岩石强度理论及其应用

《岩石力学与工程研究著作丛书》序

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话

前言

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 岩石强度理论研究的意义 2

1.3 岩石强度理论的进展 3

参考文献 4

阅读参考材料 6

第2章 单元体和应力状态 10

2.1 概述 10

2.2 空间应力状态 11

2.3 从主应力状态求斜截面应力 13

2.3.1 从主应力空间应力状态求斜截面应力 13

2.3.2 主剪应力τ13、τ12、τ23 13

2.3.3 八面体应力 14

2.4 六面体、八面体和十二面体及相应面上的应力 15

2.4.1 单剪单元体 15

2.4.2 双剪单元体 15

2.4.3 三剪单元体 16

2.4.4 等倾单元体 17

2.5 莫尔应力圆 18

2.6 应力状态类型、双剪应力状态参数 19

2.7 主应力空间 21

2.8 静水应力轴空间柱坐标 23

参考文献 26

阅读参考材料 26

第3章 岩石的单轴强度和围压三轴强度 31

3.1 概述 31

3.2 岩石的单轴压缩强度 32

3.3 岩石的单轴拉伸强度 33

3.4 岩石的围压三轴强度 35

3.5 岩石单轴抗拉强度与单轴抗压强度、围压三轴强度之间的关系 46

参考文献 46

阅读参考材料 48

第4章 岩石的多轴强度 51

4.1 概述 51

4.2 空心圆柱体试验 56

4.3 岩石真三轴试验 58

4.4 拉-压真三轴仪与试验结果 77

参考文献 78

阅读参考材料 82

第5章 各种岩石强度准则 84

5.1 概述 84

5.2 单剪强度理论系列 85

5.2.1 莫尔-库仑强度理论 85

5.2.2 格里菲思理论 88

5.3 三剪强度理论系列 90

5.3.1 Drucker-Prager准则 90

5.3.2 Pariseau强度准则 92

5.3.3 Matsuoka-Nakai强度准则 92

5.3.4 广义格里菲思理论 95

5.3.5 三维霍克-布朗强度准则 95

5.4 双剪强度理论 98

5.4.1 双剪强度理论的力学模型和数学表达式 98

5.4.2 双剪强度理论的极限面 102

5.5 曲线强度理论系列 106

5.5.1 由轴对称三轴围压试验得出的经验强度准则 106

5.5.2 由多轴试验得出的经验强度准则 107

5.5.3 柱坐标表示的强度准则 109

参考文献 114

阅读参考材料 115

第6章 岩石强度的一些基本特性 117

6.1 概述 117

6.2 拉压异性 118

6.3 剪切强度和法向应力效应 119

6.4 双剪应力的法向应力效应 122

6.5 静水应力效应 122

6.6 中间主应力效应 125

6.7 应力角效应 127

6.8 岩石强度理论的外凸性和德鲁克公设 130

6.9 德鲁克公设的推论 134

6.10 极限面的柱坐标表示和岩石极限面特性 137

参考文献 139

阅读参考材料 141

第7章 统一强度理论 143

7.1 概述 143

7.2 沃伊特-铁木辛柯难题 144

7.3 统一强度理论的力学模型 145

7.4 岩石统一强度理论 146

7.4.1 统一强度理论的数学建模 146

7.4.2 统一强度理论参数的试验确定 147

7.4.3 统一强度理论的数学表达式 147

7.5 统一强度理论的特例 148

7.6 空间极限面和偏平面极限迹线 150

7.6.1 b变化时的统一强度理论极限面 152

7.6.2 a变化时的统一强度理论极限面 154

7.7 平面应力状态下的统一强度理论极限迹线 156

7.8 统一强度理论等效应力 157

7.8.1 拉压同性材料的等效应力 158

7.8.2 拉压异性材料的等效应力 158

7.8.3 统一屈服准则的等效应力 159

7.8.4 统一强度理论的等效应力 159

7.9 统一强度理论对曲线角隅模型的逼近 160

7.10 统一强度理论的意义 161

7.11 岩石真三轴试验对统一强度理论的验证 163

7.11.1 中间主应力效应 164

7.11.2 应力角效应 165

7.11.3 极限子午线 166

参考文献 169

阅读参考材料 170

第8章 三参数统一强度理论 173

8.1 概述 173

8.1.1 统一屈服准则 175

8.1.2 统一强度理论 176

8.2 双剪三参数准则 177

8.2.1 β1≠β2的情况 177

8.2.2 考虑静水应力影响的情况 178

8.3 岩石三参数统一强度理论 179

8.4 三参数统一强度理论的特例 180

8.4.1 三参数单剪强度理论 180

8.4.2 三参数双剪强度理论 181

8.4.3 三参数新的十二边形双剪强度理论 181

8.4.4 统一强度理论 181

8.4.5 统一屈服准则 182

8.5 三参数统一强度理论的极限面 182

8.6 三参数统一强度理论与试验资料的对比 185

8.7 三参数统一强度理论的其他形式 187

8.7.1 应力不变量形式 187

8.7.2 其他材料参数 187

8.8 三参数统一强度理论的意义 188

参考文献 190

阅读参考材料 191

第9章 非线性统一强度理论 194

9.1 概述 194

9.2 岩石非线性统一强度理论 194

9.3 岩石非线性统一强度理论的特性 195

9.4 岩石的广义非线性统一强度理论 196

9.5 岩石广义非线性统一强度理论中参数的物理意义 198

参考文献 201

阅读参考材料 201

第10章 地下洞室稳定性分析的统一解 203

10.1 概述 203

10.2 平面应变情况下的统一强度理论 204

10.3 圆形水平洞室围岩的应力分析 205

10.4 围岩变形与围岩压力计算 208

10.5 岩石抗力系数的计算 212

10.6 基于统一强度理论的大型洞室稳定性分析 215

参考文献 217

阅读参考材料 217

索引 221