巖石強(qiáng)度理論及其應(yīng)用

《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》序

《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書》編者的話

前言

第1章 緒論 1

1.1 概述 1

1.2 巖石強(qiáng)度理論研究的意義 2

1.3 巖石強(qiáng)度理論的進(jìn)展 3

參考文獻(xiàn) 4

閱讀參考材料 6

第2章 單元體和應(yīng)力狀態(tài) 10

2.1 概述 10

2.2 空間應(yīng)力狀態(tài) 11

2.3 從主應(yīng)力狀態(tài)求斜截面應(yīng)力 13

2.3.1 從主應(yīng)力空間應(yīng)力狀態(tài)求斜截面應(yīng)力 13

2.3.2 主剪應(yīng)力τ13、τ12、τ23 13

2.3.3 八面體應(yīng)力 14

2.4 六面體、八面體和十二面體及相應(yīng)面上的應(yīng)力 15

2.4.1 單剪單元體 15

2.4.2 雙剪單元體 15

2.4.3 三剪單元體 16

2.4.4 等傾單元體 17

2.5 莫爾應(yīng)力圓 18

2.6 應(yīng)力狀態(tài)類型、雙剪應(yīng)力狀態(tài)參數(shù) 19

2.7 主應(yīng)力空間 21

2.8 靜水應(yīng)力軸空間柱坐標(biāo) 23

參考文獻(xiàn) 26

閱讀參考材料 26

第3章 巖石的單軸強(qiáng)度和圍壓三軸強(qiáng)度 31

3.1 概述 31

3.2 巖石的單軸壓縮強(qiáng)度 32

3.3 巖石的單軸拉伸強(qiáng)度 33

3.4 巖石的圍壓三軸強(qiáng)度 35

3.5 巖石單軸抗拉強(qiáng)度與單軸抗壓強(qiáng)度、圍壓三軸強(qiáng)度之間的關(guān)系 46

參考文獻(xiàn) 46

閱讀參考材料 48

第4章 巖石的多軸強(qiáng)度 51

4.1 概述 51

4.2 空心圓柱體試驗(yàn) 56

4.3 巖石真三軸試驗(yàn) 58

4.4 拉-壓真三軸儀與試驗(yàn)結(jié)果 77

參考文獻(xiàn) 78

閱讀參考材料 82

第5章 各種巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則 84

5.1 概述 84

5.2 單剪強(qiáng)度理論系列 85

5.2.1 莫爾-庫侖強(qiáng)度理論 85

5.2.2 格里菲思理論 88

5.3 三剪強(qiáng)度理論系列 90

5.3.1 Drucker-Prager準(zhǔn)則 90

5.3.2 Pariseau強(qiáng)度準(zhǔn)則 92

5.3.3 Matsuoka-Nakai強(qiáng)度準(zhǔn)則 92

5.3.4 廣義格里菲思理論 95

5.3.5 三維霍克-布朗強(qiáng)度準(zhǔn)則 95

5.4 雙剪強(qiáng)度理論 98

5.4.1 雙剪強(qiáng)度理論的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)表達(dá)式 98

5.4.2 雙剪強(qiáng)度理論的極限面 102

5.5 曲線強(qiáng)度理論系列 106

5.5.1 由軸對稱三軸圍壓試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度準(zhǔn)則 106

5.5.2 由多軸試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度準(zhǔn)則 107

5.5.3 柱坐標(biāo)表示的強(qiáng)度準(zhǔn)則 109

參考文獻(xiàn) 114

閱讀參考材料 115

第6章 巖石強(qiáng)度的一些基本特性 117

6.1 概述 117

6.2 拉壓異性 118

6.3 剪切強(qiáng)度和法向應(yīng)力效應(yīng) 119

6.4 雙剪應(yīng)力的法向應(yīng)力效應(yīng) 122

6.5 靜水應(yīng)力效應(yīng) 122

6.6 中間主應(yīng)力效應(yīng) 125

6.7 應(yīng)力角效應(yīng) 127

6.8 巖石強(qiáng)度理論的外凸性和德魯克公設(shè) 130

6.9 德魯克公設(shè)的推論 134

6.10 極限面的柱坐標(biāo)表示和巖石極限面特性 137

參考文獻(xiàn) 139

閱讀參考材料 141

第7章 統(tǒng)一強(qiáng)度理論 143

7.1 概述 143

7.2 沃伊特-鐵木辛柯難題 144

7.3 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的力學(xué)模型 145

7.4 巖石統(tǒng)一強(qiáng)度理論 146

7.4.1 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的數(shù)學(xué)建模 146

7.4.2 統(tǒng)一強(qiáng)度理論參數(shù)的試驗(yàn)確定 147

7.4.3 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的數(shù)學(xué)表達(dá)式 147

7.5 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的特例 148

7.6 空間極限面和偏平面極限跡線 150

7.6.1 b變化時(shí)的統(tǒng)一強(qiáng)度理論極限面 152

7.6.2 a變化時(shí)的統(tǒng)一強(qiáng)度理論極限面 154

7.7 平面應(yīng)力狀態(tài)下的統(tǒng)一強(qiáng)度理論極限跡線 156

7.8 統(tǒng)一強(qiáng)度理論等效應(yīng)力 157

7.8.1 拉壓同性材料的等效應(yīng)力 158

7.8.2 拉壓異性材料的等效應(yīng)力 158

7.8.3 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則的等效應(yīng)力 159

7.8.4 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的等效應(yīng)力 159

7.9 統(tǒng)一強(qiáng)度理論對曲線角隅模型的逼近 160

7.10 統(tǒng)一強(qiáng)度理論的意義 161

7.11 巖石真三軸試驗(yàn)對統(tǒng)一強(qiáng)度理論的驗(yàn)證 163

7.11.1 中間主應(yīng)力效應(yīng) 164

7.11.2 應(yīng)力角效應(yīng) 165

7.11.3 極限子午線 166

參考文獻(xiàn) 169

閱讀參考材料 170

第8章 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論 173

8.1 概述 173

8.1.1 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則 175

8.1.2 統(tǒng)一強(qiáng)度理論 176

8.2 雙剪三參數(shù)準(zhǔn)則 177

8.2.1 β1≠β2的情況 177

8.2.2 考慮靜水應(yīng)力影響的情況 178

8.3 巖石三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論 179

8.4 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論的特例 180

8.4.1 三參數(shù)單剪強(qiáng)度理論 180

8.4.2 三參數(shù)雙剪強(qiáng)度理論 181

8.4.3 三參數(shù)新的十二邊形雙剪強(qiáng)度理論 181

8.4.4 統(tǒng)一強(qiáng)度理論 181

8.4.5 統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則 182

8.5 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論的極限面 182

8.6 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論與試驗(yàn)資料的對比 185

8.7 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論的其他形式 187

8.7.1 應(yīng)力不變量形式 187

8.7.2 其他材料參數(shù) 187

8.8 三參數(shù)統(tǒng)一強(qiáng)度理論的意義 188

參考文獻(xiàn) 190

閱讀參考材料 191

第9章 非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論 194

9.1 概述 194

9.2 巖石非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論 194

9.3 巖石非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論的特性 195

9.4 巖石的廣義非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論 196

9.5 巖石廣義非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論中參數(shù)的物理意義 198

參考文獻(xiàn) 201

閱讀參考材料 201

第10章 地下洞室穩(wěn)定性分析的統(tǒng)一解 203

10.1 概述 203

10.2 平面應(yīng)變情況下的統(tǒng)一強(qiáng)度理論 204

10.3 圓形水平洞室圍巖的應(yīng)力分析 205

10.4 圍巖變形與圍巖壓力計(jì)算 208

10.5 巖石抗力系數(shù)的計(jì)算 212

10.6 基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論的大型洞室穩(wěn)定性分析 215

參考文獻(xiàn) 217

閱讀參考材料 217

索引 221