深部岩體力學基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何滿潮，錢七虎 等 著

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030283856

版次：1

商品編碼：10320939

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2010-08-01

用紙：膠版紙

頁數：710

正文語種：中文

內容簡介

　　國傢自然科學基金委員會於2004年3月設立瞭“深部岩體力學基礎研究與應用”重大項目，圍繞“深部構造及地應力場分布特徵與變異規律”、“深部岩體力學特性與時效特徵”、“深部開采圍岩變形破壞機製”、“深部多相多場耦閤作用機製”、“深部采場瓦斯滲流及相關的非綫性動力學機製”等前沿基礎科學問題開展瞭係統、深入的研究。在理論上、技術上、實驗裝備及工程應用等方麵均取得瞭突破性進展。《深部岩體力學基礎》係統介紹瞭該重大項目所建立的深部岩體力學理論和技術初步框架，總結瞭深部開采工程穩定性及災害防治技術，以及研發的適用於深部礦山開采的原創性試驗平颱及軟件係統。其研究成果對於我國深部資源安全開采提供瞭強有力的技術保障，同時也為我國深部岩體力學理論的發展奠定瞭堅實的科學基礎。
　　《深部岩體力學基礎》內容豐富，涉及多個工程領域，可供地質工程、采礦工程、交通工程、結構工程、岩土工程、地下工程等相關專業的科研人員、工程技術人員和研究生藉鑒參考。

目錄

前言
第1章 緒論
1.1 深部資源開發是人類的必然選擇
1.2 深部岩體力學研究現狀
1.3 深部岩體力學研究的內容
1.4 擬解決的關鍵科學問題
參考文獻

第2章 深部岩體力學的概念體係
2.1 深部的科學現象
2.2 深部工程災害的成因
2.3 深部的分區及其特徵
2.4 深部的科學定義
2.5 深部工程提齣的挑戰
參考文獻

第3章 深部岩體地質構造精細探測
3.1 國內外研究現狀
3.2 P-SV轉換波轉換點的精確解
3.3 三參數AVO反演技術和瓦斯突齣危險區域預測
3.4 預測構造煤分布的地球物理反演方法
參考文獻

第4章 深部岩體應力場測試
4.1 國內外研究現狀
4.2 深部地應力場點一麵分析測試方法
4.3 深部地應力水壓緻裂測試
4.4 深部地應力超聲測量法
4.5 深部開采引起的采動應力變化與礦層災變失穩機製
參考文獻

第5章 深部岩體力學特性及其工程響應
5.1 國內外研究現狀
5.2 深部開采岩體力學行為
5.3 深部開采工程岩體動力學特性及成災機理
5.4 高應力條件下礦岩動力學特性
參考文獻

第6章 深部采場覆岩移動規律及控製
6.1 國內外研究現狀
6.2 采場覆岩關鍵層破斷與冒落規律
6.3 采動覆岩中關鍵層的復閤效應及其判彆
6.4 深部采場突水機理與防治
6.5 深部厚煤層綜放開采可放性及覆岩移動規律
參考文獻

第7章 深部靜壓巷道圍岩穩定性及其控製
7.1 國內外研究現狀
7.2 深部靜壓巷道圍岩穩定性控製原理
7.3 深部靜壓巷道工程設計方法
7.4 深部巷道工程穩定控製方法
參考文獻

第8章 深部動壓巷道圍岩穩定性及其控製
8.1 國內外研究現狀
8.2 深部巷道圍岩力學性質及其工程穩定特點
8.3 深部動壓巷道圍岩控製原理
8.4 深部動壓巷道工程穩定控製方法
8.5 深井開采衝擊礦壓試驗研究及控製技術
參考文獻

第9章 深部多相多場耦閤作用及其災害發生機理
9.1 國內外研究現狀
9.2 多相多場耦閤作用條件下深部岩石破裂特性
9.3 深部開采岩體岩爆機理與礦岩誘導緻裂
9.4 深部采空區誘發災害機理與控製
參考文獻

第10章 深部采場多相介質多場耦閤作用瓦斯滲流規律
10.1 國內外研究現狀
10.2 煤層氣和煤的NMRI機理研究
10.3 高孔隙壓低滲透煤層瓦斯運移規律
10.4 煤和瓦斯突齣發生機理及預測
參考文獻

第11章 深部岩體分區破裂化及非綫性動力學特性
11.1 國內外研究現狀
11.2 岩體塊係結構的成因及其特性
11.3 深部岩體峰後行為及其承載能力
11.4 區域破裂化現象
11.5 超低摩擦效應産生的機理、條件和規律
11.6 一維礦柱剪切失穩與斷層剪切穩定性問題
11.7 爆炸衝擊波作用下的等效靜力模型
11.8 岩石局部剪切變形的彈塑性模型與數值分析方法
參考文獻

第12章 深部岩石力學試驗係統與分析軟件
12.1 深部岩爆過程試驗係統
12.2 深部工程破壞過程模型試驗係統
12.3 深部岩石水理作用測試係統
12.4 新型真三軸巷道模型試驗颱
12.5 深部煤與瓦斯突齣測試儀器
12.6 深部岩體區域化交替破裂現象模型試驗係統
12.7 深部軟岩工程大變形力學分析設計係統
參考文獻

精彩書摘

　　（2）原岩應力、采動高應力場的理論基礎與方法。　　在有限工程勘探、地質調查資料條件下，利用現代數學.力學方法，閤理推演深部地下節理裂隙和地應力三維分布規律。研究深部資源開發及地下工程原位和采動應力場的測量技術與方法。　　1.3.2 深部岩體力學特性和工程響應　　本部分研究內容由中國礦業大學（北京）薑耀東教授帶領的課題組完成。主要包括：　　（1）深部開采岩體的基本力學行為。　　研究深部岩體在“三高”環境和強烈開采擾動作用下的變形性質、本構模型、強度特徵、破壞準則和時間效應，重點研究深部開采岩體峰後和破壞後力學行為。　　（2）深部開采工程岩體動力學特性及成災機理。　　以深部開采岩體力學行為為基礎，重點研究掘進、迴采等工程活動誘緻岩爆、突水、煤與瓦斯突齣等工程災害的演化過程和成災機理，為深部工程災害預測預報與防治提供必要的理論基礎。這部分研究將以災變理論、演化誘緻突變理論等非綫性科學為基礎，突齣以能量理論為基礎的災害發生判據與準則。　　（3）深部開采岩體破碎機理。　　研究“三高”環境下礦岩誘導破碎機製、動態特徵、能量耗散過程及其控製，重點研究高應力條件下礦岩采動的應力轉移與誘導破碎工程的耦閤，為實施深部礦岩誘導破碎的深井采礦技術創新提供理論與科學依據。　　1.3.3 深部采動覆岩移動規律及巷道穩定性控製　　本部分研究內容由中國礦業大學賀永年教授及中國礦業大學（北京）何滿潮教授帶領的課題組完成。主要包括：　　（1）深部采場上覆岩層移動規律、環境損傷演化機理。　　深入研究深部礦層采齣後，深部采動岩體變形、破斷、移動規律，以岩層控製的關鍵層理論為基礎，建立描述深部采動覆岩變形-破斷-移動全過程的結構運動力學模型。運用非綫性動力學理論，分析深部采動覆岩結構運動全過程對采場礦壓、巷道礦壓、岩層內部裂隙分布、岩層移動與地錶沉陷的動態影響，掌握采動覆岩結構運動與采場、巷道圍岩動力災害的關係，形成以關鍵層為核心的采動覆岩變形-破壞-移動全過程理論。分析深部采動覆岩結構運動與岩層移動和地錶環境損傷之間的動態關係，發展相關控製技術。　　（2）深部巷道圍岩峰後破裂演化及失穩對策。　　以遠離平衡態非綫性理論為指導，以岩石破裂演化和強度衰減規律為基礎，以圍岩加卸、載真實受力狀態為背景，考慮岩石巷道和受采動影響巷道的曆史，研究兩種巷道失穩與衝擊地壓三種圍岩行為規律與對策，建立電磁輻射預報量化手段。　　……

前言/序言

　　我國是一個富煤、少氣、缺油的國傢，長期以來，煤炭在我國一次性能源結構中占700％，左右，是我國的主體能源。隨著國民經濟的快速發展，煤炭需求不斷增加，煤炭作為我國能源結構中的主體地位在今後幾十年內不會改變。同時，我國對其他礦産資源的需求量也不斷增長，礦石需求缺口越來越大。　　隨著淺部資源的逐漸減少和枯竭，地下開采的深度越來越大，目前我國已有大批礦井進入韆米以下開采深度。開采深度增加，地質環境趨於復雜，高地應力、高地溫、高瓦斯、高水壓等引起的突發性工程災害和重大惡性事故增加、作業環境惡化和生産成本急劇增加等一係列問題，對深部資源開采提齣瞭嚴峻挑戰。為此，在有關院士、專傢的倡導下，國傢自然科學基金委員會組織召開瞭多次研討會，經反復調研和論證，於2004年3月24日正式設立瞭重大項目“深部岩體力學基礎研究與應用”（No.50490270），針對深部開采等引起的岩石力學問題，展開基礎性、前瞻性和戰略性研究。本著有限支持、重點突破的原則，將“深部岩體高應力場和地質構造精細探測的理論基礎與方法”、“深部岩體力學特性及其工程響應”、“深部采動覆岩移動規律及巷道穩定性控製研究”、“深部多相多場耦閤作用及其成災機理與防治”、“深部采場瓦斯滲流及相關的非綫性動力學基礎研究”列為其中的五個重要研究課題，旨在針對深部“三高一擾動”（高地應力、高地溫、高岩溶水壓和強烈的開采擾動）復雜地質力學環境下，從深部開采中的岩石力學基礎理論、深部開采誘發的重大工程災害的機理、預測和控製以及深部資源開采的方法與關鍵技術三個方麵來探討深部開采中的科學問題，建立起深部岩體力學理論與技術框架，為我國深部資源安全開采提供科學基礎。　　該重大項目由中國礦業大學（北京）負責，聯閤中國人民解放軍理工大學、北京科技大學、中國礦業大學、中南大學、遼寜工程技術大學、中國科學院地質與地球物理研究所、東北大學、四川大學和煤炭科學研究總院等單位的三十餘位岩石力學領域的知名專傢教授閤作研究。項目於2004年6月6日正式啓動，經過四年的努力，於2008年12月15日在北京通過瞭由國傢自然科學基金委員會組織的結題驗收與評議。　　四年問，項目組全體研究骨乾以國傢自然基金重大項目的研究作為科研工作的主要任務，齊心協力、聚精會神，圍繞“深部構造及地應力場分布特徵與變異規律”、“深部岩體力學特性與時效特徵”、“深部開采圍岩變形破壞機製”、“深部多相多場耦閤作用機製”、“深部采場瓦斯滲流及相關的非綫性動力學機製”等五大科學問題開展瞭係統、深入的研究工作，強調科學性創新和技術性創新，注重新理論、新原理、新發現，實現瞭理論上有創新、技術上有突破、實驗裝備有特色、工程上有驗證的深部岩體力學理論和技術初步框架。主要創新性成果包括：　　（1）係統研究瞭礦山開采的深部岩體力學問題，初步形成瞭以深部地質構造精細探測理論與方法、深部岩體力學特性和工程響應特徵、深部采動覆岩移動規律及巷道穩定性控製理論、深部多相多場耦閤作用及其災害發生機理、深部工程圍岩分區破裂化理論為主體的深部岩體力學理論框架。　　（2）係統研究瞭深部開采工程穩定性及災害防治技術，包括深部煤岩精細構造探測技術、深部地應力測試技術、深部采場覆岩隔水關鍵層防水技術、深部開采圍岩控製技術、深部采空區探測與災害防治技術、深部煤和瓦斯突齣預測技術等。

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專業書籍，工作需要，同行推薦

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岩石力學是一門研究岩石在外界因素（如荷載、水流、溫度變化等）作用下的應力、應變、破壞、穩定性及加固的學科。又稱岩體力學，是力學的一個分支。研究目的在於解決水利、土木工程等建設中的岩石工程問題。它是一門新興的，與有關學科相互交叉的工程學科，需要應用數學、固體力學、流體力學、地質學、土力學、土木工程學等知識，並與這些學科相互滲透。岩石力學的誕生是以解決岩石工程穩定性問題和研究岩石的破碎條件為目的而誕生的。其研究介質不僅非常復雜，而且存在許多力學性質不穩定性或不確定性因素，這就使得本學科獨立的、完善的、係統的基礎理論難以建立、岩石力學的發展始終引用和發展固體力學、土力學、工程地質學等學科的基本理論和研究成果，或者引用這些相關學科的研究成果來解決岩石工程中的問題，因此，偏重不同行業應用的岩石力學往往有不同的定義，迄今岩石力學也沒有統一的定義。美國地質協會岩石力學委員會於1964年提齣的岩石力學定義為：岩石力學是研究岩石力學性狀的一門理論和應用科學，是力學的一個分支，是研究岩石在不同物理環境的力場中産生各種力學效應的學科。該定義概況瞭岩石破碎和穩定兩方麵的主題，也概括瞭岩石在不同物理環境中各種應力狀態下的變形、破壞規律。這是一個較廣泛、較嚴密並得到廣泛認可的定義。岩石力學又稱為岩體力學。但隨著科學技術的發展，岩石與岩體已有嚴格的區分，因此有人認為應將岩石力學改為岩體力學更切閤本學科的研究主題。但是，岩石力學這一名詞沿用已久且使用普遍，所以岩石力學和岩體力學是同一學科。①岩石應力，包括岩體內應力的來源、初始應力(構造應力、自重應力等)、二次應力、附加應力等。初始應力由現場量測決定，常用鑽孔應力解除法和水壓緻裂法，有時也用應力恢復法。二次應力和附加應力的計算常用固體力學經典公式，復雜情況下采用數值方法。②岩石強度，包括抗壓、抗拉、抗剪（斷）強度及岩石破壞、斷裂的機理和強度準則。室內用壓力機、直剪儀、扭轉儀及三軸儀，現場做直剪試驗和三軸試驗，以確定強度參數（粘聚力c和內摩擦角φ）。強度準則大多采用庫倫－納維準則。這個準則假定對破壞麵起作用的正應力會增加岩石的抗剪強度，其增加量與正（壓）應力的大小成正比。其次采用莫爾準則，也可采用格裏菲思準則和修正的格裏菲思準則。③岩石變形，包括單嚮和三嚮條件下的變形麯綫特性、彈性和塑性變形、流變（應力-應變-時間關係）和擴容。岩石流變主要包括蠕變和鬆弛。在應力不等時岩石的變形隨時間不斷增長的現象稱為蠕變。在應變不變時岩石中的應力隨時間減少的現象稱為鬆弛。岩石擴容是指在偏應力作用下，當應力達到某一定值時岩石的體積隨偏應力的增大而增大的現象。研究岩石變形在室內常用單軸或三軸壓縮方法、流變試驗和動力試驗等，多數試驗往往結閤強度研究進行。為瞭測定岩石應力達到峰值後的應力與應變關係，必須應用伺服控製剛性壓力機。野外試驗有承壓闆法、水壓法、鑽孔膨脹計法和動力法等。根據室內外試驗可獲得應力與應變關係和應力-應變-時間關係以及相應的變形參數，如彈性模量、變形模量、泊鬆比、彈性抗力係數、流變常數等。

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