前言

岩体结构控制论已被岩石力学与工程领域的学者和工程师普遍接受。对于硬质岩石边坡而言，其失稳往往不是岩块的破裂所致，而是沿着结构面发生。岩石边坡的失稳应同时满足两个条件：运动学失稳（kinematic instability）条件和力学失稳（kinetic instability）条件。所谓运动学失稳条件即结构面与坡体切割而成的块体在几何上失稳的条件，它充分反映了岩石边坡区别于土坡的本质特性，在边坡岩体稳定性评价中应当给予重视。运动学分析（kinematic analysis）即分析边坡岩体几何失稳条件的方法。运动学分析是调查岩体的失稳模式、确定岩石边坡最大安全坡角的有效手段。

自20世纪60年代起，国外许多学者利用赤平投影研究边坡岩体失稳的几何条件以及可能的失稳模式。1980年，国际著名的岩石力学与工程地质专家、美国工程院院士、加州大学伯克利分校教授Goodman先生在其经典著作Introduction to Rock Mechanics中明确使用了“边坡运动学分析”（Kinematic Analysis of Slopes）这一表述，而后“运动学分析”在英文论文和著作中较为常见。目前在国内，仅有几篇论文使用“运动学分析”一词，但实际上自20世纪70年代已有不少学者利用赤平投影研究边坡岩体失稳的几何条件，如著名的工程地质与岩石力学专家、中国工程院院士王思敬先生的《赤平极射投影方法及其应用》（1976），著名的工程地质与岩石力学专家孙玉科和古迅两位先生合著的《赤平极射投影在岩体工程地质力学中的应用》（1980）等。这些经典著作阐述且应用了运动学分析的部分思想，只是未使用“运动学分析”这一表述。但总体上来讲，国内尚缺乏系统阐述运动学分析方法的著作。

本书旨在系统介绍运动学分析基本原理和方法（包括矢量分析方法和赤平极射投影图解法），其中涉及经典的运动学确定性分析和近年来本书作者在运动学概率分析方面所做的一些工作。为了方便读者，尤其是现场一线的工程师使用好运动学分析这一工具，本书作者基于Microsoft Excel开发了一款能够自动绘制赤平极射投影图而实现运动学分析的软件ZJUKIN，供读者免费下载。本书的第3章和第4章是作者郑俊博士学位论文的部分内容。

作者郑俊博士在四川大学攻读博士学位过程中得到了导师邓建辉教授的悉心指导和帮助。在本书写作过程中，邓老师仔细审读了全书内容，提出了修改意见并撰写了第2章和第3章部分内容。作者郑俊博士在美国从事该项研究期间得到美国亚利桑那大学P.H.S.W.Kulatilake教授的指导和帮助。本书在研究和出版过程中得到了国家公派留学基金（CSC [2012] 3013）、国家自然科学基金（41502268）、中央高校基本业务费（2016QNA4018）、武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室开放基金（RMHSE1502）的联合资助。浙江大学杨连欢同学与蔡学桁同学对本书文字校对工作付出了辛勤的劳动，在此表示诚挚的谢意！此外，将这本书献给作者的家人，感谢他们多年的付出、关心、陪伴与爱。因作者水平有限，书中难免有谬误之处，敬请读者批评指正。

作者

2017年5月于浙大求是园