前言
这本书可以作为一个“独立”的教材或作为一个完整的发展给我们的第一本书-《工程岩体力学概论原理》。它包含了工程岩石力学的例子，在行动中作为主体适用于民用，采矿，石油和环境工程。本书涵盖了必要的下站和关键技术支撑的结构基础，包含岩土工程设计大坝、边坡、隧道、井眼、溶洞、水电工程、矿山。
在我们的第一本书，我们提出了工程岩体力学的基本原理，着重强调理解基本概念。因为它也是在实际应用中重要的考虑的原则，为了在实践中应用它们，并且能够与特定的工程问题的原理联系起来，我们准备了含有说明性工作的例子的第二本书。我们采用一问一答的报告：该问答集已经整理成为二十章的书，联系着第一本书的主题：1-13章匹配我们的书在岩石力学原理，14-20章匹配岩体工程中的应用问题。这本书的A部分可以被看作为一种叙述，包括文本的序列，问题和答案，或者在B部分中，同样的问题不能被解决，都是可以看见的。
1-20章都具有相同的格式：
- 本章的主题介绍备忘。
- 问题与解答工作：说明岩石力学原理的主题和相关的岩土工程设计问题。
- 附加点，往往加强最重要的方面的主题。
这个问题和答案不仅加强了对岩石力学原理的理解，而且也为读者提供了我们的第一本书中提出的概念的流畅解释。此外，问题集给出在实践中经常遇到问题的例子。通过这种方式，解决实际问题的信心将得到发展，和接近所有岩石工程问题的改进创新能力连接在一起。重要的是，如果基本理论和技术可以被理解实现，这是解决工程情形的唯一可能。
这有三个附录。附录A包含一个三维应力立方切出可以复制成模型作为一个备忘录。附录B中包含一个可以复制和使用的半球形投影片，特别是在第7章中的问题。附录C包含RMR和Q岩体分类表。
因此，本书为学生，教师，研究人员，客户，咨询工程师和承包商提供了关于关键岩石力学的原则和技术一个插图指南和解释。我们在序言中提到了我们的第一本书，岩石工程发生在地球深处，在山上，经常在世界上最荒凉的地方。我们利用岩石制造建筑，为人类提取原材料，并利用自然界的力量。岩石工程使我们尝试沟通一些兴奋是浪漫和激情。个人经验就是一切。因此，我们希望你将能够通过了解，然后实施本书中描述的原理和技术来体验一些科学，艺术和主题的浪漫。
本书包含了为伦敦大学帝国学院综合修习工程岩石力学课程的学生们提供了教程练习，加上许多额外的例子，以确保这本书是全面的，适合所有读者的目的和背景，无论是学术还是实践。因为多年来教程练习已被帝国学院的岩石力学的工作人员和学生逐步细化，扩展和修正了，感谢每个提出独立问题的人是不可能的。然而，对于那些对在这里所包含的问题和答案作出不同的贡献的人，我们表示我们深切的感谢。
作者特别感谢他们的妻子，哈里森·格温和卡罗尔·哈德森，为他们的支持和帮助，以提高文本的风格和准确性。当然，最后的版本是我们的责任。如果在下面的页面，你有什么你不明白，这是我们的过错。
J.P. 哈里森和 J.A.哈德森
T.H.赫胥黎学校环境、地球科学和工程，帝国学院科学、技术和医学，伦敦大学，SW7 2BP，英国
j.harrison@ic.ac.uk
jah@rockeng.co.uk
我们的第一本书《工程岩体力学概论原理》，也是由Pergamon, Elsevier Science,出版，将被称为《ERM1》。
工程岩石力学：部分2
说明性工作实例
CHILE：连续，均匀各向同性和线性弹性
DIANE：不连续，不均匀，各向异性和不弹性
山墙
在海峡群岛的岛屿上的一个多层停车场的混凝土基础的一部分
为我们所有的过去，现在和未来的帝国学院的学生和同事
关于作者
J.P. 哈里森博士
哈里森毕业于伦敦大学帝国学院土木工程专业，并在土木工程行业，为契约和咨询机构工作多年同时也从帝国学院工程岩石力学获得硕士学位。1986年，他在皇家学院的工程岩石力学讲师，1993年，然后获得他的博士学位，1996年，并成为高级讲师。目前他在赫胥黎环境地球科学与工程学院任工程岩石力学本科生和研究生的指导老师。他个人的研究兴趣是不连续的岩体的特征和行为，是他早期博士工作-用新的数学方法研究不连续几何的分析的延伸。
J.A. 哈德森工程教授
约翰哈德森1965毕业于英国赫瑞瓦特大学，并在美国明尼苏达大学获得博士学位，他在岩石力学与工程、土木、采矿和环境工程，在咨询、研究、教学和出版方面度过了他职业生涯，因为他对学科的贡献度，被授予理学博士。除了创作许多科学论文，他编辑了1993年五卷“综合岩石工程”纲要，目前刊登在岩石力学与工程学报的国际期刊。
从1983到现在，哈德森教授一直作为读者和教授隶属于帝国学院。他也是岩石工程顾问首席，积极参与全球应用工程岩石力学原理和技术相关的工程实践。1998年，他被选为英国皇家科学院院士
工程岩石力学：部分2
说明性工作实例
约翰. P. 哈里森
帝国科学学院工程岩石力学，伦敦大学技术与医学高级讲师
和
约翰.A. 哈德森工程教授
帝国科学学院工程岩石力学，伦敦大学技术与医学教授
问题3.1-3.10：压力
Q3.1显示如何在固体的应力状态可由应力分量（正常和剪切）上岩石的元素立方体进行说明。而且，显示这些组件是如何在应力矩阵列出。在一行的应力矩阵的分量有什么共同之处？在应力矩阵的列中的分量有什么共同之处？
Q3.2矩阵对称是什么时候？为什么对称矩阵是对称的？
Q3.3解释标量，矢量和张量之间的差异。为什么是应力是张量？
Q3.4如何应用正常应力和剪应力绘制莫尔圆？
Q3.5主应力面是什么？什么是主应力？
Q3.6什么是以下应力状态：单轴应力，双轴应力，三轴应力，多轴应力，纯剪切应力，静水压力？
Q3.7显示如何使两个张量相加，因此如何计算n应力状态的平均值。你会如何计算n个不同的被指定的主应力和其方向的平局值。
Q3.8是什么的第一，第二和第三应力不变量？
Q3.9结合在q3.1答案应力分量的变化率，建立在X，Y和Z方向的力平衡，因此写下的一个元素立方体的三个平衡微分方程。
问题4.1-4.10：原岩应力
Q4.1目前还没有国际公认的术语词描述在岩体的应力状态。然而，在一个句子中描述你所认为的每一个下列术语。
天然应力 热应力
诱导应力 古应力
重力压力 近场的压力
构造应力 远场应力
残余应力 局部应力
Q4.2标出下图2-D岩石应力状态，并找到主应力和内力状态方向。
Q4.3在实验中，采用每对千斤顶，标准的应力测量方法的水力压裂，USBM计和CSIRO计，怎么确定在岩体应力的三维状态？（假设应力场是恒定的，在试验现场附近。）
Q4.4三个千斤顶测试已彼此接近的在长直隧道壁布置，其中轴以7°骤降。测量的位置大约是250米以下的地面，它是假定flatjacks在相同的应力场。
问题5.1-5.10：应变和弹性理论
Q5.1的第一应力不变量的意义和第一应变不变量是什么？
Q5.2力平衡微分方程是q3.9主体。位移和应变的等效方程是相容性方程，这些方程确保正应变和剪切应变是兼容的，因此，在受力时没有孔，裂缝或其他不连续性出现。表明下面的相容性方程是有效的：
Q5.3绘制莫尔圆表示应变在两轴的量是多少，如何绘制一个二维应力状态，主应变的位置，e1和e2。
Q5.4表明对于各向同性材料，为什么剪切模量、杨氏模量和泊松比与G =E 2 /（1 v）有关。为什么这个方程适用于各向同性材料，但不适用各向异性材料？因此解释为什么横向各向同性材料需要五个弹性常数，而不是六个。
Q5.5（a）如何能在应变矩阵中建立一个有特定方向的应变，因此如何用应变计花环估计在一个点的应变状态，因此在一个点的应力状态？
（b）假设用应变花测量EP = 43 x 10 - 6 ，EQ=7.8 x 10 - 6 EO和EG = 17 x 10 – 6的应变，用仪表显示以下角度：theta;p= 20°，theta;q=80°，theta;r= 140°。确定主应变和方向，然后使用值为E = 150 GPa和v= 0.30的弹性常数，确定主应力及其方向。
问题6.1-6.10：完整岩石
Q6.1预测试样的体积将单轴压缩试验中将怎么变化，素描体积应变与轴向应变的变化。当样品曲线表现出明显的梯度变化时，样品会发生什么？
Q6.2什么使使岩石破裂时，单轴压缩实验失败？当压力达到一定值或当应变达到一定值时？或是当其他参数达到某一临界值时，如单位体积的能量输入，或微裂纹密度？
Q6.3可得出线性莫尔 - 库仑外壳的几何形状一些强度参数之间的关系。从内部摩擦的内聚力和角度推导岩石单轴抗压强度的表达式。
Q6.4具有拉伸断裂的线性莫尔 - 库仑外壳限制其单轴抗拉强度。考虑到可以画出最大单轴抗拉莫尔圆，根据sigma;c和phi;，得出抗拉强度极限。
Q6.5先前在现场被委托进行调查工程岩体强度试验的公司受到质疑。在他们的第一单轴压缩实验，设备没有测量轴向载荷的峰值，但技术人员记录试样被破坏，形成与加载轴呈20°的单一断裂。在随后的三轴试验，轴向应力应用之前随围压的增加的，试样在霍克细胞围压为85 MPa时过早失败。
在这些结果的基础上，以sigma;1=asigma;3 b的形式提出了一个岩石破坏准则。
问题7.1-7.10：断裂和半球投影
Q7.1整体RQD 134 m钻孔岩心被发现58%。（a）计算岩芯的总数量，如果预期其比0.1米长，计算这些部分的总长度。
（b）多少个的岩芯可以期望有一个长度大于0.2米，以及它们的平均长度是什么？
Q7.2给出一个0.215米的128个裂缝间距的平均间距的样品，估计在80%的置信水平下的平均裂缝间距和频率范围。以90%和95%的置信水平，有多少裂缝应在样品为plusmn;10%的误差？
Q7.3砂岩岩体在垂直方向上的平均断裂频率为1.22 M 1，共500个垂直3米长的锚杆必须安装稳定在岩体地下洞室顶板。你能想到多少锚杆：
·无裂缝
·横断少于3个裂缝
·横断多余4个裂缝
如果将第四岩块扩展到岩体中，95%的锚杆被要求横断至少有3个裂缝，锚杆要多长？
Q7.4定位的234 / 56断层平面已在现场调查发现。仔细观察发现，它的表面线间距为78°从西北走向线。这些线理的趋势是什么？
Q7.5线相交两平面趋势西北38°。
问题8.1-8.10：岩体
Q8.1一个简单的唯一有效的断裂的沉积岩体是层理面，岩体的弹性模量可以从完整岩石和裂缝两者的位移的发现，可以指出岩体可以包括多个阶层，各层面裂缝具有不同频率。
未断裂的岩层。首先考虑n个完整岩层的情况下，每一个岩层厚度和弹性模量EI。通过考虑岩体受到应力和总厚度的总位移（应变），推导在垂直于地层的方向岩体的复合弹性模量的表达式Em。用Ei和t写出表达式，并假定相邻单元之间的接口没有机械效应。
平面断裂地层。现在考虑岩石每层包含一组平行于地层界线理面断裂的情况。每个阶层中的断裂频率是独特的- 层i拥有频率lambda;;同样，变形模量Edi（即应力/位移）在每个阶层都是独特的，是单位i。用Ei，ti，lambda;i和Edi扩展Em的表达式。
Q8.2对于Q8.1描述的非裂缝和裂隙层状岩体的几何形状，使用剪应力tau;和参数ti，Gi，lambda;i和Gdi，表达岩体的复合剪切模量GM。
Q8.3当应力的作用与裂缝不垂直，如在Q8.1和Q8.2，为了使用刚度和柔度建立岩体变形模量，有必要转换应力分量。这可以以Em的形式推导出岩体模量的方程（wei和Hudson，1986）
问题9.1-9.10：渗透
Q9.1横向通过10米的水头差，需要放多长时间的水？
- 具有各向同性的水力传导性，水力传导系数k为1 x 10 -12 m/s,的5米长的完整花岗岩，
- 通过5 m长的水力传导系数的1times;10 - 4米/秒的各向同性的导水裂缝性灰岩？
Q9.2，裂缝方向平行的一组平面裂缝（Hoek和Bray，1977）水力传导系数可由方程k = lambda;ge3/ 12V得出，lambda;是断裂频率，g是重力加速度，E是裂缝孔径，v是流体的运动粘度。
对于一个断裂频率为每米一个裂缝和裂缝孔0.01毫米的岩体，水力传导系数为8.3times;10 - 10m/s。
- 一个二次岩体，每米有十个裂缝，裂缝孔径是1mm，水力传导率是是多少？
- 两者的岩块的水力传导率产生差异的主要因素是什么？
Q9.3在问题Q9.2，使用液压空。对于光滑和平行的裂缝，该孔在双边之间的垂直方向（见图Q9.1）。
- 当断裂表面粗糙时，解释裂缝开口的意义。
- 你是否认为一个机械孔和水力裂缝有相同的值吗？如果不是，哪个更大？
Q9.4透射率什么意思？
Q9.5下面的横截面显示在一个单位厚度为10平方米的的岩块中的两组岩石裂缝。
问题10.1-10.10：非均匀性和各向异性
Q10.1岩体的照片（见图q10.1），识别实例表明岩体更diane比chile。
Q10.2参考图q10.1照片，解释为什么不均匀性和各向异性
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