应用岩石力学

普通高等教育“十四五”规划教材

从教学内容上，本书构建了由岩石、岩体、工程三个部分组成的“应用岩石力学”课程内容体系，实现了从岩石力学理论、岩体力学分析与监测方法到采矿工程应用相关知识的有效衔接，让学生能够更好地理解如何将岩石力学知识用于采矿等工程实践。同时，结合课题组多年来在岩石力学方面的理论研究和工程应用成果，历时五年多的反复研讨和修改，作者将新理论、新技术、新方法及新成果与教材内容有机地结合起来，最终完成了本书的编撰工作。

在教学手段上，本书反映了新时代对本科生教学改革的新要求。近年来，随着信息技术的发展，慕课、虚拟仿真课等线上课程与传统线下课堂课程的结合，成为推行本科教学改革的重要方向。本书依托慕课、国家级虚拟仿真平台的建设成果，融合了图片、视频等多种融媒体形式，建立了数值试验、融媒体、慕课、虚拟现实仿真相结合的教学内容体系，采用云课堂等交互式教学手段丰富了教学形式，促进了教师的因材施教和学生的个性化学习，提升了教学的创新性、趣味性，以增进学生学习兴趣，希望能全方位提升教学效果。

本书围绕应用岩石力学中岩石、岩体和工程三个方面进行阐述，致力于搭建岩石力学理论与岩体工程实践之间的桥梁，重点介绍岩石力学在岩体工程中应用的一些理论与技术内容，并给出了一些工程实例。作者依托团队取得的科研成果，并积极吸纳岩石力学的最新进展，在书中融入了课程思政、数值试验、慕课、虚拟仿真课等线上线下混合教学的相关资源，以丰富和拓展教学内容。

1 绪论

1.1 岩石力学与采矿工程

1.2 岩石力学固有的复杂性

1.3 岩石力学在采矿设计中的应用

1.4 岩石力学方案的实施

1.5 本书的主要内容

思考题

2 岩石强度及其影响因素

2.1 几个与岩石强度相关的概念

2.2 岩石力学参数测试结果的离散性

2.3 影响强度测试结果的技术因素

2.4 岩石力学参数的相关性

2.5 岩石点荷载强度与应用

思考题

3 结构面及其力学行为

3.1 结构面状态

3.2 结构面分级和类型

3.3 结构面分布特征

3.4 结构面的现场调查

3.5 结构面网络模拟

3.6 结构面的变形与强度模型

思考题

4 岩体结构与工程岩体分类

4.1 岩体结构及分类

4.2 岩体的完整性

4.3 岩体的各向异性及强度特征

4.4 工程岩体分级

4.5 岩体的变形与强度参数

思考题

5 地应力与岩体工程稳定性

5.1 初始应力场的描述

5.2 地应力测量的基本原理和方法

5.3 地应力与工程稳定性

思考题

6 岩石力学数值分析方法

6.1 数值分析方法概述

6.2 连续介质力学数值方法

6.3 非连续介质力学数值方法

6.4 有限元法

6.5 边界元法

6.6 离散元法

6.7 有限差分法

6.8 数值流形元法

思考题

7 围岩状态及其检测与监测

7.1 围岩中的应力

7.2 巷道破坏模式

7.3 岩体状态监测概述

7.4 围岩应力监测

7.5 围岩变形（位移）监测

7.6 围岩破坏区检测

7.7 围岩微震监测

7.8 围岩的自稳能力

思考题

8 岩石动力学与围岩动态稳定性

8.1 岩石中的应力波

8.2 应力波诱致的岩石破裂

8.3 岩石动力学实验技术与动力学参数

8.4 岩石蠕变-冲击试验

8.5 岩石爆破机理与破坏特征

8.6 爆破振动效应的现场研究

8.7 回采进路测振实例

8.8 巷道的动态稳定性评价

思考题

9 矿山工程地质灾害预警与防治

9.1 矿山地质灾害类型

9.2 现场监测与数值模拟相结合的灾害预测预警方法

9.3 矿山灾害风险监测预警云平台

思考题

10 围岩支护与加固

10.1 概述

10.2 围岩-支护相互作用分析及其应用

10.3 新奥法简介

10.4 巷道围岩支护与加固类型

10.5 锚喷支护和加固设计理论

10.6 动态载荷下的支护设计

10.7 软岩支护

10.8 基于岩体分类的支护建议

思考题

11 露天矿边坡稳定性分析

11.1 露天矿边坡设计与岩石力学

11.2 边坡破坏模式

11.3 边坡稳定性分析

11.4 滑坡的监测与防治

思考题

12 采场地压显现与控制

12.1 采场地压概述

12.2 空场法采场地压

12.3 崩落法采场地压

12.4 充填法采场地压

12.5 矿柱回采中的地压控制

12.6 采动影响与地表移动规律

思考题