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目录 1

绪论 1

1岩石分级和聚类分析 6

1.1岩石分级的发展 6

1.1.1国际上的两个分级系统 6

1.1.2三个单项岩石分级和岩石三性综合分级 7

1.1.3岩石分级的发展问题 10

1.2聚类分析梗概及其基础知识 12

1.2.1聚类分析简介 12

1.2.2变量的类型 12

1.2.3距离 13

1.2.4相似系数 15

1.2.5聚类分析的方法 17

1.3系统聚类法 18

1.3.1基本步骤和八种系统聚类法 18

1.3.2统一的递推公式 21

1.3.3系统聚类法的实施步骤 22

1.3.4八种方法的比较 26

1.4动态分级法 27

1.4.1基本原理 27

1.4.2DT法的实施步骤 28

1.4.3 DT法的分类函数DS 30

1.4.4 DT法的特点 31

1.5模糊分级法 33

1.5.1模糊集 33

1.5.2模糊关系 37

1.5.3利用模糊等价关系的分类法（FSYS法） 39

1.5.4模糊动态分级法 41

1.5.5岩石分级模式的模糊识别 46

1.6分级判据的论证 46

1.6.1候选指标的相关分析 48

1.6.3变量组合的可靠性分析 51

1.6.2变量的分类 51

2.1断裂力学的基本概念 54

2.1.1断裂力学的形成和发展 54

2岩石断裂力学和损伤理论基础 54

2.1.2断裂力学的研究内容和分类 55

2.1.3裂纹的基本类型 56

2.2裂纹端部的应力、位移及应力强度因子 57

2.2.1 Ⅰ型裂纹 57

2.2.2 Ⅱ型裂纹 61

2.2.3 Ⅲ型裂纹 62

2.3应力强度因子的计算问题 63

2.3.1叠加原理的应用 63

2.3.2有限宽板有穿透直裂纹的情况 67

2.3.3无限体中有椭圆片裂纹和圆片裂纹的情况 68

2.3.4有限体有表面裂纹或埋藏裂纹的情况 70

2.3.5部分常用应力强度因子计算公式 71

2.4.1塑性区的形状和大小 75

2.4塑性区修正 75

2.4.2应力松弛对塑性区宽度的影响 77

2.4.3应力强度因子的修正 79

2.5线弹性断裂力学的基本理论 82

2.5.1英格利斯（Inglis）断裂理论 82

2.5.2格里菲斯能量理论及能量判据 84

2.5.2欧文（Irwin）断裂准则 86

2.6断裂韧度及其测试 90

2.6.1断裂韧度及其影响因素 90

2.6.2金属材料KIc的测试 91

2.6.3岩石断裂韧度KIc的测试 99

2.6.4对岩石断裂韧度测试问题的看法 103

2.7复合裂纹的断裂判据 105

2.7.1最大切向拉应力判据（MS判据） 105

2.7.2最大能量释放率判据（MG判据） 108

2.7.3最小应变能密度因子判据（S判据） 110

2.8岩石断裂力学的应用 115

2.8.1点荷载强度公式 115

2.8.2格里菲斯理论在岩石力学中的应用 117

2.8.3节理岩体强度的确定 118

2.9岩体的损伤模型 123

2.9.1损伤理论和岩体损伤 123

2.9.2损伤变量和有效应力 124

2.9.3应变等价原理 125

2.9.4岩体损伤变量的确定 126

3岩石的塑性和粘性理论 128

3.1材料的塑性及其试验结果分析 128

3.1.1塑性和塑性力学的基本假设 128

3.1.2金属材料的试验 129

3.1.3岩石类材料的试验 131

3.2.1应力状态 133

3.2应力状态和应变状态简述 133

3.2.2应变状态 144

3.2.3广义虎克定律的分解 146

3.3塑性本构关系 148

3.3.1屈服条件的函数形式和几何图形 149

3.3.2加载条件 160

3.3.3塑性本构方程 164

3.4简单弹塑性问题 176

3.4.1薄壁圆筒受拉伸与扭转的增量理论解 176

3.4.2厚壁圆筒受内外压力问题的弹塑性解答 182

3.5 圆形巷道的弹塑性分析 186

3.5.1 圆形巷道围岩弹塑性分析的传统解答 186

3.5.2 体积应变不为零的圆形巷道围岩弹塑性 190

位移解答 190

3.6岩石的粘弹性问题 198

3.6.1流变性的表达方式 198

3.6.2微分形式的流变模型 200

3.6.3一维流变模型的积分形式 212

4岩体工程的可靠性分析 222

4.1可靠性的概念 222

4.2极限状态方程式 224

4.3对随机变量的描述 225

4.4工程结构设计的数学模型 230

4.4.1安全系数法 231

4.4.2全分布概率法 232

4.5一次二阶矩法 236

4.5.1失效概率影响因素的分析 236

4.5.2中心点法 238

4.5.3验算点法 247

4.6可靠性分析在岩土工程中的应用 254

4.6.1锚索抗力统计参数对可靠度的影响 254

4.6.2粒状土强度的可靠性分析 255

4.6.3岩土工程设计的有关问题 257

5块体理论的基本原理 262

5.1块体理论及其基本假设 262

5.1.1问题的提出 262

5.1.2块体理论的基本假设 264

5.2块体和切割锥 264

5.2.1块体的类型及其定义 264

5.2.2岩体切割锥 266

5.3共点图案判断法 267

5.3.1块体和切割锥的表示方法 267

5.3.2共点图案判断法 269

5.4三维识别方法 271

5.4.1有限性定理 271

5.4.2判别块体有限的空间解析几何方法 274

5.4.3判别块体有限的赤平投影方法 276

5.4.4可动性定理 278

5.4.5关键块体的特征 280