深部岩体力学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

何满潮，钱七虎 等 著

图书标签:

• 岩体力学
• 深部岩石
• 地质工程
• 矿业工程
• 数值模拟
• 应力应变
• 断裂力学
• 岩石力学
• 地下工程
• 岩石测试

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030283856

版次：1

商品编码：10320939

包装：精装

开本：16开

出版时间：2010-08-01

用纸：胶版纸

页数：710

正文语种：中文

内容简介

　　国家自然科学基金委员会于2004年3月设立了“深部岩体力学基础研究与应用”重大项目，围绕“深部构造及地应力场分布特征与变异规律”、“深部岩体力学特性与时效特征”、“深部开采围岩变形破坏机制”、“深部多相多场耦合作用机制”、“深部采场瓦斯渗流及相关的非线性动力学机制”等前沿基础科学问题开展了系统、深入的研究。在理论上、技术上、实验装备及工程应用等方面均取得了突破性进展。《深部岩体力学基础》系统介绍了该重大项目所建立的深部岩体力学理论和技术初步框架，总结了深部开采工程稳定性及灾害防治技术，以及研发的适用于深部矿山开采的原创性试验平台及软件系统。其研究成果对于我国深部资源安全开采提供了强有力的技术保障，同时也为我国深部岩体力学理论的发展奠定了坚实的科学基础。
　　《深部岩体力学基础》内容丰富，涉及多个工程领域，可供地质工程、采矿工程、交通工程、结构工程、岩土工程、地下工程等相关专业的科研人员、工程技术人员和研究生借鉴参考。

目录

前言
第1章 绪论
1.1 深部资源开发是人类的必然选择
1.2 深部岩体力学研究现状
1.3 深部岩体力学研究的内容
1.4 拟解决的关键科学问题
参考文献

第2章 深部岩体力学的概念体系
2.1 深部的科学现象
2.2 深部工程灾害的成因
2.3 深部的分区及其特征
2.4 深部的科学定义
2.5 深部工程提出的挑战
参考文献

第3章 深部岩体地质构造精细探测
3.1 国内外研究现状
3.2 P-SV转换波转换点的精确解
3.3 三参数AVO反演技术和瓦斯突出危险区域预测
3.4 预测构造煤分布的地球物理反演方法
参考文献

第4章 深部岩体应力场测试
4.1 国内外研究现状
4.2 深部地应力场点一面分析测试方法
4.3 深部地应力水压致裂测试
4.4 深部地应力超声测量法
4.5 深部开采引起的采动应力变化与矿层灾变失稳机制
参考文献

第5章 深部岩体力学特性及其工程响应
5.1 国内外研究现状
5.2 深部开采岩体力学行为
5.3 深部开采工程岩体动力学特性及成灾机理
5.4 高应力条件下矿岩动力学特性
参考文献

第6章 深部采场覆岩移动规律及控制
6.1 国内外研究现状
6.2 采场覆岩关键层破断与冒落规律
6.3 采动覆岩中关键层的复合效应及其判别
6.4 深部采场突水机理与防治
6.5 深部厚煤层综放开采可放性及覆岩移动规律
参考文献

第7章 深部静压巷道围岩稳定性及其控制
7.1 国内外研究现状
7.2 深部静压巷道围岩稳定性控制原理
7.3 深部静压巷道工程设计方法
7.4 深部巷道工程稳定控制方法
参考文献

第8章 深部动压巷道围岩稳定性及其控制
8.1 国内外研究现状
8.2 深部巷道围岩力学性质及其工程稳定特点
8.3 深部动压巷道围岩控制原理
8.4 深部动压巷道工程稳定控制方法
8.5 深井开采冲击矿压试验研究及控制技术
参考文献

第9章 深部多相多场耦合作用及其灾害发生机理
9.1 国内外研究现状
9.2 多相多场耦合作用条件下深部岩石破裂特性
9.3 深部开采岩体岩爆机理与矿岩诱导致裂
9.4 深部采空区诱发灾害机理与控制
参考文献

第10章 深部采场多相介质多场耦合作用瓦斯渗流规律
10.1 国内外研究现状
10.2 煤层气和煤的NMRI机理研究
10.3 高孔隙压低渗透煤层瓦斯运移规律
10.4 煤和瓦斯突出发生机理及预测
参考文献

第11章 深部岩体分区破裂化及非线性动力学特性
11.1 国内外研究现状
11.2 岩体块系结构的成因及其特性
11.3 深部岩体峰后行为及其承载能力
11.4 区域破裂化现象
11.5 超低摩擦效应产生的机理、条件和规律
11.6 一维矿柱剪切失稳与断层剪切稳定性问题
11.7 爆炸冲击波作用下的等效静力模型
11.8 岩石局部剪切变形的弹塑性模型与数值分析方法
参考文献

第12章 深部岩石力学试验系统与分析软件
12.1 深部岩爆过程试验系统
12.2 深部工程破坏过程模型试验系统
12.3 深部岩石水理作用测试系统
12.4 新型真三轴巷道模型试验台
12.5 深部煤与瓦斯突出测试仪器
12.6 深部岩体区域化交替破裂现象模型试验系统
12.7 深部软岩工程大变形力学分析设计系统
参考文献

精彩书摘

　　（2）原岩应力、采动高应力场的理论基础与方法。　　在有限工程勘探、地质调查资料条件下，利用现代数学.力学方法，合理推演深部地下节理裂隙和地应力三维分布规律。研究深部资源开发及地下工程原位和采动应力场的测量技术与方法。　　1.3.2 深部岩体力学特性和工程响应　　本部分研究内容由中国矿业大学（北京）姜耀东教授带领的课题组完成。主要包括：　　（1）深部开采岩体的基本力学行为。　　研究深部岩体在“三高”环境和强烈开采扰动作用下的变形性质、本构模型、强度特征、破坏准则和时间效应，重点研究深部开采岩体峰后和破坏后力学行为。　　（2）深部开采工程岩体动力学特性及成灾机理。　　以深部开采岩体力学行为为基础，重点研究掘进、回采等工程活动诱致岩爆、突水、煤与瓦斯突出等工程灾害的演化过程和成灾机理，为深部工程灾害预测预报与防治提供必要的理论基础。这部分研究将以灾变理论、演化诱致突变理论等非线性科学为基础，突出以能量理论为基础的灾害发生判据与准则。　　（3）深部开采岩体破碎机理。　　研究“三高”环境下矿岩诱导破碎机制、动态特征、能量耗散过程及其控制，重点研究高应力条件下矿岩采动的应力转移与诱导破碎工程的耦合，为实施深部矿岩诱导破碎的深井采矿技术创新提供理论与科学依据。　　1.3.3 深部采动覆岩移动规律及巷道稳定性控制　　本部分研究内容由中国矿业大学贺永年教授及中国矿业大学（北京）何满潮教授带领的课题组完成。主要包括：　　（1）深部采场上覆岩层移动规律、环境损伤演化机理。　　深入研究深部矿层采出后，深部采动岩体变形、破断、移动规律，以岩层控制的关键层理论为基础，建立描述深部采动覆岩变形-破断-移动全过程的结构运动力学模型。运用非线性动力学理论，分析深部采动覆岩结构运动全过程对采场矿压、巷道矿压、岩层内部裂隙分布、岩层移动与地表沉陷的动态影响，掌握采动覆岩结构运动与采场、巷道围岩动力灾害的关系，形成以关键层为核心的采动覆岩变形-破坏-移动全过程理论。分析深部采动覆岩结构运动与岩层移动和地表环境损伤之间的动态关系，发展相关控制技术。　　（2）深部巷道围岩峰后破裂演化及失稳对策。　　以远离平衡态非线性理论为指导，以岩石破裂演化和强度衰减规律为基础，以围岩加卸、载真实受力状态为背景，考虑岩石巷道和受采动影响巷道的历史，研究两种巷道失稳与冲击地压三种围岩行为规律与对策，建立电磁辐射预报量化手段。　　……

前言/序言

　　我国是一个富煤、少气、缺油的国家，长期以来，煤炭在我国一次性能源结构中占700％，左右，是我国的主体能源。随着国民经济的快速发展，煤炭需求不断增加，煤炭作为我国能源结构中的主体地位在今后几十年内不会改变。同时，我国对其他矿产资源的需求量也不断增长，矿石需求缺口越来越大。　　随着浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越来越大，目前我国已有大批矿井进入千米以下开采深度。开采深度增加，地质环境趋于复杂，高地应力、高地温、高瓦斯、高水压等引起的突发性工程灾害和重大恶性事故增加、作业环境恶化和生产成本急剧增加等一系列问题，对深部资源开采提出了严峻挑战。为此，在有关院士、专家的倡导下，国家自然科学基金委员会组织召开了多次研讨会，经反复调研和论证，于2004年3月24日正式设立了重大项目“深部岩体力学基础研究与应用”（No.50490270），针对深部开采等引起的岩石力学问题，展开基础性、前瞻性和战略性研究。本着有限支持、重点突破的原则，将“深部岩体高应力场和地质构造精细探测的理论基础与方法”、“深部岩体力学特性及其工程响应”、“深部采动覆岩移动规律及巷道稳定性控制研究”、“深部多相多场耦合作用及其成灾机理与防治”、“深部采场瓦斯渗流及相关的非线性动力学基础研究”列为其中的五个重要研究课题，旨在针对深部“三高一扰动”（高地应力、高地温、高岩溶水压和强烈的开采扰动）复杂地质力学环境下，从深部开采中的岩石力学基础理论、深部开采诱发的重大工程灾害的机理、预测和控制以及深部资源开采的方法与关键技术三个方面来探讨深部开采中的科学问题，建立起深部岩体力学理论与技术框架，为我国深部资源安全开采提供科学基础。　　该重大项目由中国矿业大学（北京）负责，联合中国人民解放军理工大学、北京科技大学、中国矿业大学、中南大学、辽宁工程技术大学、中国科学院地质与地球物理研究所、东北大学、四川大学和煤炭科学研究总院等单位的三十余位岩石力学领域的知名专家教授合作研究。项目于2004年6月6日正式启动，经过四年的努力，于2008年12月15日在北京通过了由国家自然科学基金委员会组织的结题验收与评议。　　四年问，项目组全体研究骨干以国家自然基金重大项目的研究作为科研工作的主要任务，齐心协力、聚精会神，围绕“深部构造及地应力场分布特征与变异规律”、“深部岩体力学特性与时效特征”、“深部开采围岩变形破坏机制”、“深部多相多场耦合作用机制”、“深部采场瓦斯渗流及相关的非线性动力学机制”等五大科学问题开展了系统、深入的研究工作，强调科学性创新和技术性创新，注重新理论、新原理、新发现，实现了理论上有创新、技术上有突破、实验装备有特色、工程上有验证的深部岩体力学理论和技术初步框架。主要创新性成果包括：　　（1）系统研究了矿山开采的深部岩体力学问题，初步形成了以深部地质构造精细探测理论与方法、深部岩体力学特性和工程响应特征、深部采动覆岩移动规律及巷道稳定性控制理论、深部多相多场耦合作用及其灾害发生机理、深部工程围岩分区破裂化理论为主体的深部岩体力学理论框架。　　（2）系统研究了深部开采工程稳定性及灾害防治技术，包括深部煤岩精细构造探测技术、深部地应力测试技术、深部采场覆岩隔水关键层防水技术、深部开采围岩控制技术、深部采空区探测与灾害防治技术、深部煤和瓦斯突出预测技术等。

浩瀚地底的隐秘之歌：大地深处的流变与抗争 这并非一本枯燥的教科书，也非一本仅停留在理论层面的学术著作。它是一部献给地球深处隐秘之歌的探索笔记，一次深入大地骨骼，体察岩石灵魂的旅程。我们熟知的地表景观，无论是巍峨的山峦、奔腾的江河，亦或是静默的平原，都只是地球亿万年生命史的短暂表象。在这层表象之下，存在着一个更为宏大、更为复杂，也更为充满力量的世界——那便是深部岩体。 深部岩体力学，顾名思义，便是研究岩石在地球内部深处所表现出的力学行为的学科。但“力学行为”这四个字，在此处绝非简单的应力、应变、弹性、塑性等基础概念的堆砌。它所囊括的，是岩石在巨大的地温、地压、孔隙水压力、地质构造应力以及漫长地质时间作用下，所展现出的千姿百态。岩石，这一在我们日常认知中坚硬、永恒的物质，在地球深处，却是一个充满活力的生命体，它会变形，会流动，会破裂，会蠕变，甚至会储存和释放巨大的能量。 本书的目标，便是揭开这层神秘的面纱，让我们得以一窥深部岩体的真实面貌。我们将从最基本的岩石物理性质出发，深入探讨这些性质如何受到压力、温度、水分等环境因素的影响。想象一下，在数公里甚至数十公里之下，温度可能高达数百摄氏度，压力足以将最坚固的金属压扁。在这种极端环境下，岩石不再是我们熟悉的模样。它的强度、韧性、渗透性，甚至是化学成分，都会发生显著的变化，进而影响其宏观的力学响应。 我们将审视岩石在不同应力状态下的表现。单轴受压，岩石会发生明显的变形直至破坏；而在复杂的三维应力场下，岩石的破坏机制将更加复杂多样，例如剪切破坏、拉伸破坏、压碎性破坏等等。这些破坏不仅仅是简单的裂缝产生，更可能伴随着岩体的失稳和大规模的变形。理解这些破坏模式，对于预测地下工程的稳定性至关重要。 更进一步，我们将深入探讨岩体的变形机制。弹性变形，是我们最为直观的感受，如同弹簧一样，受力时变形，撤力时恢复。然而，在长时间的缓慢加载下，岩体还会表现出塑性变形，即不可恢复的变形。而更令人着迷的是，在高温高压以及漫长地质时间的作用下，岩体还会发生所谓的“蠕变”。这就像是固体的“慢动作流动”，岩石的矿物颗粒会发生原子尺度的扩散和位移，导致岩体在持续的应力下缓慢变形，最终可能导致结构失稳。这种“缓慢的流动”，在地质构造的形成、地下空间的变形以及长期工程的稳定性评估中，都扮演着至关重要的角色。 孔隙水压力，是深部岩体中一个不容忽视的因素。岩石并非完全致密，其中往往含有裂隙和孔洞，并被地下水所填充。这些地下水的压力，会抵消一部分岩石的有效应力，从而显著降低岩石的强度，甚至可能引发岩体的失稳，例如在地下开挖过程中可能出现的岩爆现象，其根源便与高孔隙水压力有着密切的联系。理解孔隙水压力对岩体的影响，是保障地下工程安全的关键。 此外，我们还将审视岩体的渗透性。岩石中的裂隙和孔洞构成了地下水的通道，使得水可以在岩体中流动。这种渗透性并非一成不变，它会受到应力、温度、化学环境以及岩石变形过程的影响。岩体的渗透性变化，直接关系到地下水的运移规律、污染物扩散的范围，以及地热资源的开发利用。 本书不仅仅关注岩石本身的力学特性，更将视角拓展到整个“岩体”的概念。岩体是由无数个岩石单元和它们之间的不连续面（如节理、裂隙、断层等）所组成的复杂系统。这些不连续面，虽然在岩石单元的强度面前显得微不足道，但它们往往是岩体整体强度和变形特性的控制因素。它们的存在，大大降低了岩体的整体强度，并提供了主要的变形和渗流通道。理解岩体结构，分析不连续面的分布、走向、性质，对于评估地下工程的整体稳定性至关重要。 我们将通过一系列理论分析、数值模拟以及实际工程案例，来阐释这些深奥的原理。你将了解到，为什么在地下深处，岩体会表现出如此奇异的行为；你将理解，工程师们如何利用这些知识，来设计安全的隧道、深埋的核废料储存库、以及高效率的地热发电站；你还将瞥见，地质学家们如何通过研究深部岩体的力学行为，来解释大陆漂移、地震发生、乃至火山喷发的内在机制。 本书的意义，远不止于学术研究。它关乎我们对地球深处的理解，关乎我们能否安全、有效地利用地下空间，关乎我们能否更好地预警和应对可能发生的自然灾害。它是一次对人类探索未知疆域的致敬，一次对地球深处智慧的致敬。 阅读本书，你将不再仅仅将岩石视为冰冷坚硬的物质，而会感受到它们在地底深处的澎湃生命力，体察它们承受的巨大压力、经历的漫长时光，以及它们在寂静无声中谱写的宏伟乐章。这是一场思维的冒险，一次对大地脉搏的倾听。

评分☆☆☆☆☆

阅读《岩石力学原理》的过程，就像是在进行一场严谨的学术对话。作者的写作风格非常注重逻辑的严密性和论证的完整性，几乎没有出现含糊不清的表述。它成功地将岩石的“非均质性”和“各向异性”这两大难题，用一套相对统一的数学框架进行了描述，这在岩石力学领域是一个了不起的成就。例如，它对横观各向同性岩体的本构方程进行了详尽的推导和分类讨论，并清晰地指出了不同材料参数如何影响结构响应。书中包含的几张流程图，清晰地梳理了从岩样室内试验到现场参数反演的完整思路链，这对建立系统的研究方法论大有裨益。唯一的感受是，本书的深度要求极高，如果读者没有扎实的线性代数和张量分析基础，可能会在阅读中后期感到吃力。它更像是一部供研究人员深入钻研的参考书，而不是一本供初学者入门的轻松读物。总而言之，它为我提供了一套深入理解岩石世界运作规则的底层逻辑。

评分☆☆☆☆☆

老实讲，我期待的是一本更偏向“应用实例”的实战手册，而这本《岩石力学原理》给我的感觉，更像是一本偏向“理论推导”的教科书，学术气息非常浓厚。大量的章节都聚焦于本构关系的建立和能量守恒定律在岩石材料上的应用，公式的推导过程详尽到令人发指，几乎每一个符号的引入都有据可循。对于那些热衷于探究微观结构如何影响宏观力学响应的读者来说，这本书无疑是瑰宝。它深入探讨了岩石孔隙结构、微裂隙演化与宏观力学响应之间的内在联系，甚至涉及到了声发射技术在监测岩体损伤过程中的基础理论。然而，对于我这种更关注实际边坡稳定分析和爆破设计参数选取的工程师而言，书中的工程应用部分显得有些单薄和概念化，缺乏具体的设计规范引用和工程案例的量化数据支撑。阅读过程中，我常常需要跳到其他手册去寻找具体的安全系数标准，才能将书中的理论与实际操作对接起来。可以说，它是理论的灯塔，但导航图则需要自行绘制。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《岩石力学原理》，映入眼帘的首先是那厚重而扎实的封面，仿佛预示着内容的深度与广度。作者显然是下了大功夫的，从最基础的岩石矿物学特征讲起，逐步深入到宏观尺度的应力应变分析，逻辑链条清晰得令人赞叹。我特别喜欢它在案例分析上的处理，不是简单地罗列公式，而是将复杂的工程问题——比如隧道掘进中的围岩稳定性——与理论模型紧密结合，使得抽象的力学概念瞬间变得鲜活起来。书中对“蠕变”和“黏塑性”的阐述尤其到位，即便对于一个在岩土工程领域摸爬滚打多年的工程师来说，也从中挖掘出了新的理解角度。它没有回避那些棘手的非线性问题，而是坦诚地介绍了当前研究的前沿进展和尚未解决的难题，这种严谨的学术态度，让我对这本书的专业性深信不疑。不过，美中不足的是，部分涉及数值模拟的部分，图示略显陈旧，如果能配上更现代的有限元分析软件截图，对于想上手实践的读者会更加友好。总的来说，这是一本值得反复研读的工具书，是理解岩体复杂行为的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本著作的排版和印刷质量相当不错，纸张厚实，即便是长时间翻阅也不会感到刺眼。从内容上看，它在“地应力场”的分析上做得尤为出色。不同于其他教材将地应力视为一个静止不变的量，本书深入探讨了构造运动、剥蚀作用对现今地应力场的影响，特别是对于复杂地形区应力重分布的数学描述，展现了作者深厚的地球物理学功底。书中对“水岩相互作用”的讨论也颇具洞察力，将渗流场与应力场耦合分析的方法论介绍得清晰明了，这对于处理地下水丰富的深部工程至关重要。我尤其欣赏它对“岩石破碎”过程的描述，采用了损伤力学和内聚力模型的视角，而不是仅仅停留在简单的屈服准则上，这种多尺度的分析视角极大地拓宽了我的思路。唯一的缺憾是，全书的语言风格略显古板和学究气，一些现代岩石力学领域常用的新术语介绍得不够及时，使得它在紧跟学术前沿的速度上稍逊一筹。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是一本为岩土工程初学者量身定制的“百科全书”，但绝非流于表面的那种。它的行文风格非常具有引导性，仿佛一位经验丰富的老教授，耐心地牵着你的手，一步步穿过那些布满数学公式的迷雾。比如，在解释泊松比这个概念时，它没有直接抛出$ u = - frac{Delta epsilon_{横}}{Delta epsilon_{轴}} $，而是通过一个形象的橡胶柱受压的例子，让你直观感受到横向膨胀的物理意义，这一点对于培养物理直觉至关重要。更让我欣赏的是，它在讨论岩石强度标准时，不仅仅满足于库仑-莫尔准则，还细致地对比了德鲁克-普拉格准则的适用范围和局限性，这体现了作者对学科发展脉络的深刻把握。虽然部分章节的术语密度稍高，初次接触可能会觉得有点喘不过气，但只要坚持读完第一个章节的导论，后面的阅读体验就会豁然开朗。这本书的价值在于，它不仅教你“是什么”，更重要的是教你“为什么会是这样”，构建起一个稳固的知识体系框架。

评分☆☆☆☆☆

用京券买的，哈哈，高兴啊，整体包装印刷不错，纸张也很好。京东价格给力，支持！

评分☆☆☆☆☆

领域内的大佬，准院士的水平，权威，内容丰富。

评分☆☆☆☆☆

因为专业和毕业论文需要，才买的，确实是个大部头，估计得啃一段时间了。整体包装印刷不错，纸张也很好。京东价格给力，还返20元京券，全场通用，真给力啊！

评分☆☆☆☆☆

大牛写的

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，工作需要，同行推荐

评分☆☆☆☆☆

用京券买的，哈哈，高兴啊，整体包装印刷不错，纸张也很好。京东价格给力，支持！

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，工作需要，同行推荐

评分☆☆☆☆☆

送货快，服务好，售后有保障

评分☆☆☆☆☆

挺好的 就看自己了，书应该是真品