本書系統(tǒng)介紹了作者提出的統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)理論和應(yīng)用。理論部分主要包括巖體結(jié)構(gòu)的幾何概率統(tǒng)計(jì)理論、裂隙巖體的彈性應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系、裂隙巖體的強(qiáng)度與破壞概率理論、巖體水力學(xué)理論、巖體工程性質(zhì)與巖體質(zhì)量分級(jí)原理、裂隙巖體的全過程變形分析、高地應(yīng)力巖體與巖爆機(jī)理分析，以及統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)對(duì)邊坡和地下工程中若干理論問題分析。結(jié)合各部分理論問題，應(yīng)用部分介紹了巖石強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，巖體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集及分析技術(shù)，工程巖體的結(jié)構(gòu)、變形、強(qiáng)度和滲透性參數(shù)計(jì)算，以及巖體質(zhì)量分級(jí)方法應(yīng)用技術(shù)。

前 言

自2022年4月本書第一版出版以來(lái)，著者和團(tuán)隊(duì)著手相關(guān)的理論和軟、硬件技術(shù)的系統(tǒng)改進(jìn)，并在China Rock 2023第20次中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)年會(huì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)系列成果發(fā)布。為此，團(tuán)隊(duì)錄制了《統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)理論與應(yīng)用》慕課，編制了中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《工程巖體參數(shù)計(jì)算與巖體質(zhì)量分級(jí)技術(shù)規(guī)程》，改進(jìn)了SMRM Calculation軟件的中英文版，并進(jìn)一步完善了“巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室”系統(tǒng)。

在系列成果發(fā)布會(huì)籌備期間，著者曾忐忑地詢問了本書的責(zé)任編輯:“這本書有沒有賣出去幾本?”回復(fù)說:“在一年半期間印刷了14次，國(guó)際著名出版商Springer也有意向出版本書的英文版。”這給了我們極大的鼓舞，于是與編輯約定，再花一年時(shí)間，系統(tǒng)梳理、充實(shí)本書內(nèi)容，推出第二版！

在準(zhǔn)備本書第二版的過程中，我們發(fā)現(xiàn)第一版仍然存在諸多不足之處。一是許多理論問題缺少適當(dāng)?shù)谋尘爸R(shí)引入，讀者難以輕松了解理論的推演過程；二是許多公式的物理意義解釋缺少相應(yīng)的圖件或者應(yīng)用案例配合，給讀者直觀理解帶來(lái)困難；三是由于初稿與出版體例要求的差異，許多公式的編號(hào)與后部引用不對(duì)應(yīng)，給讀者帶來(lái)困擾，如此等等。

在本書第二版初稿的編寫中，我們重新梳理了總體思路，調(diào)整了章節(jié)結(jié)構(gòu)，總計(jì)十四章。增加了“巖體與地質(zhì)環(huán)境”一章，作為背景知識(shí)介紹巖體特性與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系；單列一章“巖石與結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)便捷測(cè)試”，介紹巖石與結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)的便捷測(cè)試技術(shù)和方法；重寫了“巖體變形過程分析”一章；鑒于工程部門的需要，單列“巖體質(zhì)量分級(jí)”、“工程巖體的主動(dòng)加固”兩章；新增“統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)計(jì)算平臺(tái)與數(shù)值分析”一章，寫入傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算和巖體參數(shù)計(jì)算方法。

本書第二版相對(duì)第一版增加了部分新發(fā)展的內(nèi)容，包括基礎(chǔ)理論與方法部分、應(yīng)用技術(shù)部分。

基礎(chǔ)理論與方法部分。在“巖石與結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)便捷測(cè)試”部分，深入解析了巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)原理，并將這一方法拓展到巖石彈性變形參數(shù)的測(cè)定和計(jì)算。在“巖體結(jié)構(gòu)的幾何概率理論”一章，增加了伍劼發(fā)展的手機(jī)掃描與巖體結(jié)構(gòu)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。在“巖體的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系理論”部分，通過對(duì)理論模型的深入分析，統(tǒng)一了應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系對(duì)彈性變形和塑性變形的適用性。在“巖體的強(qiáng)度理論”一章中，拓展了巖體的準(zhǔn)三軸與真三軸抗壓強(qiáng)度，以及抗剪強(qiáng)度理論，并對(duì)SMRM強(qiáng)度理論與Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行了比較。在“巖體變形過程分析”一章中，依據(jù)對(duì)SMRM應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系模型的深入理解，對(duì)巖體變形的各階段機(jī)理進(jìn)行了重新分析。

應(yīng)用技術(shù)部分。在單列的“巖體質(zhì)量分級(jí)”一章中，增加了“常用分級(jí)方法的各向異性修正”等內(nèi)容。在“高地應(yīng)力巖體與巖爆”一章中，增加了巖爆能量與巖爆潛勢(shì)分析內(nèi)容。在“工程巖體的主動(dòng)加固”一章，系統(tǒng)闡述了巖體自穩(wěn)潛力、加固需求度方法，提出了巖體自穩(wěn)潛力的自組織調(diào)整機(jī)制，增加了“預(yù)錨－速錨法”等內(nèi)容。新增“統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)計(jì)算平臺(tái)與數(shù)值分析”一章，引入了“工程巖體數(shù)字化”與“數(shù)字化巖體”理念，“參數(shù)狀態(tài)”與“參數(shù)場(chǎng)”概念，介紹了巖體參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)和參數(shù)計(jì)算方法；介紹了基于常用巖土工程數(shù)值計(jì)算平臺(tái)的SMRM模塊及其拓展參數(shù)計(jì)算功能。在“巖體邊坡工程應(yīng)用”一章中，指出了“邊坡穩(wěn)定性誤判與偏好”問題；針對(duì)近期工程項(xiàng)目需要，進(jìn)一步梳理了高陡邊坡大范圍卸荷松動(dòng)機(jī)理，詳細(xì)分析了邊坡巖體的傾倒變形機(jī)理與破壞特征；增加了邊坡巖體的主動(dòng)加固內(nèi)容。在“巖體地下工程應(yīng)用”一章中，重新推導(dǎo)了圓形硐室圍巖非對(duì)稱變形與圍巖壓力理論模型，統(tǒng)一了位移彈塑性變形和圍巖壓力計(jì)算方法，增加了“開挖卸荷與巖體各向異性弱化”“高應(yīng)力下軟巖隧道的圍巖壓力趨始效應(yīng)”機(jī)理分析，以及“地下空間圍巖非對(duì)稱大變形的主動(dòng)控制”等內(nèi)容。

在內(nèi)容表述形式上，盡可能采用更簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言描述和過程分析；為了便于直觀理解一些理論公式，對(duì)于一些展示性和驗(yàn)證計(jì)算圖示，一般附有計(jì)算的原始數(shù)據(jù)，便于讀者驗(yàn)證計(jì)算；對(duì)于一些理論基本明確的結(jié)論，采用了“定理”的集中表述形式。

本書由伍法權(quán)基于第一版內(nèi)容完成主要章節(jié)的編寫；伍劼組織單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版計(jì)算軟件編制，完成本書部分計(jì)算制圖工作，編寫部分內(nèi)容，并牽頭改進(jìn)“巖體工程勘察智能工作平臺(tái)”；包含負(fù)責(zé)第二章編寫，補(bǔ)充了部分圖件，并進(jìn)行全書統(tǒng)稿。本書著者感謝張芳、喬磊、白忠喜、李星星、陳坤、戴振中、郗鵬程、王立明等對(duì)“巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室”軟、硬件研發(fā)和推廣應(yīng)用做出的貢獻(xiàn)；感謝祁生文、胡秀宏提供了重要的學(xué)術(shù)思想和資料支持!感謝紹興文理學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)、中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司、中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司等單位的熱情支持；感謝著者同事何林愷為本書第一版付出的辛勤勞動(dòng)；感謝唐瓊瓊、田云、黃倩和“智慧樹”平臺(tái)為本書慕課制作做出的辛勤付出!

作者還要特別感謝張小玉女士的深情支持，為本書成稿出版提供了重要保障。

伍法權(quán) 伍劼 包含

2024年4月于紹興

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本書可供從事巖體工程地質(zhì)和巖體力學(xué)基礎(chǔ)理論研究的研究生和科研人員，以及水利、水電、鐵路、公路、礦山、深部工程領(lǐng)域從事巖體工程勘察和設(shè)計(jì)人員使用和參考。

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本文摘自科學(xué)出版社2025年3月出版《統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)理論與應(yīng)用 (第二版)》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。

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