计算岩体力学与工程一书由中国水利水电出版社于2006-05-01出版。
　　本书依托水利水电工程，以弹粘塑性势理沦为基础，以有限单元法、块体单元法和复合单元法等具有代表性的数值分析方法为主线，对计算岩体力学的本构模型、力学参数、计算方法、安全指标以及可视化软件等关键问题展开讨论，形成了较为全面的科学研究体系。
　　本书介绍的理论、方法和软件在三峡、水布垭、龙滩、小湾等多个国家重点水利水电工程岩体边坡和大坝基础的稳定问题中进行了应用，解决了一批工程设计和施工技术难题，取得了较大的社会效益和经济效益。此外，本书还介绍了采用面向对象和可视化技术的有限单元法及块体单元法计算软件，并给出了主要的源程序。
　　本书可供水工结构工程和岩土工程领域从事计算岩体力学研究与应用的工程技术人员和科研人员阅读参考，也可作为该领域研究生相关课程的参考教材。

前 言
　　计算岩体力学诞生于20世纪60年代，是计算机技术与应用数学、应用力学以及工程实践相结合的成功案例。自20世纪80年代以来，由于土木工程、环境工程和水利水电工程的快速发展，我国计算岩体力学的研究与应用获得了强大的推动力，目前已居国际先进水平。作为水利水电工程科学工作者，获得如此难得的研究机遇，实乃三生有幸。
　　水电是我国能源工业的重点发展方向。"十五"期间，水电能源开发布局进一步向西南和西北高山峡谷地区的大江大河转移，工程规模进一步加大。正在建设中的龙滩和光照碾压混凝土重力坝、水布垭面板堆石坝，其高度已达200m级，小湾和溪洛渡拱坝则达300m级。高坝大库带来了坝基、坝肩、边坡、地下洞室等结构稳定和变形控制的一系列岩体力学问题，涉及的对象主要是节理岩体，并具有岩性、构造、历史和环境等综合体的特征。稳定和变形控制问题的成功解决，有赖于计算岩体力学以下几个方面的进步：
(1)正确的岩体力学模型。工程岩体的最大特点是含有大量的节理、断层等结构面，而且含有大量的锚杆、锚索等加固构件。因此，在研究岩体力学模型时，既要将复杂的问题进行简化和粗化，又要能合理地反映岩体变形和失稳的真实机理。
(2)正确的岩体力学参数。岩体介质是赋存于地壳之中的天然材料，其物理、化学和力学性质在空间上具有随机性。现场原位试验代价很高且代表性差，实验室试验的结果也不能直接应用于工程设计，所以岩体力学与工程问题是数据有限的问题，很多工程计算的失败源于参数的错误选择。因此，开展施工过程的安全监测，并强调监测信息的及时反馈，是非常必要的。
(3)正确的计算方法。目前，计算岩体力学已涌现出许多方法，大体可以归类为连续介质力学方法和不连续介质力学方法。连续介质力学方法的代表是有限单元法和边界单元法等，不连续介质力学方法的代表是离散单元法和不连续变形分析法等。由于实际岩体同时具有连续介质和不连续介质的特征，而这些方法都是仅从一个侧面去模拟岩体，因此所得结论是片面的。作为工程科学研究者，需要对计算方法不断改进，同时也要注重不同方法的综
合应用分析。近年来出现的无单元法和数值流形法等方法，尽管离解决复杂
实际工程问题尚有差距，但它们代表的是一种正确的研究方向。
(4)实用的软件：软件是计算方法的载体。目前，国内外已有一批很好的专业软件，但在软件编制的规范性和软件应用的便捷性方面还有一些不足之处，其计算效率和结果也存在较大的差异。近年来，研究者开始采用面向对象技术研制可视化软件，使计算软件的应用范围逐渐从研究者推向工程实践者，既简化了维护和扩充工作，也为计算软件的广泛应用奠定了坚实的基础。
　　近10年来，笔者有幸主持及参与了多项"八五"、"九五"国家重点科技攻关项目、国家自然科学基金项目、国家有关部委科技基金和重点科技攻关项目，并且主持参与了多个国家重点水电工程技术问题的应用研究项目，依托这些项目，在计算岩体力学方面取得了一些成果。2001年，笔者总结了有限单元法和块体单元法的部分研究成果，撰写了《高坝复杂岩石地基及岩石高边坡稳定分析》一书，由中国水利水电出版社出版。根据最近几年的研究新进展，笔者对上述专著进行了补充和完善，按数值分析方法进行分类，以代表连续介质力学方法的有限单元法、代表不连续介质力学方法的块体单元法和具有以上两类方法相结合特征的复合单元法为主线展开讨论。笔者希望通过本书，从理论上较系统地总结自己的研究成果，并且为工程设计提供有用的参考资料。
　　笔者从事教学与科研工作近20年，根据自身在工作实践中的心得体会，深感前辈学者在岩体力学领域建立的理论与实践相结合的研究思想的重要性，并有意在本书的写作中加以体现。本书在理论和方法方面，着重探讨了加锚节理岩体本构模型的建立、岩体力学参数反演、变形和稳定的反馈分析与加固布设优化、基于自适应技术的计算方法与软件的规范化、基于面向对象技术的计算软件的体系化、基于可视化技术的计算软件的实用化等问题。在工程应用方面，主要依托笔者长期服务且比较熟悉的水利水电工程领域，分别针对坝基和坝肩、边坡等结构，探讨了用计算岩体力学解决渗流、稳定和变形控制等问题的思路和技术要点。由于知识面和经历的限制，对水利水电以外的土木和环境工程领域(采矿、交通、城市建筑、军事工程等)接触不多，故写作时未涉及，笔者深以为憾。
　　本书的理论研究是近10年来在国家及有关部委的科技项目资助下完成的，主要有：
(1)国家自然科学基金重大项目子题--岩体的加固机理及弹粘塑性自适应有限元分析。
(2)国家自然科学基金面上项目--岩体的三维弹粘塑性块体理论与p型自适应分析。
(3)国家自然科学基金重点项目子题--裂隙岩体的锚固分析研究。
(4)国家自然科学基金面上项目--高坝开裂过程的三维p型自适应复合单元法研究。
(5)国家"九五"重点科技攻关项目子题--高拱坝抗滑稳定安全系数及岩体力学参数研究。
(6)国家"九五"重点科技攻关项目子题--弹粘塑性决体理论与分载法的耦合分析。
(7)国家教委高等学校博士学科点专项科研基金--工程岩体的不连续弹粘塑性变形分析及可靠度评价。
(8)国家教委高等学校博士学科点专项科研基金--水工结构的自适应弹粘塑性有限元理论。
(9)国家电力公司重点科技项目--水工建筑物反馈设计与施工方法研究。
(10)国家电力公司重点科技攻关项目子题--坝基开挖方式及加固措施研究。
(11)国家电力公司重点科技攻关项目子题--小湾右岸坝前边坡开挖支护措施研究。
(12)国家电力公司重点科技攻关项目子题--水电工程岩石边坡稳定性分析有限元计算软件系统研究。
(13)水利部科技创新项目--滑坡灾害评价、预测及防治关键技术研究。
　　本书的工程应用研究是在国家所属各主要水利水电工程设计、研究、施工与管理部门的支持下完成的，在此一并致谢。
　　笔者非常感谢多年来共同工作、为本书的研究成果作出贡献的同事与学生，他们是：陈尚法、汪卫明、徐明毅、傅少君、王书法、陈敏林、李桂荣、张君禄、王劲松、程昭、曹新红、夏怀孝、吴俊、李永明、费文平、秦卫星、陈士军、冯学敏、胡静、强晟、徐青、郑惠峰、何则干、许桂生、彭成佳等。
　　计算岩体力学是一个正在迅速发展的学科分支，在理论和实践上都有很大的拓展和完善空间，每年有大量的文献发表，笔者在研究和写作过程中，也通过阅读文献获得了启发。但由于个人精力有限，且笔者又试图以自身研究及应用成果为主干进行本书的写作，所以对当前国内外研究进展和文献的
　　总结不免有偏颇和遗漏之处。笔者也希望借助本书的出版，与同行交流研究心得体会，并诚恳期待同行们的批评指正。
　　陈胜宏
　　2006年1月
　　于武汉东湖珞珈山