岩石力学简明教程

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页数:233
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出版时间:2010-11
价格:26.00元
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isbn号码:9787564607319
丛书系列:
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  • 言情
  • 社会学
  • 儿童文学
  • 东野圭吾
  • 岩石力学
  • 工程地质
  • 土木工程
  • 矿业工程
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  • 岩石
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  • 基础工程
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具体描述

岩石力学是岩土工程、采矿工程、地质工程等众多专业的基础课。贺永年编著的《岩石力学简明教程(高等学校十一五规划教材)》是普通高等学校“十一五”规划教材,是岩士工程领域中的通用教材。

本书根据“以岩性为基础、以原岩应力为源、以次生应力场力学现象和参量为重点、以合理维护为目标”原则编写而成,突出地下工程特点,并反映了国内外最新理论成果,叙述简明扼要。全书主要内容包括:绪论,第一编(岩石组构及其物理性质),第二编(岩块变形与强度、岩石的流变性质、岩石弱面变形与强度、岩体变形与强度),第三编(原岩应力基础知识),第四编(地下工程稳定分析的解析方法、实测和模拟方法、岩石力学数值计算方法、地下工程维护)。

《岩石力学简明教程(高等学校十一五规划教材)》不仅可作为本科生教材使用,也可作为研究生的教材,还可作为高等院校相关专业的教师、科研院所和工程部门的科研人员及工程技术人员的参考用书。

岩石力学简明教程:一本通往地层深处奥秘的钥匙 这本书,名为《岩石力学简明教程》,并非是一部艰深晦涩的学术专著,而是一本为所有渴望理解我们脚下这片土地的构成、变形与响应的读者而精心编撰的入门读物。它以清晰、直观的方式,剥离了岩石力学领域繁复的数学推导和理论模型,直击核心概念,旨在为工程技术人员、地质勘探工作者,乃至对地球科学充满好奇的普通爱好者,提供一把通往地层深处奥秘的钥匙。 为何我们需要了解岩石力学? 想象一下,当我们建造巍峨的大桥,深邃的隧道,或是开采蕴藏在地下的宝贵矿产时,我们都在与地球的骨骼——岩石——打交道。岩石并非是僵硬不变的,它们在巨大的压力、温度变化以及水的侵蚀等多种因素作用下,会发生形变,甚至断裂。错误的理解和评估,可能导致工程的失败,造成巨大的经济损失,甚至威胁生命安全。因此,掌握岩石的力学行为,理解它们在各种地质工程环境下的响应,是保障工程安全、提高资源利用效率、以及应对复杂地质灾害的关键。 《岩石力学简明教程》正是应此需求而生。它以一种“由浅入深,循序渐进”的教学理念,将岩石力学这一看似枯燥的学科,转化为一套易于理解的知识体系。书中不会充斥着令人望而生畏的公式,而是通过生动的比喻、形象的图示,以及贴近实际的案例,帮助读者建立起对岩石力学基本原理的直观认识。 教程内容概览:一场地质力学的探索之旅 本书的开篇,将带我们走进岩石的微观世界。我们首先需要了解,构成岩石的基本单元是什么?它们的排列方式如何影响着整体的力学性能?书中将详细介绍岩石的组成矿物、岩石的结构(例如晶粒大小、形状、定向性,以及裂隙、层理等)与岩石力学性质之间的内在联系。我们会了解到,一块坚硬的花岗岩与一片疏松的砂岩,为何在受力时表现出截然不同的行为。 随后,教程将聚焦于岩石在静载荷作用下的力学行为。我们会学习到什么是应力(stress)和应变(strain),这是描述岩石受力状态和变形程度的两个基本概念。书中将区分不同类型的应力——正应力(normal stress)和剪应力(shear stress),以及相应的正应变(normal strain)和剪应变(shear strain)。通过图解,读者可以清晰地理解,当岩石受到拉伸、压缩、弯曲或扭转时,内部的应力分布和宏观变形是如何产生的。 弹性力学是岩石力学的基础之一。《岩石力学简明教程》将深入浅出地介绍弹性体的概念,并讲解胡克定律(Hooke's Law),即应力与应变成正比的关系。我们会学习到弹性模量(Young's modulus)、泊松比(Poisson's ratio)、剪切模量(Shear modulus)和体积模量(Bulk modulus)等关键的弹性常数,以及它们如何量化岩石的变形能力。书中会通过简单的实验演示(例如拉伸试验)来佐证这些理论,让读者亲身体验岩石的弹性响应。 然而,真实的岩石并非总是处于弹性范围内。当应力超过一定极限时,岩石就会发生塑性变形,甚至发生破坏。本书将详细阐述岩石的强度(strength)概念,并介绍描述岩石屈服(yielding)和破坏(fracture)准则的各种理论模型,如莫尔-库仑准则(Mohr-Coulomb criterion)和杜普雷准则(Drucker-Prager criterion)等。这些准则能够帮助我们预测岩石在何种应力组合下会发生剪切破坏或拉伸破坏。书中会通过大量的图表和实例,展示不同岩石类型在不同围压、温度以及孔隙水压力下的强度变化,让读者对岩石的破坏过程有更深入的认识。 除了静态的力学行为,动态载荷(dynamic loading)对岩石的影响也是岩石力学研究的重要内容。《岩石力学简明教程》将探讨冲击载荷、地震波传播等动态过程对岩石性质的影响。我们会了解,在瞬时的高应变速率下,岩石的强度和变形特性可能与静态加载时有显著差异。这对于理解地震工程、爆破开采等领域至关重要。 孔隙水压力(pore water pressure)在地质工程中扮演着至关重要的角色。它不仅会降低岩石的有效应力(effective stress),从而显著影响岩石的强度,还会影响岩石的渗透性。本书将详细讲解有效应力原理(Terzaghi's principle),并阐述孔隙水压力如何影响岩石的变形和破坏。书中将结合地下水流动的相关概念,帮助读者理解在饱和岩体中的力学行为。 裂隙(fracture)和断层(fault)是岩石力学中普遍存在的结构。它们的存在极大地影响着岩体的整体力学性能,降低了岩体的强度和刚度,并为地下水的流动提供了通道。《岩石力学简明教程》将深入研究裂隙的形成机制、几何特征、以及它们对岩体变形和破坏过程的影响。我们会学习到如何描述和分析裂隙网络,以及它们在边坡稳定性、地下工程围岩支护等方面的工程意义。 渗透性(permeability)是岩石的一个重要物理性质,它描述了岩石允许流体(如水或油)通过的能力。在许多地质工程问题中,如地下水抽取、油气藏开发、核废料储存库的选址等,岩石的渗透性是需要重点关注的参数。《岩石力学简明教程》将介绍岩石渗透性的影响因素,以及渗透性与岩石力学性质之间的相互关系,特别是当流体在多孔介质中流动时可能产生的耦合效应。 当然,对于任何工程实践而言,现场的岩体参数获取至关重要。《岩石力学简明教程》不会仅仅停留在理论层面,它还将介绍一些常用的岩石力学原位测试(in-situ testing)和室内试验(laboratory testing)方法,例如三轴压缩试验、直剪试验、单轴压缩试验、洛氏硬度计试验等。这些方法的介绍将帮助读者了解如何从实际的岩石样品或地质体中获取用于工程设计和分析的力学参数。 谁将从这本书中受益? 《岩石力学简明教程》适合广泛的读者群体。 土木工程师和岩土工程师: 在进行桥梁、隧道、大坝、挡土墙、地下空间等工程设计时,必须深入理解岩体的力学行为。本书将为他们提供坚实的基础知识,帮助他们进行准确的稳定性分析和设计。 矿业工程师: 在矿山设计、采矿方法选择、边坡稳定性评估、地下采矿遗留问题处理等方面,都需要了解岩石的力学特性。本书将为他们提供实用的参考。 地质勘探和资源工程师: 在石油、天然气、地热、矿产资源的勘探和开发过程中,需要评估储层岩石的力学响应,以及岩体在开采过程中的变形和破坏。本书将提供必要的理论基础。 水利工程师: 在水库大坝、地下水库、水工隧洞等设计与施工中,岩石力学性质是影响工程安全的关键因素。 环境工程师: 在进行地下核废料储存库、垃圾填埋场等选址与设计时,需要考虑岩体的变形和渗透性。 研究生和高年级本科生: 对于地质学、土木工程、矿业工程、资源工程等专业的学生而言,本书是一本极佳的入门教材,能够帮助他们快速建立起岩石力学的知识框架。 对地球科学感兴趣的普通读者: 如果你对地震、火山、山体滑坡等自然现象背后的力学原理感到好奇,或者想了解我们生活的大地是如何承受人类活动的,那么这本书也将为你打开一扇窗。 本书的独特之处 《岩石力学简明教程》最大的特点在于其“简明”二字。它并非是面面俱到,而是精选了最核心、最基础、最实用的岩石力学概念和原理。书中避免了繁琐的数学推导,而是侧重于概念的理解和实际的应用。每个章节都配有清晰的图示、大量的实例和思考题,鼓励读者主动思考,将理论知识与实际问题联系起来。 它将岩石力学从一个抽象的学科,转化为一个能够解释我们身边地质现象、指导工程实践的有力工具。阅读本书,您将不再是旁观者,而是能够以一种全新的视角,去审视和理解我们所处的地层深处,去感受那股塑造地球面貌的强大力量。 总之,《岩石力学简明教程》是一本集理论性、实践性、通俗性于一体的优秀读物。它将带您踏上一段精彩的地质力学探索之旅,让您对岩石的理解不再停留在表面,而是能够深入其骨,掌握其魂。无论您是专业人士还是爱好者,这本书都将是您通往岩石力学世界的一本不可多得的宝藏。

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用户评价

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这本书的逻辑推进是渐进式的、高度自洽的,读起来有一种强烈的“被引导”的舒适感。它避免了那种东一榔头西一棒子的知识点堆砌,而是围绕几个核心的力学问题,层层递进地展开。例如,在深入到地下结构稳定性的分析之前,作者先用大量的篇幅清晰地界定了不同类型的岩石(如沉积岩、火成岩、变质岩)在应力-应变曲线上的典型特征,这为后续理解它们在荷载作用下的响应差异奠定了基础。 我尤其欣赏它在引入“应力场”和“位移场”概念时的处理方式。在处理复杂的岩体问题时,区分和理解这两个概念至关重要。书中通过对一个简单均匀介质加载的例子,系统地展示了应力分布的梯度和位移场的连续性。随后,作者非常自然地将这种分析方法延伸到存在裂隙或断层的非均匀介质中,强调了结构面对场变量的显著影响。这种由简到繁的推导路径,使得复杂的偏微分方程在实际应用中变得不再那么令人生畏,因为你已经通过实例理解了它们所描述的物理现象。 这本书在处理“时效性”问题(如蠕变和应力松弛)时,显得尤为成熟和审慎。它没有草率地给出高阶的时间相关模型,而是首先从微观机制(如粘滞和扩散过程)入手,解释了为什么岩石在长时间荷载下会发生不可逆变形。这种基于物理机制的解释,比纯粹的数学拟合更具说服力,也更有利于读者在面对非标准工况时进行推断。它强调了岩石力学分析的动态性,而非仅仅是静力平衡的静态视角。 文字的组织结构非常适合自学。作者在介绍完一个新理论或新方法后,通常会立刻跟进一个“应用点评”或者“注意事项”的小节。这些小节如同导师在身旁指导一般,指出了该方法最容易被误用或被忽略的关键点。例如,在提到岩体强度时,它会特别提醒读者,试验得出的岩体强度是应力状态的函数,而不是一个固定值,这对于避免工程中的过度简化至关重要。 总而言之,这是一本充满洞察力的教材。它不仅仅是知识的传递者,更是一个经验的分享者。它以一种非常清晰、有条理的方式,将岩石力学的深奥理论系统地构建起来,使读者在学习过程中感到思路开阔,目标明确。对于想要深入理解岩石材料行为和岩体结构相互作用的读者,这本书提供了绝佳的、结构化的学习体验。

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这本教材的编排实在太出色了,它没有陷入教科书常见的冗长和晦涩的泥沼。从我拿到这本书开始,就被它那种直截了当、直击核心的叙事方式所吸引。作者似乎非常懂得初学者在面对一个新学科时的困惑点,所以在每一个概念的引入和解释上都做了精妙的平衡。比如,当我们初次接触到“应力”和“应变”这两个核心概念时,书中不是堆砌复杂的数学公式,而是首先通过非常直观的工程实例,比如隧道开挖的场景、边坡失稳的案例,来描绘这些力学行为在真实世界中的意义。这种“先看现象,再学理论”的结构,极大地降低了学习的门槛。 更让我印象深刻的是,它对理论的阐述极为精炼,但绝不失深度。许多其他教材为了追求详尽,往往会将次要的推导过程写得过于繁复,导致读者在理解核心思想之前就被细节淹没。然而,这本教程在关键的本构关系部分,比如弹性、弹塑性模型,处理得非常漂亮。它会用最简洁的数学语言勾勒出模型的骨架,然后立刻用大量的图示来辅助理解参数的物理意义。我特别欣赏它在引入岩石分类系统时的清晰度,没有使用太多含糊不清的定性描述,而是将各种岩石力学性质的指标数字化,让读者能够立刻建立起一个量化的认知框架。这对于后续进行工程计算和数值模拟打下了坚实的基础。 这本书在案例分析和习题设计上,展现出极高的实用价值。它不是那种“只讲理论不做题”的书,也不是“只做题不讲理论”的书,而是达到了一个近乎完美的平衡点。每一个章节末尾的习题,都像是对该章节知识点的精心提炼。它们很少是纯粹的数值代入题,更多的是考察学生对力学概念理解的深度和应用能力。例如,在讲述节理和结构面力学特性时,书中给出的分析案例,往往是现实中处理复杂岩体结构时会遇到的典型情景,要求读者综合运用所学的强度准则和稳定性判据。这种“学以致用”的导向,让我在学习过程中始终保持着一种面向工程实践的思维模式,而不是纯粹的学术研究。 阅读体验方面,这本书的排版和图文设计也值得称赞。在力学教材中,图表的清晰度至关重要,直接关系到对空间概念的理解。这里的图例绘制得非常专业且清晰,各种受力分析图、变形模式图,线条分明,标注准确。特别是那些涉及三维应力状态的图示,处理得非常巧妙,避免了传统手绘图常有的模糊不清。此外,文字的组织也充满了逻辑性,段落之间的过渡自然流畅,仿佛作者在面对面地与读者交流,循循善诱。即便是遇到一些涉及张量分析或者非线性问题的章节,作者也通过逐步分解、类比引入的方式,将复杂的概念拆解成易于消化的模块,大大减轻了阅读的压力感。 总的来说,这本教程在“简明”二字上做到了极致,但绝非肤浅。它成功地在广度与深度之间找到了一个黄金分割点。它没有试图涵盖岩石力学的每一个细枝末节,而是聚焦于核心的、最关键的知识体系。对于想要快速入门,并建立扎实理论基础的工程技术人员或者在读学生来说,这本书无疑是极佳的选择。它提供了一个高效的学习路径,让你在最短的时间内掌握岩石力学分析的基本工具和思维方式。我用过不少同类的教材,很少有能像它一样,在保证专业性的前提下,将知识的传递效率做到如此之高,真正体现了“化繁为简”的教学艺术。

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这本书的作者在组织材料时,显然是经过深思熟虑的,它避开了传统教材中常见的知识点罗列式教学法,转而采用了一种更具结构化和层递性的方式来构建整个学科的知识框架。初读时,我感觉就像是在攀登一座设计精良的山峰,每一步都有明确的指引和清晰的视野。例如,在介绍岩石的变形特性时,作者并没有急于跳到粘弹性或粘塑性模型,而是先花了相当的篇幅来细致区分和量化弹性形变和不可恢复形变的区别,并引入了诸如蠕变和应力松弛的现象描述。这种对基本物理过程的深刻剖析,为后续理解更复杂的本构关系提供了坚实的直觉基础。 我尤其欣赏书中对“尺度效应”的强调。在岩石力学领域,岩体的宏观力学行为与岩石单体的微观特性之间存在着巨大的跨度,处理不好这一点,分析结果就容易失真。这本书在讲解如何从实验室测试结果过渡到工程现场的岩体参数取定时,给出了非常严谨的论述,涉及了围压效应、节理间距对刚度的影响等关键因素。它不是简单地给出一个经验系数,而是尝试去解释这些经验系数背后的力学机制。这种对“为什么”的探究,远比死记硬背“是什么”要来得深刻和持久,使得读者能够根据具体工程条件,灵活地调整和修正参数,而不是盲目套用固定公式。 阅读过程中,我发现作者对不同分析方法的适用性有非常清晰的界定。在介绍数值模拟(如有限元法)的应用前景时,书中没有将其神化,而是非常务实地指出了其在处理边界条件复杂、非均质问题上的优势,同时也明确了其对计算模型和输入参数的敏感性。这种辩证的视角,培养了读者批判性地看待计算结果的能力。这对于我们这些需要将理论应用于实际工程的人来说至关重要,因为我们必须知道在什么时候应该相信解析解的严谨性,什么时候应该依赖数值模型的灵活性。 书中对于岩石破坏判据的介绍,做得可谓是面面俱到,且脉络清晰。从经典的莫尔-库仑准则开始,到适用于高围压状态下的Drucker-Prager准则,再到考虑岩石内部结构影响的Hoek-Brown准则,作者的叙述逻辑是完全顺应历史发展和工程需求的。更妙的是,在介绍每一个判据之后,都会紧接着一个对比分析,说明它在哪些地质环境或荷载条件下表现优秀,又在哪些方面存在局限性。这种对比分析极大地帮助我理清了各种判据之间的关系,避免了概念上的混淆,让我对选择合适的破坏模型胸有成竹。 总体而言,这本书给我带来的感觉是“严谨的学识”与“清晰的表达”的完美结合。它成功地将一个看似庞大而抽象的学科领域,切割成了一系列逻辑自洽、易于理解的模块。它不仅教会了我们如何计算,更重要的是,它塑造了一种对岩石材料特性的敬畏心和科学的分析态度。读完之后,我感觉自己不再是被动地接受知识,而是真正掌握了一套分析和解决岩石工程问题的工具箱,这在我的专业学习和实践中,无疑是一笔宝贵的财富。

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这本书的文字风格非常凝练,每一句话似乎都经过了作者的反复斟酌,绝无半句废话。它没有采用那种试图用华丽辞藻来掩盖内容空洞的写法,而是采用了一种近乎工程报告式的、高度信息密集的叙述方式。这种风格对于时间宝贵的专业人士来说,简直是福音。我常常可以在短时间内,从一个章节中汲取到远超预期的知识密度。例如,在讲解地应力的确定时,它迅速地从地应力的分类(初始地应力和残余地应力)入手,然后直接切入到现场测试方法,如水压致裂法和钻孔应力释放法,并且精确地指出了每种方法的优缺点及其对测试环境的要求,没有在不必要的背景介绍上浪费笔墨。 我非常喜欢它在处理“不确定性”这一岩石力学固有难题时的态度。书中承认,岩石世界的复杂性决定了我们永远无法得到完美的、完全可预测的结果。因此,它在介绍如渗透性、微裂隙密度等参数时,会反复提醒读者,这些都是随机变量的体现。这种对不确定性的坦诚,使得全书的分析框架显得更加真实可信。它引导读者从“必然性”的思维转向“概率性”的思维,这对于进行风险评估和安全裕度设计是至关重要的一课。它没有给出一个虚假的确定性承诺,而是教会我们如何在不确定性中寻找最可靠的工程决策。 书中关于隧道围岩支护的讨论,体现了极强的工程关联性。它没有停留在理论模型上,而是将理论与几种主流的支护理念——比如“台阶法”、“CD法”以及“新奥法”——紧密结合起来。作者很巧妙地阐述了这些方法背后的力学逻辑,比如新奥法中“充分利用围岩自承能力”的原则是如何从岩体松弛理论中推导出来的。这种从宏观工程实践反向验证和解释基础力学原理的做法,极大地增强了知识的实用性和说服力。它不是在讲支护技术的“怎么做”,更在解释“为什么这么做”。 排版上,这本书的留白处理得相当得当,这使得在阅读大量公式和图表时,眼睛不会感到疲劳。特别是当引入复杂数学推导时,公式的编号、对齐都非常规范,这在需要对照参考公式时,提供了极大的便利。很多力学教材的排版会让读者在查找公式时感到困扰,但这本书在这方面做到了教科书应有的严谨性。它似乎在无声地告诉读者:我们尊重你的时间和注意力。 总而言之,这本书的风格是内敛而深刻的。它依靠内容的扎实和逻辑的清晰来取胜,而不是依靠花哨的包装。它像一位经验丰富、不苟言笑的工程师,用最精炼的语言传授其毕生的经验和技术精华。对于希望迅速掌握岩石力学核心技术栈,并培养严谨分析习惯的读者来说,这本书提供的价值是无可替代的。

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这本书的叙事节奏把握得极其精准,它不像某些学术著作那样,开篇就抛出大量定义和背景,让人望而却步。相反,它采取了一种“问题驱动”的学习路径。每当开始一个新的专题时,作者首先会提出一个实际中遇到的、亟待解决的工程难题,比如“如何判断一个陡峭的岩质边坡在降雨影响下是否会发生滑动?”。只有在明确了这个问题的重要性后,才会逐步引入所需的力学工具,如莫尔-库仑破坏准则、抗剪强度参数的确定等。这种方式极大地激发了读者的求知欲,因为学习不再是为了考试,而是为了解决一个摆在眼前的挑战。 我个人最欣赏的是书中对“岩体结构”这一核心概念的处理。岩石力学与岩土力学的一大区别就在于结构面的影响。这本书没有将结构面视为次要的干扰因素,而是将其置于分析的核心地位。在讲解岩体强度折减时,作者引入了多种经验模型和经验公式,但更重要的是,他花笔墨解释了为什么这些模型是必要的,它们分别试图解决哪些层面的结构影响。这种对结构力学特性的强调,使得读者能够深刻理解,岩体不是均匀介质,其宏观力学行为是结构几何形态和岩石材料性质共同作用的结果。 此外,书中对“现场测试技术”的介绍,具有极高的实践指导价值。很多理论教材只停留在解释测试原理,但本书深入到测试数据的解释和校正环节。比如,在介绍三轴压缩试验时,它不仅展示了试样受力情况,还讨论了加载速率、围压梯度对试验结果的影响,以及如何从试验曲线中准确识别出岩石的峰值强度和残余强度。这部分内容对于现场工程师来说,远比抽象的理论推导来得更为直接和有用,因为它直接关系到如何从野外采集的岩石样本中获取可靠的输入参数。 全书的语言风格偏向于一种沉稳的学术讨论,但又充满了解释的耐心。它大量使用对比和类比的手法来阐明复杂的力学概念。例如,在区分“变形模量”和“弹性模量”时,作者会形象地比喻前者为考虑了结构松弛的整体刚度,后者是材料本构的内禀属性,这种类比非常有助于初学者在脑海中建立清晰的层级关系。 总而言之,这是一本非常“接地气”的岩石力学教程。它在严格的力学框架内,保持了对工程实践的敏感度,有效地弥合了理论学习与工程应用之间的鸿沟。它教会我的不仅是公式,更是一种面对复杂地质环境时的系统性思考方法,这对于任何希望在岩石工程领域有所建树的人来说,都是至关重要的。

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