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武汉大学百年名典：岩石力学的理论与实践

作者: 陶振宇编

出版社: 武汉大学出版社

出版时间: 2013-10

版次: 1

ISBN: 9787307118331

定价: 78.00

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 634页

字数: 581千字

正文语种: 简体中文

丛书: 武汉大学百年名典

分类: 自然科学

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　　《武汉大学百年名典：岩石力学的理论与实践》由四篇共21章组成。第一篇总论，概述了我国岩石力学研究的主要进展；第二篇岩石的基本特性及其测试技术，分别论述了地质因素，岩体工程分级，应力测试，室内和现场岩石的强度、变形特性及其测试技术（包括岩块、岩体和软弱夹层，静力法及动力法，模型试验和微观结构研究）；第三篇岩石力学的理论研究与分析计算，分别论述了，岩体的破坏机制、岩石断裂力学、有限单元法、岩石的动力特性以及地学中和水诱发地震中的有关岩石力学问题；第四篇岩体的稳定分析及其加固措施，分别论述了岩坡、坝基及地下洞室围岩的稳定性，以及岩体的工程加固问题。
　　《武汉大学百年名典：岩石力学的理论与实践》可以供从事水利、水电、土木、建筑、铁道、交通、冶金、煤炭、地质、地震、力学等专业的生产、科研和教学单位的有关工程技术人员、科学工作者和高等院校及中等专业学校师生阅读参考。　　陶振宇，男（1927—2000年），湖南省衡阳县人，是我国著名的岩石力学与工程专家、教育家，武汉大学教授、博士研究生导师。
　　陶振宇先生1949年参加革命，1952年毕业于武汉大学工学院水利系，并留校任教。1954年武汉水利学院成立后，转入武汉水利学院（先后更名为武汉水利电力学院、武汉水利电力大学，2000年并入新的武汉大学）任教，历任讲师、副教授、教授，曾担任水利系党总支书记等职。1960—l962年赴前苏联莫斯科建筑工程学院进修，1986年被评为博士研究生导师，1991年起享受国务院政府特殊津贴。
　　陶振宇先生是我国岩石力学学科，尤其是水工岩石力学学科的创始人之一。编写出版了我国第一部水工岩石力学试验专著《高坝岩基的试验研究》（1965年）和第一部水工岩石力学理论专著《水工建设中的岩石力学问题》（1966年）。主编的学术著作《岩石力学的理论与实践》（1981年）反映了中华人民共和国成立后3O年我国岩石力学理论研究与工程实践的主要成果，其理论水平和学术价值可以与国际上同期同类著作相媲美，对我国岩石力学理论研究与工程应用起到了积极的推动作用。
　　陶振宇先生是中国岩石力学与工程学会的主要发起人和筹备成员之一。以第一署名向中国科学技术协会提出成立中国岩石力学与工程学会的申请，在获得中一国科学技术协会批准后，积极承担筹备工作，是中国岩土力学与工程学会13人筹备组成员之一。历任国际岩石力学协会（ISRM）中国国家小组成员，中国岩石力学与工程学会常务理事，地下工程专业委员会副主任委员，教育工作委员会副主任委员，武汉岩土工程学会副理事长以及中国水利学会、中国力学学会、中国地质学会、中国水力发电工程学会等有关学会及专业委员会的委员、副主任委员或顾问委员等。
　　陶振宇先生的主要研究领域为岩石力学与工程，兼治科技史（中国水利史）。其研究内容涉及工程、力学、地质、地震及科技史（中国水利史）等多学科，在岩石力学与其他相关学科的相互交叉和渗透方面，开展了有益的尝试，认为岩石力学不同于一般固体力学之处，就在于其研究对象是天然岩石，并在岩石的自然特性、裂隙性、水力特性、地应力和地震机理等方面，取得了一批创新性研究成果，共出版学术著作（含合作）17部，发表学术论文180余篇，获省部级科技奖励10项。主要研究成果包括：
　　（1）提出了大坝岩基参数的取值要保证岩体总是处于弹性工作状态，并与大坝安全系数相配套的准则，被我国水工岩石力学界认同并普遍应用。
　　（2）针对岩体的裂隙性开展了深入的研究，建立了岩石统计断裂力学的原理和方法，探讨了岩石裂纹相互作用的统计有效场方法，建立了节理岩体宏观损伤模型和真j轴条件下的岩石细观损伤模型等；揭示了岩石工程开挖卸荷裂隙的三个基本特征；开发了岩体节理（裂隙）网络模拟技术；研究了预裂爆破中炮孔压力变化历程的理论分析方法；探讨了爆生气体驱动的岩石裂纹扩展速度等。
　　（3）提出了地应力是影响岩体特性的主要因素之一，这对我国现阶段西部深埋地下工程建设仍具有重要意义。总结归纳了地壳浅层岩石圈的地应力分布规律，研究了岩性、沉积作用、剥蚀及地形地貌对地应力分布的影响；在国内率先研究了高地应力区的岩体特性，提出了高地应力区进行地下工程建设所需遵循的基本准则；发现了高地应力区岩石的蠕变断裂效应，提出了岩爆形成的三个阶段理论，认为岩爆是因开挖而产生的卸荷效应在高地应力区的一种典型表现。
　　（4）提出了一种基于固一液两相介质的耦合分析方法，开展水库诱发地震的预测研究，利用研究成果针对新丰江水库已发生的6．1级地震进行研究，研究结果与实际震级十分接近，证明了研究成果的科学性、有效性。将研究成果用于湖南东江水库诱发地震的预测研究，在发震地点、震源深度、震级大小等方面均预测成功。
　　（5）探讨了水在地震中的多重作用。对干旱地震开展了分析研究，认为干旱地震是一种异型水库地震，为水力控制地震灾害提供了物理依据。率先利用粘弹塑性模型探讨唐山地震震源深部岩体特性以进行模拟分析，结果与唐山地震的主震—余震系列和地形变化实测结果相吻合，为地震模拟研究开辟了一条新的技术途径。对于天然地震的应力降远低于室内试验的应力降这一使人们困惑的问题，提出了合理的解释。
　　（6）在中国水利史的研究中，也获得了一些新的成果。提出《管子·度地篇》是我国最早的水利工程著作的论点。对西汉的贾让三策，东汉的王景治河等方面，都有自己的独特见解。在研究宋代的水利理论时，发现我国现在进行的南水北调的中线工程，途经河南境内的线路与宋代的有关渠系路线有其相关性。
　　陶振宇先生注重理论与实践的联系，参加了我国的一些重要工程实践，包括：河南省治淮总指挥部白沙水库土坝工程建设（1951—1952年）；丹江口水利枢纽第一期工程建设（1958—1959年）；葛洲坝水利枢纽工程建设（197O—1972年）；三峡工程船闸岩石高边坡的稳定性分析等。
　　陶振宇先生一生致力于岩石力学与工程学科的发展和专业人才的培养，他治学严谨，理论联系实际，勇于探索和创新；他待人诚恳，诲人不倦，为我国岩石力学与工程学科教育事业的发展奠定了基础，并长期活跃在教学第一线，指导了30余名博士和硕士研究生。陶振宇先生1991年被评为全国电力系统优秀教师，1994年被评为湖北省优秀教师。
　　在近半个世纪的学术生涯中，陶振宇先生活跃在国内外岩石力学与工程界，他积极参与国内和国际间的学术交流，享有很高的学术声誉。曾担任多个国际学术组织成员，为确立我国岩石力学学科在国际岩石力学学术界的地位发挥了重要作用，同时任《岩石力学与工程学报》等多个学术刊物的编委或顾问，为我国岩石力学与工程学科的创始和发展做出了重要的贡献。第一篇总论
第1章我国岩石力学研究的进展
1.1历史的简单回顾
1.2岩石试验方面的进展
1.3对岩石力学中若干理论问题的探索
1.4简短的结论

第二篇岩石的基本特性及其测试技术
第2章岩石力学中的地质因素
2.1岩体的岩石矿物学特性
2.2岩体结构特点
2.3岩体天然应力
2.4风化作用
2.5水对岩体性状的影响
第3章岩体工程分级
3.1概述
3.2影响岩体工程性质的主要因素
3.3岩体质量指标及其表达式
3.4岩体质量指标的实用意义
3.5应用举例
第4章室内岩块试验研究
4.1概述
4.2岩块的空隙性和水理性
4.3岩块单轴压缩试验
4.4岩块抗拉试验
4.5岩块性质的相关性
第5章软弱夹层的特性及其研究途径
5.1概述
5.2泥化夹层的基本性质
5.3泥化夹层在渗水作用下的演变趋势
5.4软弱夹层特性的研究途径
第6章岩石三维特性及其测试技术
6.1岩石三维力学试验的意义和目的
6.2岩石三维力学试验技术
6.3岩石三维应力试验弹性参数的计算
6.4常规三轴应力试验的某些结果
6.5真三轴应力试验的某些结果
第7章岩体应力及其测试技术
7.1概述
7.2岩体应力状态
7.3岩体应力测试技术
7.4岩体初始应力一般规律性的探讨
第8章岩体性态的弹性波测试技术
8.1概述
8.2波动传播
8.3岩体特性与弹性波的传播
8.4岩体弹性参数与强度的量测
8.5工程岩体状态的量测
8.6现场岩体的评价
第9章岩体变形特性及其试验研究
9.1概述
9.2岩体变形特性
9.3变形试验研究中的几个问题
第10章现场岩体抗剪试验的原理与方法
10.1概述
10.2试验方案布置与成果计算
10.3影响抗剪强度各主要因素的初步探讨
10.4抗剪试验资料的整理
第11章岩石力学的模型试验
11.1概述
11.2坝基的岩石力学模型试验
11.3洞室的岩石力学模型试验

第三篇岩石力学的理论研究与分析计算
第12章岩体破坏机制及强度研究
12.1岩体结构及岩体力学介质特征
12.2块裂介质岩体的破坏机制及强度分析
12.3连续介质岩体破坏机制及其强度分析
12.4碎裂介质岩体破坏机制及强度分析
第13章岩石断裂力学及其应用
13.1概述
13.2线弹性断裂力学基本观点
13.3岩石断裂力学试验研究的部分成果
13.4断裂判据
13.5应用断裂力学观点探讨岩体力学有关问题
13.6岩石断裂力学主要研究途径
第14章有限单元法及其在岩体力学中的应用
14.1概述
14.2单元体的形状函数和刚度矩阵
14.3层状岩体与各向异性
14.4材料非线性问题
14.5节理面、软弱夹层等的模拟与非线性分析
第15章岩石动力特性
15.1概述
15.2岩石与岩体的基本动力特性
15.3岩石动力试验的技术与方法
15.4应力波在岩石介质中的传播
第16章地学中的岩石力学研究
16.1概述
16.2地质环境因素对岩石力学性质的影响
16.3应变率和时间因素的影响
16.4断层形成时的应力状态
16.5岩石的微破裂、扩容和地震前兆的两种扩容模型
16.6岩石的摩擦和粘滑
16.7构造（地）应力场的分析
第17章水诱发地震与岩石力学
17.1水诱发地震
17.2水诱发地震的特点
17.3水库地震成因及其诱发机制
17.4水诱发地震中有关岩石力学问题

第四篇岩体的稳定分析及其加固措施
第18章岩质边坡的稳定分析
18.1概述
18.2赤平投影的基本方法
18.3边坡稳定分析
18.4适用范围
第19章混凝土重力坝坝基岩体抗滑稳定分析
19.1概述
19.2沿坝基面的平面抗滑稳定分析
19.3沿坝基内岩体软弱结构面的深部抗滑稳定分析
第20章地下洞室的围岩稳定性
20.1概述
20.2影响地下岩洞稳定性的因素
20.3洞室围岩稳定分析的有关概念
20.4大型岩洞稳定研究的方法
20.5岩洞稳定有限元分析实例
20.6计算模拟研究及有关实用结论
20.7软弱岩层中的围岩压力问题
第21章岩体的工程加固
21.1概述
21.2喷锚加固
21.3岩体的预应力锚固
21.4存在的问题
参考文献
内容简介:
　　《武汉大学百年名典：岩石力学的理论与实践》由四篇共21章组成。第一篇总论，概述了我国岩石力学研究的主要进展；第二篇岩石的基本特性及其测试技术，分别论述了地质因素，岩体工程分级，应力测试，室内和现场岩石的强度、变形特性及其测试技术（包括岩块、岩体和软弱夹层，静力法及动力法，模型试验和微观结构研究）；第三篇岩石力学的理论研究与分析计算，分别论述了，岩体的破坏机制、岩石断裂力学、有限单元法、岩石的动力特性以及地学中和水诱发地震中的有关岩石力学问题；第四篇岩体的稳定分析及其加固措施，分别论述了岩坡、坝基及地下洞室围岩的稳定性，以及岩体的工程加固问题。
　　《武汉大学百年名典：岩石力学的理论与实践》可以供从事水利、水电、土木、建筑、铁道、交通、冶金、煤炭、地质、地震、力学等专业的生产、科研和教学单位的有关工程技术人员、科学工作者和高等院校及中等专业学校师生阅读参考。
作者简介:
　　陶振宇，男（1927—2000年），湖南省衡阳县人，是我国著名的岩石力学与工程专家、教育家，武汉大学教授、博士研究生导师。
　　陶振宇先生1949年参加革命，1952年毕业于武汉大学工学院水利系，并留校任教。1954年武汉水利学院成立后，转入武汉水利学院（先后更名为武汉水利电力学院、武汉水利电力大学，2000年并入新的武汉大学）任教，历任讲师、副教授、教授，曾担任水利系党总支书记等职。1960—l962年赴前苏联莫斯科建筑工程学院进修，1986年被评为博士研究生导师，1991年起享受国务院政府特殊津贴。
　　陶振宇先生是我国岩石力学学科，尤其是水工岩石力学学科的创始人之一。编写出版了我国第一部水工岩石力学试验专著《高坝岩基的试验研究》（1965年）和第一部水工岩石力学理论专著《水工建设中的岩石力学问题》（1966年）。主编的学术著作《岩石力学的理论与实践》（1981年）反映了中华人民共和国成立后3O年我国岩石力学理论研究与工程实践的主要成果，其理论水平和学术价值可以与国际上同期同类著作相媲美，对我国岩石力学理论研究与工程应用起到了积极的推动作用。
　　陶振宇先生是中国岩石力学与工程学会的主要发起人和筹备成员之一。以第一署名向中国科学技术协会提出成立中国岩石力学与工程学会的申请，在获得中一国科学技术协会批准后，积极承担筹备工作，是中国岩土力学与工程学会13人筹备组成员之一。历任国际岩石力学协会（ISRM）中国国家小组成员，中国岩石力学与工程学会常务理事，地下工程专业委员会副主任委员，教育工作委员会副主任委员，武汉岩土工程学会副理事长以及中国水利学会、中国力学学会、中国地质学会、中国水力发电工程学会等有关学会及专业委员会的委员、副主任委员或顾问委员等。
　　陶振宇先生的主要研究领域为岩石力学与工程，兼治科技史（中国水利史）。其研究内容涉及工程、力学、地质、地震及科技史（中国水利史）等多学科，在岩石力学与其他相关学科的相互交叉和渗透方面，开展了有益的尝试，认为岩石力学不同于一般固体力学之处，就在于其研究对象是天然岩石，并在岩石的自然特性、裂隙性、水力特性、地应力和地震机理等方面，取得了一批创新性研究成果，共出版学术著作（含合作）17部，发表学术论文180余篇，获省部级科技奖励10项。主要研究成果包括：
　　（1）提出了大坝岩基参数的取值要保证岩体总是处于弹性工作状态，并与大坝安全系数相配套的准则，被我国水工岩石力学界认同并普遍应用。
　　（2）针对岩体的裂隙性开展了深入的研究，建立了岩石统计断裂力学的原理和方法，探讨了岩石裂纹相互作用的统计有效场方法，建立了节理岩体宏观损伤模型和真j轴条件下的岩石细观损伤模型等；揭示了岩石工程开挖卸荷裂隙的三个基本特征；开发了岩体节理（裂隙）网络模拟技术；研究了预裂爆破中炮孔压力变化历程的理论分析方法；探讨了爆生气体驱动的岩石裂纹扩展速度等。
　　（3）提出了地应力是影响岩体特性的主要因素之一，这对我国现阶段西部深埋地下工程建设仍具有重要意义。总结归纳了地壳浅层岩石圈的地应力分布规律，研究了岩性、沉积作用、剥蚀及地形地貌对地应力分布的影响；在国内率先研究了高地应力区的岩体特性，提出了高地应力区进行地下工程建设所需遵循的基本准则；发现了高地应力区岩石的蠕变断裂效应，提出了岩爆形成的三个阶段理论，认为岩爆是因开挖而产生的卸荷效应在高地应力区的一种典型表现。
　　（4）提出了一种基于固一液两相介质的耦合分析方法，开展水库诱发地震的预测研究，利用研究成果针对新丰江水库已发生的6．1级地震进行研究，研究结果与实际震级十分接近，证明了研究成果的科学性、有效性。将研究成果用于湖南东江水库诱发地震的预测研究，在发震地点、震源深度、震级大小等方面均预测成功。
　　（5）探讨了水在地震中的多重作用。对干旱地震开展了分析研究，认为干旱地震是一种异型水库地震，为水力控制地震灾害提供了物理依据。率先利用粘弹塑性模型探讨唐山地震震源深部岩体特性以进行模拟分析，结果与唐山地震的主震—余震系列和地形变化实测结果相吻合，为地震模拟研究开辟了一条新的技术途径。对于天然地震的应力降远低于室内试验的应力降这一使人们困惑的问题，提出了合理的解释。
　　（6）在中国水利史的研究中，也获得了一些新的成果。提出《管子·度地篇》是我国最早的水利工程著作的论点。对西汉的贾让三策，东汉的王景治河等方面，都有自己的独特见解。在研究宋代的水利理论时，发现我国现在进行的南水北调的中线工程，途经河南境内的线路与宋代的有关渠系路线有其相关性。
　　陶振宇先生注重理论与实践的联系，参加了我国的一些重要工程实践，包括：河南省治淮总指挥部白沙水库土坝工程建设（1951—1952年）；丹江口水利枢纽第一期工程建设（1958—1959年）；葛洲坝水利枢纽工程建设（197O—1972年）；三峡工程船闸岩石高边坡的稳定性分析等。
　　陶振宇先生一生致力于岩石力学与工程学科的发展和专业人才的培养，他治学严谨，理论联系实际，勇于探索和创新；他待人诚恳，诲人不倦，为我国岩石力学与工程学科教育事业的发展奠定了基础，并长期活跃在教学第一线，指导了30余名博士和硕士研究生。陶振宇先生1991年被评为全国电力系统优秀教师，1994年被评为湖北省优秀教师。
　　在近半个世纪的学术生涯中，陶振宇先生活跃在国内外岩石力学与工程界，他积极参与国内和国际间的学术交流，享有很高的学术声誉。曾担任多个国际学术组织成员，为确立我国岩石力学学科在国际岩石力学学术界的地位发挥了重要作用，同时任《岩石力学与工程学报》等多个学术刊物的编委或顾问，为我国岩石力学与工程学科的创始和发展做出了重要的贡献。
目录:
第一篇总论
第1章我国岩石力学研究的进展
1.1历史的简单回顾
1.2岩石试验方面的进展
1.3对岩石力学中若干理论问题的探索
1.4简短的结论

第二篇岩石的基本特性及其测试技术
第2章岩石力学中的地质因素
2.1岩体的岩石矿物学特性
2.2岩体结构特点
2.3岩体天然应力
2.4风化作用
2.5水对岩体性状的影响
第3章岩体工程分级
3.1概述
3.2影响岩体工程性质的主要因素
3.3岩体质量指标及其表达式
3.4岩体质量指标的实用意义
3.5应用举例
第4章室内岩块试验研究
4.1概述
4.2岩块的空隙性和水理性
4.3岩块单轴压缩试验
4.4岩块抗拉试验
4.5岩块性质的相关性
第5章软弱夹层的特性及其研究途径
5.1概述
5.2泥化夹层的基本性质
5.3泥化夹层在渗水作用下的演变趋势
5.4软弱夹层特性的研究途径
第6章岩石三维特性及其测试技术
6.1岩石三维力学试验的意义和目的
6.2岩石三维力学试验技术
6.3岩石三维应力试验弹性参数的计算
6.4常规三轴应力试验的某些结果
6.5真三轴应力试验的某些结果
第7章岩体应力及其测试技术
7.1概述
7.2岩体应力状态
7.3岩体应力测试技术
7.4岩体初始应力一般规律性的探讨
第8章岩体性态的弹性波测试技术
8.1概述
8.2波动传播
8.3岩体特性与弹性波的传播
8.4岩体弹性参数与强度的量测
8.5工程岩体状态的量测
8.6现场岩体的评价
第9章岩体变形特性及其试验研究
9.1概述
9.2岩体变形特性
9.3变形试验研究中的几个问题
第10章现场岩体抗剪试验的原理与方法
10.1概述
10.2试验方案布置与成果计算
10.3影响抗剪强度各主要因素的初步探讨
10.4抗剪试验资料的整理
第11章岩石力学的模型试验
11.1概述
11.2坝基的岩石力学模型试验
11.3洞室的岩石力学模型试验

第三篇岩石力学的理论研究与分析计算
第12章岩体破坏机制及强度研究
12.1岩体结构及岩体力学介质特征
12.2块裂介质岩体的破坏机制及强度分析
12.3连续介质岩体破坏机制及其强度分析
12.4碎裂介质岩体破坏机制及强度分析
第13章岩石断裂力学及其应用
13.1概述
13.2线弹性断裂力学基本观点
13.3岩石断裂力学试验研究的部分成果
13.4断裂判据
13.5应用断裂力学观点探讨岩体力学有关问题
13.6岩石断裂力学主要研究途径
第14章有限单元法及其在岩体力学中的应用
14.1概述
14.2单元体的形状函数和刚度矩阵
14.3层状岩体与各向异性
14.4材料非线性问题
14.5节理面、软弱夹层等的模拟与非线性分析
第15章岩石动力特性
15.1概述
15.2岩石与岩体的基本动力特性
15.3岩石动力试验的技术与方法
15.4应力波在岩石介质中的传播
第16章地学中的岩石力学研究
16.1概述
16.2地质环境因素对岩石力学性质的影响
16.3应变率和时间因素的影响
16.4断层形成时的应力状态
16.5岩石的微破裂、扩容和地震前兆的两种扩容模型
16.6岩石的摩擦和粘滑
16.7构造（地）应力场的分析
第17章水诱发地震与岩石力学
17.1水诱发地震
17.2水诱发地震的特点
17.3水库地震成因及其诱发机制
17.4水诱发地震中有关岩石力学问题

第四篇岩体的稳定分析及其加固措施
第18章岩质边坡的稳定分析
18.1概述
18.2赤平投影的基本方法
18.3边坡稳定分析
18.4适用范围
第19章混凝土重力坝坝基岩体抗滑稳定分析
19.1概述
19.2沿坝基面的平面抗滑稳定分析
19.3沿坝基内岩体软弱结构面的深部抗滑稳定分析
第20章地下洞室的围岩稳定性
20.1概述
20.2影响地下岩洞稳定性的因素
20.3洞室围岩稳定分析的有关概念
20.4大型岩洞稳定研究的方法
20.5岩洞稳定有限元分析实例
20.6计算模拟研究及有关实用结论
20.7软弱岩层中的围岩压力问题
第21章岩体的工程加固
21.1概述
21.2喷锚加固
21.3岩体的预应力锚固
21.4存在的问题
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