以應力波誘致岩石動態破裂這一科學問題為研究目標，提出了動態載荷作用下岩石的損傷力學本構關系，通過有限元編程，研發了數值模擬軟件，並基於此開展應力誘致岩石破裂的數值試驗。然后，基於對岩石剝落破裂、岩石爆破損傷以及岩石霍布金森壓桿破裂的數值試驗，分析了岩石動態破裂的基本特征；通過對動態擾動觸發深部岩石巷道失穩破裂的數值試驗，闡明了動態擾動誘發圍岩損傷及觸發岩石失穩破裂的力學機理。書中所述的理論模型和數值試驗方法可用於岩石中的沖擊破碎、爆破損傷、岩爆發生機制等問題的研究，並為此類科學及工程問題的解決提供理論上的參考。朱萬成，男，博士，東北大學教授，博士生導師，德國洪堡學者。1974年2月出生於新疆呼圖壁縣，2001年於東北大學獲得采礦工程博士學位。2006年晉升為教授，同年人選教育部「新世紀優秀人才支持計划」，獲得第六屆遼寧青年科技獎，並被遴選為遼寧省高等學校優秀青年骨干教師，2008年獲得中國岩石力學與工程學會第五屆青年科技獎(金獎)，2009年入選「新世紀百千萬人才工程」國家級人選和遼寧省百千萬人才計划(百人層次)，並獲得霍英東教育基金會第十二屆高等院校青年教師獎(二等獎)和應用類項目資助；2010年被評選為第七屆遼寧省先進科技工作者，2012年獲得國家自然科學基金委優秀青年科學基金資助，並享受國務院特殊津貼，2013年獲得中國青年科技獎。自1999年起多次應邀赴香港理工大學進行合作研究，2004年2月至2006年2月赴澳大利亞西澳大學進行博士后研究和學術訪問，2006年10月至2007年11月在德國波鴻大學做洪堡學者，曾在瑞士洛桑聯邦理工學院、英國曼徹斯特大學、韓國首爾國立大學、澳大利亞西澳大學、南非金山大學等進行短期學術訪問。現兼任國際岩石力學學會會員，中國岩石力學與工程學會理事和該學會下屬的「岩石破碎工程專業委員會」的副主任，「地下工程分會」的常務理事，「岩體物理與數學模擬專業委員會」、「教育工作委員會」和「岩石動力學委員會」的委員。

《岩石力學與工程研究著作叢書》序《岩石力學與工程研究著作叢書》編者的話前言第一章 緒論1.1深部開采面臨的岩爆問題1.1.1岩爆的定義1.1.2開采誘發岩爆的因素分析1.1.3動態擾動是觸發深部礦山岩爆的關鍵性因素1.2動態擾動作用下岩石破裂過程的研究現狀1.2.1試驗研究方面1.2.2理論及數值模擬研究方面1.3本書的研究工作參考文獻第二章 動態擾動下岩石破裂的數值試驗方法2.1動載荷與彈性波2.1.1靜載荷和動載荷2.1.2彈性體的振動和彈性波2.2動態擾動激發的應力波2.2.1介質的彈性常數及彈性波類型2.2.2桿中的一維縱波2.2.3三維固體中的應力波2.2.4平板中的平面波2.2.5球面波與柱面波2.2.6應力波的反射與折射2.2.7應力波的能量及其衰減2.3動態擾動誘致的岩石破裂2.3.1動載荷（應力波）作用下岩石的力學特性2.3.2剝落破裂2.3.3會聚效應造成的破裂2.4岩石類介質非均勻性的表征方法2.4.1基於統計分布的方法2.4.2基於數字圖像處理技術的方法2.5彈性動力學方程的有限元求解2.5.1中心差分法2.5.2線性加速度法和Wilson—θ法2.6動態應力作用下岩石的損傷力學本構關系2.7應力波誘致破裂的數值模擬程序—RFPA—Dynamlcs2.7.1材料參數的賦值2.7.2應力波誘發破裂的數值模擬流程2.7.3靜一動組合加載下岩石破裂的數值模擬流程2.7.4結果顯示及處理2.8RFPA—Dynamics的驗證2.8.1與理論解的對比2.8.2對一維波傳播過程的模擬2.8.3與試驗結果的對比——巴西圓盤中的應力分布2.8.4動態破裂過程分析功能的驗證2.9數值模擬與數值試驗2.10本章小結參考文獻第三章 動態剝落破裂的數值試驗3.1平板波傳播的數值試驗3.2非均勻岩板試樣的剝落破裂及動態剝落強度3.2.1非均勻岩板試樣的數值模型3.2.2數值試驗結果及分析3.2.3非均勻性對動態強度的影響3.2.4應力波作用時間對試件剝落模式的影響3.3單骨料混凝土板中的應力波傳播及動態剝落3.3.1數值模型3.3.2應力波的傳播及其誘致的破裂3.3.3不同應力波作用時間時試樣的破壞過程3.3.4不同應力波峰值時試樣的破壞過程3.3.5試樣中的應力變化3.4混凝土桿試樣的動態剝落破裂3.4.1混凝土桿狀試樣數值模型3.4.2混凝土試樣在靜態載荷下強度3.4.3動載荷作用下非均勻混凝土試樣的破裂3.5混凝土梁的動態剝落破裂3.5.1混凝土梁的數值模型3.5.2砂漿梁試樣的剝落破裂過程3.5.3應力波作用時間對梁剝落破壞的影響3.5.4應力波峰值對梁剝落破壞的影響3.6本章小結參考文獻第四章 岩石爆破損傷的數值試驗4.1岩石爆破損傷研究的意義4.2爆炸載荷下岩石的力學響應4.3岩石爆破損傷的研究現狀4.3.1岩石爆破作用機理4.3.2岩石爆破損傷模型及數值模擬4.3.3地應力的影響4.3.4切縫藥包定向斷裂爆破4.4岩石爆破損傷的數值計算模型4.4.1爆破應力波4.4.2爆破應力波的傳播特征與衰減規律4.4.3爆生氣體的膨脹壓力4.4.4力平衡方程4.4.5初始條件和邊界條件4.4.6岩石爆破損傷的本構關系4.4.7方程的有限元求解及其驗證4.5應力波作用下單孔爆破損傷的數值模擬4.5.1與文獻（27）結果的對比分析4.5.2爆生氣體壓力作用的影響4.6兩孔爆破損傷數值試驗4.6.1岩體爆破損傷的力學模型4.6.2應力波單獨作用下雙孔爆破損傷數值試驗4.6.3爆破應力波和爆生氣體共同作用下雙孔爆破損傷數值試驗4.6.4炮孔間距影響規律的數值試驗4.7地應力對爆破損傷及裂紋擴展的影響4.7.1地應力分布的一些基本規律4.7.2單孔單向地應力下爆破損傷的數值試驗4.7.3雙孔雙向地應力下的爆破損傷的數值試驗4.8切縫爆破成縫規律的數值試驗4.8.1定向切縫控制爆破原理4.8.2數值模型及計算結果分析4.9本章小結參考文獻第五章 動載荷作用下岩石試樣的破裂過程5.1平面壓縮應力波作用下岩石的破裂過程5.1.1應力波幅值的影響5.1.2應力波持續時間的影響5.2巴西圓盤試樣的動態破裂過程5.2.1數值模型5.2.2靜載荷作用下的破壞過程5.2.3動載荷作用下的破壞過程5.3含預裂紋巴西圓盤試樣的動態破裂過程5.3.1含預裂紋巴西圓盤試樣的數值模型5.3.2靜載荷作用下的破裂過程5.3.3動載荷作用下的破裂過程5.4不規則岩塊的破裂過程5.4.1不規則岩塊的數值模型5.4.2不同動態應力波幅值對破裂過程的影響5.4.3不同動態應力波持續時間的影響5.5沖擊載荷作用下球形試樣的破碎過程5.5.1相似模擬試驗簡介及數值模型5.5.2試樣中應力分布的數值試驗5.5.3球試樣破碎過程的數值試驗5.6本章小結參考文獻第六章 靜一動組合加載下岩石的破裂過程6.1岩石破裂的SHPB試驗及結果6.1.1SHPB試驗設備及其原理6.1.2磁鐵礦石試驗結果分析6.1.3片麻岩試驗結果分析6.2SHPB試驗中應力波傳播的一維波動理論分析6.2.1—維波動理論及分析程序6.2.2程序驗證6.2.3不同沖頭形狀時SHPB試驗的一維波動分析6.3SHPB試驗中的應力波傳播過程分析6.3.1開展SHPB試驗數值模擬的必要性6.3.2數值模型的建立6.3.3數值試驗結果分析6.4動態擾動下岩石破裂過程的數值試驗6.4.1應力波的作用時間對損傷機制的影響6.4.2應力波峰值對損傷機制的影響6.4.3岩石均質度的影響6.5靜一動組合加載下岩石破裂過程的數值試驗6.6本章小結參考文獻第七章 動態擾動觸發深部岩巷岩爆的數值試驗7.1靜態地應力條件下巷道圍岩的應力分布及破裂特征7.1.1地下巷道的力學模型7.1.2巷道周邊的應力分布7.1.3RFPA—Dynamics程序用於巷道圍岩損傷及破壞的驗證7.1.4不同斷面形狀巷道的破壞過程分析7.2動態擾動觸發深部巷道失穩破裂的數值試驗7.2.1圓形巷道的數值模型7.2.2動態擾動觸發岩巷岩爆的機理分析7.3本章小結參考文獻索引彩圖