第一篇 岩石常规力学试验

第1章 绪论

1.1岩石力学试验研究方法及内容

1.1.1岩石力学试验研究方法

1.1.1.1直接法

1.1.1.2间接法

1.1.1.3比拟法

1.1.2岩石力学试验研究内容

1.2岩石力学试验研究现状

1.2.1岩体的流变试验及监测技术发展

1.2.1.1岩体的流变试验仪器发展

1.2.1.2软弱岩体的流变试验发展

1.2.1.3坚硬岩体的流变试验发展

1.2.2岩体的细观力学试验技术发展

1.2.3岩体的高温高压力学试验技术发展

1.2.4岩石力学试验技术发展

1.2.4.1岩石标准试件的力学试验技术发展

1.2.4.2大尺度岩石力学试验技术发展

1.2.5岩石全变形特性的单轴和三轴试验技术发展

1.2.6支护手段试验

1.2.6.1充填、项板固化以及壁后充填试验

1.2.6.2硐室支架力学试验

1.3岩石力学试验研究展望

1.4岩石力学试验学习方法

第2章 岩块和岩体的地质特征

2.1岩块

2.1.1岩块的物质组成

2.1.2岩块的结构与构造

2.1.3岩块的风化程度

2.2岩块的结构面

2.2.1岩块结构面的成因类型

2.2.1.1地质成因类型

2.2.1.2力学成因类型

2.2.2岩块结构面的规模与分级

2.2.3岩块结构面特征及其对岩体性质的影响

2.2.4岩块软弱结构面

2.2.5结构面的力学性质

2.2.5.1法向变形与法向刚度

2.2.5.2剪切变形与剪切刚度

2.2.5.3结构面的抗剪强度

2.3岩体

2.3.1岩体的定义与组成

2.3.2岩体的结构特征

2.3.3岩体成因与岩体特征

2.4岩体的工程分类

2.4.1岩块的工程分类

2.4.2岩体的工程分类

2.4.3岩体工程分类的发展趋势

思考题

第3章 岩石的物理、水理与热学性质

3.1岩石的物理性质

3.1.1岩石的密度

3.1.2岩石的空隙性

3.2岩石的水理性质

3.2.1岩石的吸水性

3.2.2岩石的软化性

3.2.3岩石的抗冻融性

3.2.4岩石的透水性

3.2.5岩石的溶蚀性

3.2.6岩石的膨胀性

3.3岩石的热学性质

3.3.1岩石的比热容

3.3.2岩石的导热系数

3.3.3岩石的热膨胀系数

3.3.4岩石的温度效应

3.4岩石取样及基本性质试验

3.4.1取样取芯

3.4.1.1一般地质条件钻芯取样

3.4.1.2复杂地质体钻芯取样技术

3.4.2岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验

3.4.2.1试样制备

3.4.2.2试样描述

3.4.2.3主要仪器设备

3.4.2.4试验程序

3.4.2.5试验结果整理

3.4.3岩石比重（颗粒密度）试验

3.4.3.1试样制备

3.4.3.2试样描述

3.4.3.3主要仪器设备

3.4.3.4试验程序

3.4.3.5试验结果整理

3.5岩石密度试验

3.5.1试样制备

3.5.2试样描述

3.5.3主要仪器设备

3.5.4试验程序

3.5.5试验成果整理

3.6岩石耐崩解试验

3.6.1试样制备

3.6.2试样描述

3.6.3仪器设备

3.6.4试验程序

3.6.5试验结果整理

3.7岩石膨胀试验

3.7.1试样制备

3.7.2试样描述

3.7.3主要仪器设备

3.7.4试验程序

3.7.4.1自由膨胀率试验程序

3.7.4.2侧向约束膨胀率试验程序

3.7.4.3侧向膨胀压力试验程序

3.7.5试验成果整理

3.8岩石冻融试验

3.8.1试样制备

3.8.2试样描述

3.8.3主要试验仪器设备

3.8.4试验程序

3.8.5试验结果整理

思考题

第4章 岩石强度试验

4.1岩石的抗压强度试验

4.1.1岩石单轴抗压强度试验

4.1.1.1试件几何形状及加工精度

4.1.1.2试验仪器设备

4.1.1.3试验操作步骤

4.1.1.4试验报告内容

4.1.1.5影响岩石单轴抗压强度的因素

4.1.2岩石饱水抗压强度试验

4.1.3岩石假（常规）三轴抗压强度试验

4.1.3.1试样制备

4.1.3.2假三轴压缩试验仪器及加载方式

4.1.3.3试验步骤

4.1.3.4试验数据处理

4.1.3.5试验报告

4.1.3.6试验注意事项

4.2岩石的抗拉强度试验

4.2.1试样制备

4.2.2试件描述

4.2.3主要仪器设备

4.2.4试验程序

4.2.5试验结果整理

4.3岩石的抗剪强度试验

4.3.1变角板法

4.3.1.1试样制备

4.3.1.2主要仪器设备

4.3.1.3试验步骤

4.3.1.4试验数据整理

4.3.1.5试验报告内容

4.3.1.6试验注意事项

4.3.2双面（单面）剪切法

4.3.2.1主要仪器设备

4.3.2.2试验步骤

4.3.2.3试验数据整理

4.3.3结构面的抗剪切强度试验

4.3.3.1试样制备

4.3.3.2主要仪器设备

4.3.3.3试验步骤

4.3.3.4试验数据整理

4.3.3.5试验报告内容

4.3.3.6注意事项

4.3.4不规则试件抗剪强度试验

4.4岩石的点载荷试验

4.4.1试样制备

4.4.2主要仪器设备

4.4.3试验程序

4.4.4试验数据整理

4.4.5试验报告内容

4.4.6试验注意事项

思考题

第5章 岩石变形试验

5.1岩石在单轴静态压缩条件下的变形试验

5.1.1试样制备

5.1.2仪器设备

5.1.3试验程序

5.1.4试验数据整理

5.1.5试验报告内容

5.1.6试验注意事项

5.2岩石在动载荷条件下的变形试验

5.2.1试样制备

5.2.2仪器设备

5.2.3操作步骤

5.2.4试验数据整理

5.2.5试验报告内容

5.2.6试验注意事项

5.3岩石在特殊条件下的变形试验

5.3.1岩石在高（低）温条件下的应变测量

5.3.1.1高（低）温应变片的结构和类型

5.3.1.2高（低）温应变测量的加热装置

5.3.2岩石在高压条件下的应变测量

5.3.2.1应变片和引出导线在高压水下的防护

5.3.2.2应变片引出导线的密封装置

5.3.2.3应变片的压力效应

思考题

第6章 岩石弯曲拉伸试验

6.1岩石的三点弯曲试验

6.1.1试件制备

6.1.2主要仪器设备

6.1.3试验程序

6.1.4试验报告内容

6.1.5注意事项

6.2岩石的四点弯曲试验

6.2.1试验原理

6.2.2试验程序

6.2.3试验仪器设备

6.2.4试验数据整理

6.3岩石的偏心拉压试验

思考题

第7章 岩石流变试验

7.1岩石单轴压缩流变力学试验

7.1.1试件选取

7.1.2试验设备

7.1.3试验方法

7.2软岩压缩蠕变特性

7.3硬岩压缩蠕变特性

7.4岩体结构面剪切流变力学试验

7.4.1室内岩体结构面剪切蠕变试验

7.4.2现场岩体结构面剪切蠕变试验

7.4.3结构面剪切的蠕变经验方程

7.4.4应力水平对结构面剪切蠕变变形的影响

7.4.5蠕变断裂试验

7.5现场岩体承压板法蠕变试验

7.5.1承压板蠕变试验原理

7.5.2承压板蠕变试验地点选择

7.5.3承压板蠕变试验程序

7.6岩石变载荷、变温度流变力学试验

7.6.1阶梯加载蠕变试验

7.6.2卸载蠕变试验

7.6.3卸荷三轴压缩流变力学试验

思考题

第8章 岩石真三轴力学试验

8.1真三轴试验仪器及加载方式

8.1.1刚性板加载

8.1.2柔性加载

8.1.3复合加载

8.2真三轴试验步骤

8.2.1试件尺寸

8.2.2试验程序

思考题

第二篇 岩石研究性力学试验

第9章 岩石声波试验

9.1岩石声波试验基本原理及概念

9.1.1岩石应力声波分类

9.1.2岩石弹性波理论

9.1.3影响岩石声波速度的因素

9.2岩石的应力-应变过程中的声波试验

9.2.1岩块声波传播速度室内试验

9.2.1.1试验装置和试验系统

9.2.1.2试件制备

9.2.1.3试验步骤

9.2.1.4数据整理

9.2.1.5试验结果

9.2.2岩块全应力-应变过程与各项声学参数的相关性

9.3岩体声波现场试验

9.3.1硐室围岩声波现场试验

9.3.2围岩松动圈声波现场试验

9.3.2.1围岩松动圈声波现场试验原理

9.3.2.2围岩松动圈声波现场试验方法

思考题

第10章 岩石冲击倾向性试验

10.1岩石准静态条件下单轴抗压冲击倾向性试验

10.2岩石动态条件下单轴抗压冲击倾向性试验

10.3岩石的冲击倾向试验评判

10.4岩石冲击倾向性组合试验研究

思考题

第11章 岩石渗透力学试验

11.1岩石渗透基本力学概念及原理

11.1.1岩石渗透基本力学概念

11.1.2岩石渗透试验方法

11.1.2.1瞬态法

11.1.2.2稳态法

11.1.2.3两种渗透试验方法的适用范围

11.1.2.4两种渗透试验方法试验误差分析

11.2全应力-应变过程的渗透性试验研究

11.2.1试验仪器设备及其原理

11.2.2试验操作步骤

11.2.3试验结果分析

11.2.3.1砾岩全应力应变过程中的渗透规律

11.2.3.2粗砂岩全应力应变过程中的渗透规律

11.2.3.3中砂岩全应力应变过程中的渗透规律

11.2.3.4细砂岩全应力应变过程中的渗透规律

11.2.3.5粉砂岩全应力应变过程中的渗透规律

11.3承压破碎岩石的渗透特性试验

11.3.1试验原理与方法

11.3.2试验仪器工作原理

11.4低渗透岩样的渗透性常规试验

思考题

第12章 岩石动态力学试验

12.1岩石低速冲击应力-应变试验

12.1.1试验方案

12.1.2理论计算

12.1.3试验结果整理

12.1.4试验报告

12.2岩石高速冲击应力-应变试验

12.2.1 SHPB试验

12.2.1.1 SHPB试验方法和技术

12.2.1.2 SHPB试验原理

12.2.2轻气炮冲击试验

12.2.2.1气炮的选择

12.2.2.2气炮结构

12.2.2.3试验方法

思考题

第13章 岩体原位试验

13.1岩层抗拉强度原位试验

13.1.1试验原理

13.1.2试验装置

13.1.3试验方法

13.1.4试验结果及其分析

13.2岩体原位应力试验

13.2.1掌子面的应力场原位试验

13.2.1.1底板突水预测原位试验

13.2.1.2岩层水力学特性原位试验

13.2.2岩体直接剪切试验

13.3岩体变形原位试验

13.3.1承压板法

13.3.1.1试验仪器设备

13.3.1.2试验步骤

13.3.2千斤顶法

13.3.3径向荷载试验

13.3.4狭缝压力枕荷载试验

13.3.5环形加载法

13.4岩体力学性质原位声波试验

13.4.1单孔法波速试验

13.4.2跨孔法波速试验

13.4.3面波法波速试验

13.4.4断层原位波速试验

13.4.4.1断层两侧围岩静力学特征

13.4.4.2断层两侧围岩动力学特征

13.4.4.3试验程序

13.4.4.4试验结果分析

13.4.5硐室围岩松动圈原位波速试验

13.4.5.1试验基本原理

13.4.5.2试验仪器设备

13.4.5.3试验准备

13.4.5.4试验步骤

13.4.5.5试验数据整理

思考题

第三篇 岩石综合性、设计性力学试验

第14章 非标准岩样室内力学试验的处理方法

14.1压缩试验中的圆柱形非标准岩样

14.1.1单轴压缩试验中的圆柱形非标准岩样

14.1.2三轴压缩试验中的小直径非标准岩样

14.2其它规则非标准岩样

14.2.1立方体、方柱体非标准岩样

14.2.2梁形非标准岩样

14.3不规则非标准岩样处理方法

思考题

第15章 电阻应变片粘贴技术

15.1电阻应变片选择

15.2电阻应变片粘贴方法

15.2.1电阻应变片粘贴步骤

15.2.2电阻应变片粘贴注意事项

15.3电阻应变片连接、布局方法

15.3.1电桥电路

15.3.2应变片温度效应及补偿试验

思考题

第16章 射流冲击试验

16.1高压水射流破岩试验

16.1.1试验方法

16.1.2试验装置设计

16.2高压水射流试验

16.2.1现场试验方法

16.2.2室内试验方法

16.3试验结果讨论

思考题

第17章 基于数字散斑方法的岩石破坏试验

17.1数字散斑相关方法力学试验原理及方法

17.1.1数字散斑相关方法原理

17.1.2数字散斑方法试验系统

17.1.3数字散斑方法试验步骤

17.2数字散斑相关方法在岩层移动相似模拟试验中的应用

思考题

第四篇 岩石力学试验新进展

第18章 岩石扰动效应力学试验

18.1扰动加载及测量系统的设计选型

18.1.1扰动加载方式

18.1.2扰动载荷测量

18.2岩石流变扰动效应试验系统研制的目的与要求

18.3岩石流变扰动效应试验系统的结构设计

18.3.1试验系统的整体结构

18.3.2试验系统的设计依据

18.3.3试验系统设计的技术要求

18.4岩石流变扰动的试验研究

18.5应变极限邻域及蠕变扰动效应试验

18.6岩石单轴压缩蠕变扰动效应试验

18.6.1扰动加载方式

18.6.2蠕变载荷选择

18.6.3扰动载荷的确定

18.7爆破扰动载荷下岩石变形扰动效应试验

18.7.1试验方法与步骤

18.7.2试验结果及分析

18.8岩梁弯曲蠕变扰动效应试验

18.8.1单级恒载弯曲蠕变试验

18.8.2分级加载静载弯曲蠕变试验

18.8.3弯曲蠕变扰动试验

18.8.3.1连续扰动试验

18.8.3.2间隔扰动试验

思考题

第19章 复杂环境下的岩石力学试验

19.1水-岩化学作用下的岩石力学试验

19.1.1水-岩化学作用下的岩石单轴抗压强度试验

19.1.1.1岩石试件

19.1.1.2水溶液配置

19.1.1.3试验方法

19.1.1.4试验原理及结果分析

19.1.2水-岩化学作用下的岩石三轴抗压强度试验

19.2岩石在高渗透压和高地应力环境作用下的力学试验

19.2.1试验仪器及其原理

19.2.2试验方法

19.2.3高渗透水-饱水的岩石三轴抗压强度试验

19.2.3.1试验设计

19.2.3.2试验结果分析

思考题

第20章 岩石细观、微观力学试验

20.1岩石细观结构的试验研究

20.1.1岩石细观结构试验原理

20.1.2岩石细观结构试验步骤

20.1.2.1岩样切片制备

20.1.2.2岩石细观结构图像采集及处理

20.1.2.3 SEM试验加载

20.1.3岩石细观结构信息分析

20.1.3.1岩相分析

20.1.3.2裂隙识别

20.1.3.3矿物颗粒边界的识别

20.1.3.4颗粒形状参数的测量

20.1.4岩石细观结构变形破坏

20.2岩石细观力学特性CT试验研究

20.2.1 CT试验基本原理及CT分析方法

20.2.1.1 CT试验基本原理

20.2.1.2 CT分析方法

20.2.2岩石细观力学CT识别

思考题

第21章 固流耦合相似材料模拟力学试验

21.1固流耦合相似理论

21.2固流耦合相似材料配比

21.3三维固流耦合相似模拟试验

21.3.1试件制作

21.3.2相似参数

21.3.3相似材料配比

21.3.4模型可视性

21.3.5不同介质材料相似比的耦合

思考题

第22章 深部岩体分区破裂、等间距破裂试验

22.1深部岩体分区破裂试验

22.1.1双向加载试验方法

22.1.2三向加载试验方法

22.1.3围岩分区碎裂化现象相似模拟力学试验

22.1.3.1试验模型几何尺寸的选取

22.1.3.2材料配比

22.1.3.3试验装置

22.1.3.4试验方法

22.1.3.5试验结果及分析

22.2深部岩体等间距破裂相似模拟试验

22.2.1岩体等间距破裂二维相似模拟试验

22.2.2岩体等间距破裂三维相似模拟试验

思考题

第23章 岩石破坏的红外信息试验及热辐射试验

23.1岩石破坏过程中的红外辐射力学试验

23.1.1岩石加载过程中红外辐射变化的机理

23.1.2岩石破坏热红外观测试验系统的组成与应用条件

23.1.2.1红外测温

23.1.2.2红外成像

23.1.2.3观测频段

23.1.2.4视场角（聚焦范围）

23.1.2.5温度分辨率、测温精度与模数转换分辨率

23.1.2.6空间分辨率与焦平面阵列（FPA）像素数

23.1.2.7温度场动态连续记录速度

23.1.2.8温度测量系统

23.1.2.9试验环境监测与控制

23.1.2.10试验样本比辐射率参数

23.1.3岩石破坏热红外观测试验结果

23.1.3.1微波辐射亮度温度随应力的变化

23.1.3.2红外辐射波谱随应力的变化

23.1.3.3红外热像随应力和变形的变化

23.1.3.4可见光观测结果

23.2岩梁弯曲热辐射试验

23.2.1简支梁横弯循环加载试验

23.2.2岩梁单轴压缩试验

思考题

第24章 软岩力学特性试验

24.1软岩基本属性

24.1.1可塑性

24.1.2膨胀性

24.1.3崩解性

24.1.4流变性

24.1.5易扰动性

24.2软岩分类与分级试验

24.3软岩的常规力学试验

24.3.1地质软岩室内试验

24.3.2软岩抗拉强度试验

24.3.2.1完整岩样的单轴抗拉特性

24.3.2.2裂隙岩样的单轴抗拉特性

24.3.3软岩剪切试验

24.3.4软岩三轴抗压试验

24.3.5软岩膨胀性试验

24.3.6软岩流变性常规试验

24.3.7工程软岩力学特性试验

24.4软岩流变大变形模拟试验

思考题

第25章 岩石峰后破坏注浆加固试验

25.1岩石破裂后水泥注浆加固试验

25.1.1破碎岩石注浆加固试验原理

25.1.2岩石注浆试验装置

25.1.3试验过程

25.1.4试验结果分析

25.1.5试验结论

25.2岩石破裂后化学注浆加固试验

思考题

参考文献