单元接触检测方法

14.5.4基于CDEM的三维台阶爆破全过程分析实例

14.6无单元伽辽金法

14.7数值流形法

14.8数值分析方法展望

习题与思考题

主要参考文献

后记

（注：目录排版顺序为从左列至右列）

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岩石力学造价信息

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信息价

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岩石力学教学资源

课程资源

《岩石力学》的数字课程与纸质教材一体化设计，该数字课程内容包括：扩大知识面的参考知识点介绍、室内及现场岩石力学试验指导书、试验视频、计算例题、岩体工程分级及地下工程相关的计算APP等。

《岩石力学》通过二维码方式植入了岩石与岩体基础试验过程视频、地应力测量方法示意动画、试验技术要求文件、岩石开挖应力计算及工程岩体分级配套软件等多项媒体内容，教材中部分非核心的知识点也列入数字内容中。

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岩石力学成书过程

岩石力学是采矿、土木、水利、石油、交通、地质等工程领域的必修专业基础课，该教材基于理论、实验、实践三者并重的理念，结合中国国家现行（截至2021年）相关标准及新理论、新技术、新装备的新进展编写而成。

该教材由吴顺川任主编，李利平、张晓平任副主编，全书由吴顺川统稿。具体编写分工为：第1~4章、第6章、第11章——吴顺川（昆明理工大学），第5章——李利平（山东大学），第7章——徐涛（东北大学），第8章——申林方（昆明理工大学），第9章——张晓平（武汉大学），第10章——刘洋（北京科技大学），第12章——宫凤强（东南大学，12.1~12.3）、范立峰（北京工业大学，12.4）、李地元（中南大学，12.5），第13章——周宗青（山东大学，13.1~13.3）、李利平（13.4~13.6），第14章——吴志军（武汉大学，14.1~14.3、14.5~14.8）、张晓平（14.4）。此外，以下人员参与了部分小节的编写工作：张成良（昆明理工大学，2.4，3.1）、李克钢（昆明理工大学，2.5）、张诗淮（苏黎世联邦理工学院，6.11，6.12）、傅少君（武汉大学，10.5）、唐旭海（武汉大学，13.6）。余诗刚、冀胤霖、李远、黄正均、张希巍、宁宇、王成虎、韩增强、王雷、冯春、汤华、北京盛科瑞仪器有限公司等提供了数字资源或参与了数字资源的撰写、编辑工作。国际岩石力学与岩石工程学会（ISRM）、韩国首尔国立大学Seokwon Jeon教授团队、西班牙维戈大学Leandro Alejano教授团队提供了部分岩石室内试验视频的使用许可。

该教材的编审过程中，得到了中国岩石力学与工程学会的支持与帮助，46位专家学者分别对该教材各章节进行了审阅，提出了意见和建议，具体审阅专家包括：何满潮、冯夏庭、佘诗刚、王渭明、方祖烈、伍法权、姜清辉、刘洋、余贤斌、朱万成、李建春、陈益峰、张广清、王金安、周辉、汪波、陈绍杰、杨天鸿、李邵军、喻勇、杨圣奇、姚强岭、邱明兵、王成虎、赵兴东、曹文贵、张强勇、王国进、宁宇、傅少君、岳中文、郑宏、冀胤霖、石露、沈佳轶、赵增辉、杨同、李远、严琼、张诗淮、张志增、黄正均、李勇、张波、丁祖德、朱杰兵。青年教师程海勇、王超、张小强、耿晓杰、夏志远，博士生常新科、张朝俊、储超群、张光、王涵、王佳信、张敏、陈龙、吴金、姜日华、郭沛、马骏、张化进、衡振、张旗、冀佩琦、王美霞、范宏运、孙昊、浦仕江，硕士生王焘、孙俊龙、张中信、熊晓勃、赵志强、朱加琦、刘津、张振虎、贺鹏彬、李玉杰、王猛、孙贝贝、何国志、李博文、李浚弘、牛永辉、胡中亮、李祥庆、王锐、傅鑫、朱强、贾文松、刘兴雷、黄世贵等，为该教材的资料收集、编排、绘图及校核工作等付出了时间和精力。

在该教材的编写和出版过程中，参阅了相关的中国国内外文献，昆明理工大学、山东大学和武汉大学给予了学科建设经费资助。

2021年9月18日，《岩石力学》由高等教育出版社出版发行。

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岩石力学常见问题

岩石力学的研究方法有哪些，有什么区别

岩石力学的研究方法主要是：科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测（监控）。室内试验一般分为岩块（或称岩石材料，即不包括明显不连续面的岩石单元）试验和模型试验（主要是地质力学模型试...
土力学中的土，是否也包括岩石？

还是土和岩石的统称？是土和岩石的统称.
力学计算

看一看结构力学的书就知道了

岩石力学内容简介

该书包括14章内容：第1章概要介绍了岩石力学学科发展简史、岩石力学的主要研究内容与研究方法、岩石工程与学科发展等；第2章简要介绍了岩石工程的特殊性以及影响岩体性质的地质要素，重点讲解了地应力及其分布规律；第3章较详细地叙述了岩石的物理力学性质及其影响因素；第4章重点介绍了结构面的自然特征与力学性质、岩体强度与变形特性；第5章总结了中国国内外较为广泛应用的工程岩体分级方法；第6章和第7章分别介绍了岩石强度理论与本构关系；第8章较详细地讲解了岩石地下工程的理论分析方法、设计原理与施工技术；第9章重点介绍了深部高应力条件下的硬岩岩爆、软岩大变形等灾害的分析方法与防控措施；第10章和第11章分别介绍了岩石地基工程、边坡工程的特点、稳定性分析方法等；第12章主要讲解动力荷载作用下岩石物理力学特性、岩体工程中的应力波理论及其工程应用等；第13章介绍了流固耦合作用下的渗流规律、耦合机制及应用方向等内容；第14章结合工程案例介绍了岩石力学领域常用的数值分析方法及其主要特点。

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岩石力学教材特色

架构逻辑性

该教材对架构进行了重新梳理。首先，将与岩石工程相关的地质环境要素作为独立的一章进行概要介绍，以便于读者对岩石力学的基础研究对象、岩石力学与岩石工程的关系进行全面把握。其次，针对岩石性质、结构面与岩体性质、工程岩体分级、强度理论与本构关系进行详细论述。同时，将强度理论与本构关系分别列章，以利于读者在学习过程中能循序渐进、重点关注。在此基础上，针对地下、基础、边坡三大类岩石工程的内容进行较详细的讲解，将高应力环境下的地下岩石工程作为独立的一章列出，符合矿山、水利等行业的工程发展需求。最后，是岩石力学的提升内容，包括岩石动力学、流固耦合、数值分析方法等方面的概要论述，可作为岩石力学基础学习内容的补充与扩展。

知识新颖性

该教材将已经成熟并被理论界、工程技术界认可的相关内容写入教材，主要包括岩石力学性质的试验方法与装备、结构面空间分布参数获取方法、等效岩体技术、工程岩体分级、强度理论、边坡工程特点与设计准则、地下工程施工方法与深部高应力条件下围岩稳定性控制方法等多方面内容。

内容准确性

该教材在吸收中国国内多本岩石力学教材内容的基础上，结合中国国家标准与规范、国际原著等资料，对结构面分级与描述、岩石与岩体的物理力学参数、工程岩体分级的命名及相关分级要素的取值、地下工程设计原理与施工方法等多方面的内容进行了校正，针对岩石力学相关理论分析与计算部分，重新推导并验证了相关公式，保证了计算与分析结果的准确。

实践融合性

该教材强化了岩石物理力学性质、岩体力学性质的试验方法，并与中国国家相关规范相互结合，同时明确了国际岩石力学与岩石工程学会对相关试验方法的技术要求，既考虑到人才培养与中国工程建设需求的结合，也强化了读者对ISRM试验建议标准的了解，可促进学生基本技能的提高；在三大类岩石工程章节，突出基础理论与基础知识的同时，强化了设计原理与施工方法的介绍。同时，该教材强化思政要素，展示了中国岩石工程的成就，褒扬了中国学者对岩石力学学科发展的贡献。

拓展丰富性

该教材通过视频、图片、动画、文档、应用软件等拓展内容，增强教材的表现力和吸引力，强化育人功能，帮助学生对专业知识的认识，加深其对相关知识的理解和掌握。该新形态教材不仅在协助解决传统教材更新不及时方面实现有效改进，而且可有效服务于线上教学、翻转课堂、混合式教学等新型教学模式，推动“以学生为中心”的教学改革，构建创新人才培养机制。

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岩石力学作者简介

吴顺川，男，汉族，1969年12月生，安徽无为人，昆明理工大学国土资源工程学院二级教授，博士生导师。致力于采矿工程、岩土工程灾害机制与防控等方面的教学与研究工作。

李利平，河北邯郸人，山东大学教授、博士生导师。山东大学齐鲁交通学院常务副院长、山东大学齐河新材料与智能装备研究院院长。主要从事隧道及地下工程重大灾害预警与控制研究工作。

张晓平，博士，武汉大学土木建筑工程学院岩土与道桥系教授、硕士生导师、博士生导师。主要研究领域：岩土力学、地下工程、工程地质，TBM、盾构掘进过程中“机械—岩土体”相互作用研究，岩土材料破裂过程细观研究、离散单元法数值模拟研究。 2100433B

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岩石力学文献

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岩石力学

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岩石力学参数库

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火成岩火成岩物理力学参数汇总表岩石名称岩石性状容重吸水率干抗压湿抗压花岗岩微风化岩石名称岩石性状容重吸水率干抗压湿抗压 (裂隙、风化、夹层) g/cm3 % Mpa Mpa 安山岩坚硬 2.70 0.25 308.60 217.50 安山岩 2.65 0.52 241.60 126.50 安山岩 2.69 0.96 116.80 115.50 安山岩新鲜 2.58 0.55 112.10 84.20 安山岩凝灰质 63.80 21.40 正长安山岩 2.56 3.12 16.60 14.80 安山岩强风化 2.61 0.6 流纹岩新鲜 2.6 0.14 239.50 214.30 流纹岩弱风化 2.59 0.16 214.50 流纹岩新鲜 2.64 0.23 245.90 192.70 流纹岩凝灰质、新鲜 2.65 0.56

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