《武漢大學(xué)百年名典：巖石力學(xué)的理論與實踐》由四篇共21章組成。第一篇總論，概述了我國巖石力學(xué)研究的主要進(jìn)展；第二篇巖石的基本特性及其測試技術(shù)，分別論述了地質(zhì)因素，巖體工程分級，應(yīng)力測試，室內(nèi)和現(xiàn)場巖石的強(qiáng)度、變形特性及其測試技術(shù)（包括巖塊、巖體和軟弱夾層，靜力法及動力法，模型試驗和微觀結(jié)構(gòu)研究）；第三篇巖石力學(xué)的理論研究與分析計算，分別論述了，巖體的破壞機(jī)制、巖石斷裂力學(xué)、有限單元法、巖石的動力特性以及地學(xué)中和水誘發(fā)地震中的有關(guān)巖石力學(xué)問題；第四篇巖體的穩(wěn)定分析及其加固措施，分別論述了巖坡、壩基及地下洞室圍巖的穩(wěn)定性，以及巖體的工程加固問題。
《武漢大學(xué)百年名典：巖石力學(xué)的理論與實踐》可以供從事水利、水電、土木、建筑、鐵道、交通、冶金、煤炭、地質(zhì)、地震、力學(xué)等專業(yè)的生產(chǎn)、科研和教學(xué)單位的有關(guān)工程技術(shù)人員、科學(xué)工作者和高等院校及中等專業(yè)學(xué)校師生閱讀參考。
陶振宇，男（1927—2000年），湖南省衡陽縣人，是我國著名的巖石力學(xué)與工程專家、教育家，武漢大學(xué)教授、博士研究生導(dǎo)師。
陶振宇先生1949年參加革命，1952年畢業(yè)于武漢大學(xué)工學(xué)院水利系，并留校任教。1954年武漢水利學(xué)院成立后，轉(zhuǎn)入武漢水利學(xué)院（先后更名為武漢水利電力學(xué)院、武漢水利電力大學(xué)，2000年并入新的武漢大學(xué)）任教，歷任講師、副教授、教授，曾擔(dān)任水利系黨總支書記等職。1960—l962年赴前蘇聯(lián)莫斯科建筑工程學(xué)院進(jìn)修，1986年被評為博士研究生導(dǎo)師，1991年起享受國務(wù)院政府特殊津貼。
陶振宇先生是我國巖石力學(xué)學(xué)科，尤其是水工巖石力學(xué)學(xué)科的創(chuàng)始人之一。編寫出版了我國第一部水工巖石力學(xué)試驗專著《高壩巖基的試驗研究》（1965年）和第一部水工巖石力學(xué)理論專著《水工建設(shè)中的巖石力學(xué)問題》（1966年）。主編的學(xué)術(shù)著作《巖石力學(xué)的理論與實踐》（1981年）反映了中華人民共和國成立后3O年我國巖石力學(xué)理論研究與工程實踐的主要成果，其理論水平和學(xué)術(shù)價值可以與國際上同期同類著作相媲美，對我國巖石力學(xué)理論研究與工程應(yīng)用起到了積極的推動作用。
陶振宇先生是中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會的主要發(fā)起人和籌備成員之一。以第一署名向中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會提出成立中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會的申請，在獲得中一國科學(xué)技術(shù)協(xié)會批準(zhǔn)后，積極承擔(dān)籌備工作，是中國巖土力學(xué)與工程學(xué)會13人籌備組成員之一。歷任國際巖石力學(xué)協(xié)會（ISRM）中國國家小組成員，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會常務(wù)理事，地下工程專業(yè)委員會副主任委員，教育工作委員會副主任委員，武漢巖土工程學(xué)會副理事長以及中國水利學(xué)會、中國力學(xué)學(xué)會、中國地質(zhì)學(xué)會、中國水力發(fā)電工程學(xué)會等有關(guān)學(xué)會及專業(yè)委員會的委員、副主任委員或顧問委員等。
陶振宇先生的主要研究領(lǐng)域為巖石力學(xué)與工程，兼治科技史（中國水利史）。其研究內(nèi)容涉及工程、力學(xué)、地質(zhì)、地震及科技史（中國水利史）等多學(xué)科，在巖石力學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科的相互交叉和滲透方面，開展了有益的嘗試，認(rèn)為巖石力學(xué)不同于一般固體力學(xué)之處，就在于其研究對象是天然巖石，并在巖石的自然特性、裂隙性、水力特性、地應(yīng)力和地震機(jī)理等方面，取得了一批創(chuàng)新性研究成果，共出版學(xué)術(shù)著作（含合作）17部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文180余篇，獲省部級科技獎勵10項。主要研究成果包括：
�。�1）提出了大壩巖基參數(shù)的取值要保證巖體總是處于彈性工作狀態(tài)，并與大壩安全系數(shù)相配套的準(zhǔn)則，被我國水工巖石力學(xué)界認(rèn)同并普遍應(yīng)用。
（2）針對巖體的裂隙性開展了深入的研究，建立了巖石統(tǒng)計斷裂力學(xué)的原理和方法，探討了巖石裂紋相互作用的統(tǒng)計有效場方法，建立了節(jié)理巖體宏觀損傷模型和真j軸條件下的巖石細(xì)觀損傷模型等；揭示了巖石工程開挖卸荷裂隙的三個基本特征；開發(fā)了巖體節(jié)理（裂隙）網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)；研究了預(yù)裂爆破中炮孔壓力變化歷程的理論分析方法；探討了爆生氣體驅(qū)動的巖石裂紋擴(kuò)展速度等。
�。�3）提出了地應(yīng)力是影響巖體特性的主要因素之一，這對我國現(xiàn)階段西部深埋地下工程建設(shè)仍具有重要意義�？偨Y(jié)歸納了地殼淺層巖石圈的地應(yīng)力分布規(guī)律，研究了巖性、沉積作用、剝蝕及地形地貌對地應(yīng)力分布的影響；在國內(nèi)率先研究了高地應(yīng)力區(qū)的巖體特性，提出了高地應(yīng)力區(qū)進(jìn)行地下工程建設(shè)所需遵循的基本準(zhǔn)則；發(fā)現(xiàn)了高地應(yīng)力區(qū)巖石的蠕變斷裂效應(yīng)，提出了巖爆形成的三個階段理論，認(rèn)為巖爆是因開挖而產(chǎn)生的卸荷效應(yīng)在高地應(yīng)力區(qū)的一種典型表現(xiàn)。
�。�4）提出了一種基于固一液兩相介質(zhì)的耦合分析方法，開展水庫誘發(fā)地震的預(yù)測研究，利用研究成果針對新豐江水庫已發(fā)生的6．1級地震進(jìn)行研究，研究結(jié)果與實際震級十分接近，證明了研究成果的科學(xué)性、有效性。將研究成果用于湖南東江水庫誘發(fā)地震的預(yù)測研究，在發(fā)震地點、震源深度、震級大小等方面均預(yù)測成功。
�。�5）探討了水在地震中的多重作用。對干旱地震開展了分析研究，認(rèn)為干旱地震是一種異型水庫地震，為水力控制地震災(zāi)害提供了物理依據(jù)。率先利用粘彈塑性模型探討唐山地震震源深部巖體特性以進(jìn)行模擬分析，結(jié)果與唐山地震的主震—余震系列和地形變化實測結(jié)果相吻合，為地震模擬研究開辟了一條新的技術(shù)途徑。對于天然地震的應(yīng)力降遠(yuǎn)低于室內(nèi)試驗的應(yīng)力降這一使人們困惑的問題，提出了合理的解釋。
�。�6）在中國水利史的研究中，也獲得了一些新的成果。提出《管子·度地篇》是我國最早的水利工程著作的論點。對西漢的賈讓三策，東漢的王景治河等方面，都有自己的獨特見解。在研究宋代的水利理論時，發(fā)現(xiàn)我國現(xiàn)在進(jìn)行的南水北調(diào)的中線工程，途經(jīng)河南境內(nèi)的線路與宋代的有關(guān)渠系路線有其相關(guān)性。
陶振宇先生注重理論與實踐的聯(lián)系，參加了我國的一些重要工程實踐，包括：河南省治淮總指揮部白沙水庫土壩工程建設(shè)（1951—1952年）；丹江口水利樞紐第一期工程建設(shè)（1958—1959年）；葛洲壩水利樞紐工程建設(shè)（197O—1972年）；三峽工程船閘巖石高邊坡的穩(wěn)定性分析等。
陶振宇先生一生致力于巖石力學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展和專業(yè)人才的培養(yǎng)，他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，理論聯(lián)系實際，勇于探索和創(chuàng)新；他待人誠懇，誨人不倦，為我國巖石力學(xué)與工程學(xué)科教育事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，并長期活躍在教學(xué)第一線，指導(dǎo)了30余名博士和碩士研究生。陶振宇先生1991年被評為全國電力系統(tǒng)優(yōu)秀教師，1994年被評為湖北省優(yōu)秀教師。
在近半個世紀(jì)的學(xué)術(shù)生涯中，陶振宇先生活躍在國內(nèi)外巖石力學(xué)與工程界，他積極參與國內(nèi)和國際間的學(xué)術(shù)交流，享有很高的學(xué)術(shù)聲譽。曾擔(dān)任多個國際學(xué)術(shù)組織成員，為確立我國巖石力學(xué)學(xué)科在國際巖石力學(xué)學(xué)術(shù)界的地位發(fā)揮了重要作用，同時任《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》等多個學(xué)術(shù)刊物的編委或顧問，為我國巖石力學(xué)與工程學(xué)科的創(chuàng)始和發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。
第一篇 總論
第1章 我國巖石力學(xué)研究的進(jìn)展
1.1 歷史的簡單回顧
1.2 巖石試驗方面的進(jìn)展
1.3 對巖石力學(xué)中若干理論問題的探索
1.4 簡短的結(jié)論
第二篇 巖石的基本特性及其測試技術(shù)
第2章 巖石力學(xué)中的地質(zhì)因素
2.1 巖體的巖石礦物學(xué)特性
2.2 巖體結(jié)構(gòu)特點
2.3 巖體天然應(yīng)力
2.4 風(fēng)化作用
2.5 水對巖體性狀的影響
第3章 巖體工程分級
3.1 概述
3.2 影響巖體工程性質(zhì)的主要因素
3.3 巖體質(zhì)量指標(biāo)及其表達(dá)式
3.4 巖體質(zhì)量指標(biāo)的實用意義
3.5 應(yīng)用舉例
第4章 室內(nèi)巖塊試驗研究
4.1 概述
4.2 巖塊的空隙性和水理性
4.3 巖塊單軸壓縮試驗
4.4 巖塊抗拉試驗
4.5 巖塊性質(zhì)的相關(guān)性
第5章 軟弱夾層的特性及其研究途徑
5.1 概述
5.2 泥化夾層的基本性質(zhì)
5.3 泥化夾層在滲水作用下的演變趨勢
5.4 軟弱夾層特性的研究途徑
第6章 巖石三維特性及其測試技術(shù)
6.1 巖石三維力學(xué)試驗的意義和目的
6.2 巖石三維力學(xué)試驗技術(shù)
6.3 巖石三維應(yīng)力試驗彈性參數(shù)的計算
6.4 常規(guī)三軸應(yīng)力試驗的某些結(jié)果
6.5 真三軸應(yīng)力試驗的某些結(jié)果
第7章 巖體應(yīng)力及其測試技術(shù)
7.1 概述
7.2 巖體應(yīng)力狀態(tài)
7.3 巖體應(yīng)力測試技術(shù)
7.4 巖體初始應(yīng)力一般規(guī)律性的探討
第8章 巖體性態(tài)的彈性波測試技術(shù)
8.1 概述
8.2 波動傳播
8.3 巖體特性與彈性波的傳播
8.4 巖體彈性參數(shù)與強(qiáng)度的量測
8.5 工程巖體狀態(tài)的量測
8.6 現(xiàn)場巖體的評價
第9章 巖體變形特性及其試驗研究
9.1 概述
9.2 巖體變形特性
9.3 變形試驗研究中的幾個問題
第10章 現(xiàn)場巖體抗剪試驗的原理與方法
10.1 概述
10.2 試驗方案布置與成果計算
10.3 影響抗剪強(qiáng)度各主要因素的初步探討
10.4 抗剪試驗資料的整理
第11章 巖石力學(xué)的模型試驗
11.1 概述
11.2 壩基的巖石力學(xué)模型試驗
11.3 洞室的巖石力學(xué)模型試驗
第三篇 巖石力學(xué)的理論研究與分析計算
第12章 巖體破壞機(jī)制及強(qiáng)度研究
12.1 巖體結(jié)構(gòu)及巖體力學(xué)介質(zhì)特征
12.2 塊裂介質(zhì)巖體的破壞機(jī)制及強(qiáng)度分析
12.3 連續(xù)介質(zhì)巖體破壞機(jī)制及其強(qiáng)度分析
12.4 碎裂介質(zhì)巖體破壞機(jī)制及強(qiáng)度分析
第13章 巖石斷裂力學(xué)及其應(yīng)用
13.1 概述
13.2 線彈性斷裂力學(xué)基本觀點
13.3 巖石斷裂力學(xué)試驗研究的部分成果
13.4 斷裂判據(jù)
13.5 應(yīng)用斷裂力學(xué)觀點探討巖體力學(xué)有關(guān)問題
13.6 巖石斷裂力學(xué)主要研究途徑
第14章 有限單元法及其在巖體力學(xué)中的應(yīng)用
14.1 概述
14.2 單元體的形狀函數(shù)和剛度矩陣
14.3 層狀巖體與各向異性
14.4 材料非線性問題
14.5 節(jié)理面、軟弱夾層等的模擬與非線性分析
第15章 巖石動力特性
15.1 概述
15.2 巖石與巖體的基本動力特性
15.3 巖石動力試驗的技術(shù)與方法
15.4 應(yīng)力波在巖石介質(zhì)中的傳播
第16章 地學(xué)中的巖石力學(xué)研究
16.1 概述
16.2 地質(zhì)環(huán)境因素對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響
16.3 應(yīng)變率和時間因素的影響
16.4 斷層形成時的應(yīng)力狀態(tài)
16.5 巖石的微破裂、擴(kuò)容和地震前兆的兩種擴(kuò)容模型
16.6 巖石的摩擦和粘滑
16.7 構(gòu)造（地）應(yīng)力場的分析
第17章 水誘發(fā)地震與巖石力學(xué)
17.1 水誘發(fā)地震
17.2 水誘發(fā)地震的特點
17.3 水庫地震成因及其誘發(fā)機(jī)制
17.4 水誘發(fā)地震中有關(guān)巖石力學(xué)問題
第四篇 巖體的穩(wěn)定分析及其加固措施
第18章 巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析
18.1 概述
18.2 赤平投影的基本方法
18.3 邊坡穩(wěn)定分析
18.4 適用范圍
第19章 混凝土重力壩壩基巖體抗滑穩(wěn)定分析
19.1 概述
19.2 沿壩基面的平面抗滑穩(wěn)定分析
19.3 沿壩基內(nèi)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的深部抗滑穩(wěn)定分析
第20章 地下洞室的圍巖穩(wěn)定性
20.1 概述
20.2 影響地下巖洞穩(wěn)定性的因素
20.3 洞室圍巖穩(wěn)定分析的有關(guān)概念
20.4 大型巖洞穩(wěn)定研究的方法
20.5 巖洞穩(wěn)定有限元分析實例
20.6 計算模擬研究及有關(guān)實用結(jié)論
20.7 軟弱巖層中的圍巖壓力問題
第21章 巖體的工程加固
21.1 概述
21.2 噴錨加固
21.3 巖體的預(yù)應(yīng)力錨固
21.4 存在的問題
參考文獻(xiàn)
近幾年來，我國巖石力學(xué)中的有限元法獲得了很大的發(fā)展，主要是平面問題的非線性分析。中國科學(xué)院武漢巖體土力學(xué)研究所較早開展了這方面的工作，對于巖石的非均勻性的考慮和三維有限元分析，也正在探索中。
由于巖石性態(tài)復(fù)雜且受多種地質(zhì)因素的影響，用解析方法求解巖石力學(xué)問題會遇到很大的困難，但是，只要能提出描述它的合理的本構(gòu)關(guān)系，就可以用有限元法進(jìn)行分析。目前在國內(nèi)巖石力學(xué)的有限元分析中，常采用塑性理論的本構(gòu)關(guān)系。但是試驗表明，巖石的不可逆變形是非關(guān)聯(lián)的，且彈性性質(zhì)隨不可逆變形的出現(xiàn)而變化（彈塑性耦合），并伴隨有應(yīng)變軟化（不穩(wěn)定）特性，這些都是古典塑性理論沒有考慮的。因此，需要研究巖石的本構(gòu)關(guān)系。也有僅使用材料的強(qiáng)度條件，而不考慮非彈性變形所應(yīng)遵循的規(guī)律的，例如國內(nèi)外用得較多的不抗拉材料以及層狀材料的分析等。但國內(nèi)有人指出，這種不管材料的本構(gòu)關(guān)系，亦即不對不可逆變形的發(fā)展加以任何限制，可能導(dǎo)致與熱力學(xué)的基本定律相矛盾，并指出那個層狀材料模型就違背能量守恒法則。他們考慮到巖石不是完全彈性的，它的部分變形具有不可逆的性質(zhì)，因此從宏觀熱力學(xué)觀點，引入內(nèi)變量概念，統(tǒng)一地討論變形的這種不可逆的性質(zhì)。結(jié)合巖石的特性，考慮了彈塑性耦合的作用，以及介質(zhì)的強(qiáng)化和軟化性質(zhì)，和塑性變形的非關(guān)聯(lián)特性，討論了巖石的彈塑性本構(gòu)關(guān)系。計算表明，相應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系較能滿意地反映所研究的節(jié)理巖體的特性[84]。
在地質(zhì)力學(xué)中，不僅要了解各種巖石在不同條件下受各種應(yīng)力作用時的變形和破壞規(guī)律，更重要的是在此基礎(chǔ)上，根據(jù)巖石中已存在的變形和破壞形跡，反推造成這些變形和破壞時的應(yīng)力狀態(tài)，并進(jìn)而推測產(chǎn)生各種構(gòu)造型式的應(yīng)力作用方式，這就從巖石力學(xué)進(jìn)入了構(gòu)造力學(xué)的范疇。
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