第1章緒論  1
1.1 岩體力學與工程實踐  1
1.2 岩體力學的研究內容與研究方法  2
1.2.1 岩體力學的研究內容 2
1.2.2 岩體力學的研究方法 4
1.3 岩體力學在其他學科中的地位  5
1.3.1 地質學科在岩體力學中的作用  5
1.3.2 力學學科在岩體力學中的作用  5
1.4 岩體力學發展的概況與動態  5
【思考與練習題】  7

第2章岩石物理力學性質  8
2.1 概述  8
2.2 岩石的組成與結構  8
2.2.1 岩石的礦物成分 9
2.2.2 岩石的結構  9
2.2.3 岩石的地質成因分類  11
2.3 岩石的物理性質  16
2.3.1 岩石的密度  16
2.3.2 岩石的容重  19
2.3.3 岩石的孔隙性  20
2.3.4 岩石的水理性  21
2.3.5 岩石的熱學特性  27
2.4 岩石的力學性質  28
2.4.1 岩石的強度特性  29
2.4.2 岩石的變形特性  40
2.5 岩石的流變性質  51
2.5.1 岩石流變的概念  51
2.5.2 流變方程  52
2.5.3 岩石長期強度  53
2.6 影響岩石力學性質的主要因素  55
2.6.1 水對岩石力學性質的影響  55
2.6.2 溫度對岩石力學性質的影響  56
2.6.3 風化程度對岩石力學性質的影響  56
2.6.4 圍壓與加載速率對岩石力學性質的影響 57
【思考與練習題】 57

第3章岩體力學性質  58
3.1 概述  58
3.2 岩體結構類型  59
3.2.1 岩體結構類型  59
3.2.2 岩體結構的地質特征  60
3.3 結構面類型與自然特征  61
3.3.1 結構面的類型  62
3.3.2 結構面的分級  64
3.3.3 結構面的自然特征  65
3.3.4 結構面的參數采集  70
3.4 結構面力學性質  72
3.4.1 法向變形  72
3.4.2 剪切變形  74
3.4.3 抗剪強度  75
3.4.4 影響結構面力學性質的因素  77
3.5 岩體強度特性  79
3.5.1 岩體剪切強度  79
3.5.2 裂隙岩體的壓縮強度  80
3.5.3 岩體強度的測定  83
3.5.4 岩體強度的估算  84
3.6 岩體變形特性  87
3.6.1 岩體變形曲線及其特性  87
3.6.2 岩體變形試驗  91
3.6.3 岩體變形參數的估算  93
3.6.4 岩體動力變形特性  95
3.7 岩體的水力學性質  97
3.7.1 裂隙岩體的水力特性  97
3.7.2 岩體滲透繫數測試  98
3.7.3 滲流對岩體物理力學性質的影響  99
3.8 工程岩體分類  101
3.8.1 岩石質量指標分類 101
3.8.2 岩體地質力學分類 101
3.8.3 巴頓岩體質量分類 103
3.8.4 邊坡工程岩體分類 103
【思考與練習題】  105

第4章地應力及其測量  106
4.1 概述  106
4.1.1 地應力的概念與發展歷史  106
4.1.2 地應力的成因與影響因素  107
4.2 地應力分布的基本規律  110
4.3 地應力測量方法  112
4.3.1 地應力測量的基本原理  113
4.3.2 水壓致裂法 114
4.3.3 應力解除法 117
4.3.4 聲發射法  122
4.3.5 應力恢復法 124
4.4 地應力的估算  125
4.4.1 垂直應力的估算 126
4.4.2 水平應力的估算 126
4.5 高地應力區特征  128
4.5.1 高地應力判別準則 128
4.5.2 高地應力現像 129
【思考與練習題】  129

第5章岩石本構關繫與強度理論  130
5.1 概述  130
5.2 平衡方程與幾何方程  131
5.2.1 平衡方程  131
5.2.2 幾何方程  133
5.2.3 邊界條件  136
5.2.4 岩石力學中的習慣符號規定  137
5.3 岩石彈性本構關繫  137
5.3.1 各向同性線彈性本構關繫  137
5.3.2 各向異性線彈性本構關繫  139
5.3.3 各向同性非線彈性本構關繫  141
5.4 岩石塑性本構關繫  143
5.4.1 屈服條件與硬化規律  144
5.4.2 塑性狀態的加-卸載準則  145
5.4.3 塑性本構方程 147
5.5 岩石流變本構關繫  152
5.5.1件  152
5.5.2 組合模型  154
5.5.3 流變力學模型識別 162
5.6 岩石強度理論  163
5.6.1 庫倫準則  163
5.6.2 莫爾強度理論 166
5.6.3 格裡菲斯強度理論 168
5.6.4 德魯克-普拉格準則  169
5.6.5 統一強度理論 169
5.6.6 霍克-布朗強度準則  170
【思考與練習題】  171

第6章岩石地下工程 172
6.1 概述  172
6.2 岩石地下工程的應力分布  173
6.2.1 圍岩應力重分布 173
6.2.2 彈性條件下圍岩應力分布  174
6.2.3 彈塑性條件下圍岩應力分布  182
6.3 岩石地下工程變形與計算  187
6.3.1 圍岩的彈性位移 187
6.3.2 圍岩的彈塑性位移 189
6.4 岩石地下工程圍岩壓力與控制  191
6.4.1 圍岩壓力成因與分類  191
6.4.2 圍岩壓力計算 192
6.4.3 岩石地下工程穩定與圍岩控制  197
6.5 岩石地下工程的監測  205
6.5.1 地壓監測概述 205
6.5.2 岩體變形與位移監測  206
6.5.3 圍岩應力與支架壓力監測  211
6.5.4 光電技術在地下工程監測中的應用  212
6.5.5 地質超前預報 214
6.6 軟岩工程  219
6.6.1 軟岩的定義 219
6.6.2 軟岩的工程特性 219
6.6.3 軟岩的工程分類 220
6.6.4 軟岩變形力學機制 221
6.6.5 軟岩開挖工程支護非線性力學設計概念  223
【思考與練習題】  224

第7章岩體邊坡工程  225
7.1 概述  225
7.2 邊坡岩體中的應力分布  226
7.2.1 應力分布特征 226
7.2.2 應力分布的影響因素  227
7.3 邊坡岩體的變形與破壞  228
7.3.1 變形破壞的基本類型  228
7.3.2 變形破壞的影響因素  231
7.4 邊坡岩體穩定性分析  232
7.4.1 邊坡岩體穩定性分析步驟  232
7.4.2 邊坡岩體穩定性分析方法  233
7.4.3 基於GIS的邊坡三維極限平衡分析法  242
7.5 邊坡岩體滑動速度計算及湧浪估計  248
7.5.1 邊坡岩體滑動速度計算  248
7.5.2 庫岸岩體滑動的湧浪估計  249
7.6 滑坡的監測與加固措施  250
7.6.1 監測  251
7.6.2 預測與預報 253
7.6.3 加固措施  255
【思考與練習題】  258

第8章岩石地基工程  259
8.1 概述  259
8.2 岩石地基的變形和沉降  261
8.2.1 岩石地基中的應力分布  261
8.2.2 岩石地基的沉降 264
8.3 岩石地基的承載力  268
8.3.1 根據規範確定岩石地基承載力  268
8.3.2 采用岩基載荷試驗確定承載力  269
8.3.3 按室內飽和單軸抗壓強度計算承載力  270
8.3.4 由岩體強度確定岩石地基的極限承載力  270
8.3.5 由極限平衡理論確定岩石地基的極限承載力  271
8.3.6 較為完整的軟弱岩石地基承載力  272
8.3.7 由理論公式確定岩石地基承載力  273
8.3.8 嵌固樁的岩石地基承載力  273
8.3.9 岩溶地基承載力 274
8.4 壩基岩體的穩定性  275
8.4.1 不同類型壩對工程地質的要求  275
8.4.2 壩基岩體承受的荷載分析  277
8.4.3 壩基岩體的破壞形式  278
8.4.4 壩基岩體抗滑穩定性  281
8.4.5 岩石地基的加固措施  285
【思考與練習題】  286

第9章岩體力學研究新進展 287
9.1 概述  287
9.2 岩體力學中的分形理論  288
9.2.1 分形幾何理論 288
9.2.2 分形理論在岩體力學中的應用  289
9.3 岩體力學中的數值分析  290
9.3.1 不連續變形分析法 291
9.3.2 其他數值分析方法 292
9.4 岩石損傷力學研究  295
9.4.1 岩石損傷力學主要內容  295
9.4.2 岩石損傷測量方法 297
9.4.3 岩石損傷力學的發展趨勢  298
9.5 岩石斷裂力學研究  299
9.5.1 岩石斷裂力學主要內容  299
9.5.2 岩石斷裂力學的發展趨勢  300
9.6 岩體力學中的多場耦合分析  301
9.6.1 多場耦合過程 302
9.6.2 多場耦合模型 304
9.7 深部岩體力學研究  307
9.7.1 深部岩體力學特性 308
9.7.2 深部岩體工程施工設計特點  309
9.7.3 深部岩體力學的發展趨勢  310
9.8 智能岩石力學研究  310
9.8.1 智能岩石力學特征 310
9.8.2 智能岩石力學主要內容  311
9.8.3 智能岩石力學的應用  312
9.8.4 智能岩石力學的發展趨勢  317

參考文獻  318

作為一門與工程實踐緊密結合的工程學科，岩體力學是采礦工程、土木工程、水利水電工程、地質工程等多個專業的必修課，是一門理論性與實踐性均很強的專業基礎課。為了貫徹二十大精神，適應新時代國家對人纔培養和新工科建設的要求，培養基礎扎實、知識面寬、綜合素質高、實踐能力強的應用型復合人纔，本教材以全面推進素質教育為理念，注重理論知識與工程實踐相結合，在闡述岩體力學領域的新理論、新技術、新方法的同時，還介紹了大量最新工程實踐成果，使學生從工程範例的解析中提高分析問題、解決問題的能力。
本教材的編寫遵循了以下三個原則。
① 基礎性，即注重基礎理論、基本知識和基本技能的教育。在編寫過程中，對基本知識、經典理論、成熟經驗的論述力求深入淺出，語言通俗易懂，推導過程嚴密。
② 實踐性，即強調岩體力學理論與工程實踐相結合。全書以較大篇幅介紹了三大岩石工程，即岩石地下工程、岩體邊坡工程與岩石地基工程，並詳細講述了如何運用岩體力學理論指導岩石工程的設計、施工和維護等工程實踐。
③ 先進性，即跟蹤岩體力學研究新進展、新動向。隨著科學技術的快速發展，岩體力學也在不斷向前進步，大量新理論、新技術不斷湧現，本教材介紹岩體力學的最新研究成果，有助於學生了解學科的發展前沿。
本教材由遼寧石油化工大學劉偉擔任主編，遼寧石油化工大學王魯男、陶傳奇、孫姣姣擔任副主編，中煤科工集團武漢設計研究院有限公司王忠傑參與編寫，全書由劉偉統稿。具體編寫分工為：劉偉編寫第2～5章，王魯男、王忠傑編寫第7章、第9章，陶傳奇編寫第1章、第6章，孫姣姣編寫第8章。
由於編者水平有限，書中尚存不足之處，懇請讀者批評指正。

編者
2022年9月