矿山工程力学（第二版）

　　《矿山工程力学》作为采矿类普通高等学校学生用书，内容涵盖的知识点契合采矿工程实际，以应用型人才培养为出发点，突出工程性，着力提升学生分析和解决问题的能力。 在内容安排上，共分为静力分析基础、强度和变形分析基础、矿山围岩受力分析基础三大部分，部分包括静力学基础、平面力系、空间力系；第二部分包括变形固体的基本概念、轴向拉伸和压缩、连接的实用计算、扭转、弯曲、应力状态分析、强度理论及组合变形、压杆稳定、交变应力与疲劳破坏；第三部分包括岩石的物理力学性质、原岩应力、岩层巷道的稳定分析和长壁工作面采场矿压。 本书可作为采矿工程、采矿工程（煤层气方向）、土木工程（矿井建设方向）、地质工程、安全工程、建筑环境与能源应用工程等专业用书，也可供相关专业工程技术人员学习参考。

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绪论001
一、矿山工程力学的研究对象和内容001
二、学习矿山工程力学的目的001
三、矿山工程力学发展概述002

第一部分静力分析基础005
引言006
第一章静力学基础007
第一节静力学基本概念007
一、力的概念007
二、力系的概念008
三、刚体的概念008
四、平衡的概念008
第二节静力学公理008
第三节力在轴上的投影与力的分解011
一、力在直角坐标轴上的投影011
二、力沿坐标轴分解011
三、合力投影定理012
第四节力矩力偶013
一、力对点之矩013
二、合力矩定理013
三、力偶014
第五节约束与约束反力015
一、约束与约束反力的概念015
二、工程中常见的几种约束类型016
第六节物体的受力分析 受力图018
思考题020
习题021
第二章平面力系023
第一节力线平移定理023
第二节平面一般力系向一点的简化024
一、平面一般力系向作用面内任一点的简化024
二、平面一般力系简化结果的分析025
三、合力矩定理026
第三节平面力系的平衡条件平衡方程027
一、平面一般力系的平衡条件027
二、平面一般力系的平衡方程028
三、几种平面特殊力系的平衡方程029
第四节物体系统的平衡032
一、物体系统的平衡问题032
二、静定与超静定问题的概念033
第五节摩擦034
一、滑动摩擦035
二、摩擦角与自锁现象036
三、考虑摩擦时的平衡问题举例036
思考题038
习题038
第三章空间力系044
第一节力在空间直角坐标系上的投影044
一、直接投影法044
二、间接投影法(二次投影法)044
第二节力对轴之矩045
第三节空间一般力系的平衡047
一、空间力系的简化047
二、空间力系的平衡条件和平衡方程048
三、空间力系的平衡问题049
第四节平行力系中心及物体的重心050
一、平行力系的中心050
二、物体的重心051
思考题054
习题055

第二部分强度和变形分析基础059
引言060
第四章变形固体的基本概念061
第一节变形固体及其基本假设061
第二节外力内力应力062
一、外力062
二、内力062
三、应力063
第三节位移变形应变064
一、位移064
二、变形和应变064
第四节构件的分类杆件变形的基本形式065
一、构件的分类065
二、杆件变形的基本形式065
思考题066
习题066
第五章轴向拉伸和压缩068
第一节轴向拉伸和压缩的概念068
第二节轴向受拉(压)杆的内力轴力图069
第三节轴向受拉(压)杆的应力070
一、横截面上的应力070
二、斜截面上的应力071
第四节轴向受拉(压)杆的变形胡克定律072
一、轴向受拉(压)杆的变形072
二、胡克定律073
第五节材料在拉(压)时的力学性能075
一、材料在拉伸时的力学性能075
二、材料在压缩时的力学性能079
三、材料的塑性和脆性及其相对性079
第六节轴向受拉(压)杆的强度计算080
一、强度条件080
二、强度计算081
第七节应力集中的概念083
第八节拉(压)超静定问题的解法083
一、超静定问题及其解法083
二、装配应力084
三、温度应力085
思考题086
习题086
第六章连接的实用计算090
第一节工程实际中的连接件090
第二节连接件的实用计算091
一、剪切的实用计算091
二、挤压的实用计算092
三、举例092
四、焊接的实用计算095
思考题096
习题097
第七章扭转100
第一节工程中的受扭杆100
第二节外力偶矩扭矩和扭矩图100
一、功率、转速与外力偶矩间的关系100
二、扭矩和扭矩图101
第三节圆轴扭转时的应力和变形102
一、圆轴扭转时横截面上的应力102
二、薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力切应力互等定理104
三、圆轴的扭转变形105
第四节圆轴扭转时的强度和刚度计算105
一、强度条件105
二、刚度条件106
三、强度和刚度计算106
第五节扭转的超静定问题109
思考题109
习题110
第八章弯曲113
第一节工程中的受弯杆113
第二节剪力和弯矩114
一、剪力和弯矩115
二、剪力和弯矩的正、负号的规定116
三、用截面法计算指定截面上的剪力和弯矩116
第三节剪力图和弯矩图118
一、剪力方程和弯矩方程118
二、剪力图和弯矩图的绘制118
三、绘制剪力图和弯矩图的步骤118
第四节剪力、弯矩和荷载集度之间的关系121
一、Fs(x)、M(x)和q(x)之间的微分关系121
二、不同荷载作用下梁的剪力图和弯矩图122
三、用微分关系法绘制梁的剪力图和弯矩图123
第五节杆件弯曲时的正应力125
一、纯弯曲的概念125
二、纯弯曲梁的变形特点126
三、纯弯时梁横截面上的正应力分布127
四、纯弯曲正应力公式128
五、惯性矩129
六、纯弯正应力公式的应用131
第六节弯曲正应力强度计算133
一、最大正应力133
二、梁的正应力强度条件135
第七节弯曲切应力强度计算138
一、梁横截面上的切应力138
二、梁的切应力强度条件141
第八节梁的变形143
一、梁的变形分析143
二、梁的挠曲线近似微分方程144
三、用积分法求梁的变形145
四、用叠加法求梁的变形149
五、梁的刚度校核151
第九节提高梁承载能力的措施152
一、提高梁强度的措施152
二、提高梁刚度的措施155
第十节简单超静定梁的解法155
思考题157
习题159
第九章应力状态分析166
第一节应力状态的概念166
一、一点处的应力状态166
二、应力状态的表示方法166
三、应力状态的分类168
第二节平面应力状态下的应力分析168
第三节应力圆170
一、应力圆的概念170
二、应力圆的绘制170
三、单元体与应力圆之间的对应关系170
四、用应力圆求单元体任意斜截面上的应力171
第四节主应力172
一、主平面的位置172
二、主应力的数值173
三、最大切应力173
第五节三向应力状态下的应力分析176
一、三向应力圆176
二、最大正应力和最大切应力177
第六节广义胡克定律178
思考题181
习题181
第十章强度理论及组合变形185
第一节强度理论的概念185
第二节几种主要的强度理论186
一、最大拉应力理论(第一强度理论)186
二、最大拉应变理论(第二强度理论)186
三、最大切应力理论(第三强度理论)187
四、形状改变比能理论(第四强度理论)187
五、强度理论的简单应用189
第三节组合变形的概念192
第四节弯曲与拉伸(压缩)组合194
一、弯曲与拉伸(压缩)组合194
二、偏心压缩196
第五节弯曲与扭转组合199
思考题202
习题203
第十一章压杆稳定208
第一节压杆稳定的概念208
第二节压杆的临界力209
一、细长压杆的临界力209
二、压杆的临界应力212
第三节压杆的稳定计算214
一、稳定条件的两种形式214
二、压杆的稳定计算216
第四节提高压杆稳定性的措施220
思考题221
习题222
第十二章交变应力与疲劳破坏225
第一节交变应力及其循环特征225
第二节疲劳破坏和持久极限226
一、疲劳破坏的特征226
二、材料的持久极限227
第三节构件的持久极限与疲劳强度计算228
一、构件的持久极限228
二、构件的疲劳强度计算231
思考题231
习题232

第三部分矿山围岩受力分析基础233
引言234
第十三章岩石的物理力学性质235
第一节岩石的基本物理性质235
一、岩石的容重和密度235
二、岩石的相对密度236
三、岩石的孔隙性237
四、岩石的水理性质238
五、岩石的碎胀性242
第二节岩石的力学性质243
一、岩石的单轴抗压强度243
二、岩石的抗拉强度244
三、岩石的抗剪强度245
第三节岩石的破坏特性249
一、脆性破坏249
二、塑性破坏249
三、弱面剪切破坏250
第四节岩石的强度理论250
一、莫尔强度理论251
二、格里菲斯强度理论253
第五节岩石的变形特性254
思考题256
习题257
第十四章原岩应力258
第一节概述258
第二节自重应力和构造应力258
一、自重应力259
二、构造应力260
第三节原岩应力的实测方法260
一、应力解除法260
二、应力恢复法263
思考题264
习题264
第十五章岩层巷道的稳定分析265
第一节概述265
第二节巷道围岩应力计算265
一、弹性变形内的应力分布265
二、非弹性变形区的应力分布268
第三节松散围岩的压力计算269
第四节锚喷支护原理的力学分析274
一、锚杆支护作用原理275
二、锚杆参数的确定277
三、喷射混凝土支护原理279
四、喷射混凝土厚度确定280
第五节软岩巷道锚索支护282
思考题284
习题284
第十六章长壁工作面采场矿压286
第一节采场矿山压力概述286
一、原岩应力状态286
二、围岩力学性质286
三、岩体结构287
四、膨胀压力的影响因素287
第二节回采引起的支撑压力分布288
第三节采场上覆岩层的稳定分析290
第四节液压支架工作阻力确定293
思考题295
习题295

附录296
附录A常用材料的力学性能296
附录B常见截面的几何性质296
附录C梁的挠度与转角298
附录D型钢表299
附录E普氏岩石分级表306

参考文献307