巖質(zhì)邊坡滾石機理與非連續(xù)變形分析
定 價:120 元
叢書名:“第三極”科技文庫
- 作者:李俊杰,劉國陽著
- 出版時間:2022/2/1
- ISBN:9787564386030
- 出 版 社:西南交通大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TU457
- 頁碼:239
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
近年來邊坡破壞研究的一個主要方向逐漸演化為非連續(xù)變形數(shù)值分析問題,在散粒體單元、接觸單元逐步深入的基礎(chǔ)上,研究人員相繼提出了離散單元法、DDA法和數(shù)值流形法等,這些分析方法有力地推動了邊坡穩(wěn)定分析研究工作。其中,研究巖質(zhì)邊坡破壞的DDA法自提出以來,由于其在方程求解、接觸問題和可視化等方面具有優(yōu)勢,得到了一些研究者的深入開發(fā)與模擬,用其模擬多質(zhì)點巖體的滾動、碰撞、傾倒和滑移更加符合試驗和現(xiàn)場觀測現(xiàn)象。
作者及其團隊成員,充分利用援藏的機會,結(jié)合青藏高原,尤其是藏東南地區(qū)多滾石災(zāi)害特征開展系列研究工作!稁r質(zhì)邊坡滾石機理與非連續(xù)變形分析》較系統(tǒng)地介紹了作者團隊的新的研究成果,包括邊坡失穩(wěn)和崩塌滾石運動特征、能量轉(zhuǎn)化、沖擊破壞能力及致災(zāi)方量理論等,揭示邊坡失穩(wěn)和崩塌滾石運動機理及規(guī)律。全書分為四部分:第一部分介紹邊坡滾石研究現(xiàn)狀、3DDDA基本原理及接觸模型改進;第二部分基于3DDDA方法開展巖質(zhì)邊坡破壞機理、滾石平臺防護作用及樹木阻擋效應(yīng)研究;第三部分開展邊坡塊體系統(tǒng)失穩(wěn)室內(nèi)試驗與滾石運動特征室外試驗;第四部分分析西藏自治區(qū)G318國道K4580典型工程滑坡和崩塌滾石的全過程及現(xiàn)象。
李俊杰,1963年11月生,吉林四平人,河海大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。1991年12月大連理工大學(xué)博士畢業(yè)并留校任教;1997年8月晉升教授,2018年12月到河海大學(xué)工作;主要從事高壩靜動力數(shù)值分析、邊坡穩(wěn)定與可靠度分析、工程結(jié)構(gòu)物健康診斷與監(jiān)測、計算智能及其工程應(yīng)用等方向研究工作;2016年8月一2019年7月作為中組部、教育部第八批援藏干部赴西藏大學(xué),在藏期間開展山地災(zāi)害調(diào)查與防災(zāi)減災(zāi)研究工作。劉國陽,1989年12月生,遼寧葫蘆島人,工學(xué)博士,沈陽工業(yè)大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師;主要從事巖質(zhì)邊坡非連續(xù)變形分析方法與試驗研究。近年來,主持和參與國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等國家級項目5項,省部級科研項目4項:發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇,大會及分會場報告6次;獲軟件著作權(quán)2項,授權(quán)專利6項;獲省部級一等獎1項。
巖質(zhì)邊坡滾石問題是土木工程、水利工程和交通工程中一個十分重要的問題,國內(nèi)外一直重視對它的研究。這不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義,也因其在土木、水利與交通等工程建設(shè)中的危害較大,有重大的現(xiàn)實意義,特別是在我國西部廣大地區(qū),地質(zhì)災(zāi)害十分頻繁,在大型土木工程設(shè)計、施工和運營管理中都會遇到邊坡滾石問題,因此,巖質(zhì)邊坡滾石機理研究是解決工程實際問題的前提。邊坡崩塌滾石是僅次于滑坡的地質(zhì)災(zāi)害。邊坡上危巖體受三維空間結(jié)構(gòu)面切割,在重力、風(fēng)化、地震、滲透壓力等外力作用下從母巖分離,形成滾石。同時邊坡的變形失穩(wěn)、運動、發(fā)展、破壞,又是一種典型的非連續(xù)塊體系統(tǒng)大位移和大變形動力問題,存在著復(fù)雜形狀塊體與復(fù)雜地形坡面間的接觸變換。因此,準確描述滾石運動過程,掌握滾石運動規(guī)律和控制方法,是研究人員近年十分專注的工作。
近年來邊坡破壞研究的一個主要方向逐漸演化為非連續(xù)變形數(shù)值分析問題,在散粒體單元、接觸單元逐步深入的基礎(chǔ)上,研究人員相繼提出了離散單元法、DDA法和數(shù)值流形法等,這些分析方法有力地推動了邊坡穩(wěn)定分析研究工作。其中,研究巖質(zhì)邊坡破壞的DDA法自提出以來,由于其在方程求解、接觸問題和可視化等方面具有優(yōu)勢,得到了一些研究者的深入開發(fā)與模擬,用其模擬多質(zhì)點巖體的滾動、碰撞、傾倒和滑移更加符合試驗和現(xiàn)場觀測現(xiàn)象。
作者及其團隊成員,充分利用援藏的機會,結(jié)合青藏高原,尤其是藏東南地區(qū)多滾石災(zāi)害特征開展系列研究工作。本書較系統(tǒng)地介紹了作者團隊的新的研究成果,包括邊坡失穩(wěn)和崩塌滾石運動特征、能量轉(zhuǎn)化、沖擊破壞能力及致災(zāi)方量理論等,揭示邊坡失穩(wěn)和崩塌滾石運動機理及規(guī)律。本書分為四部分:第一部分介紹邊坡滾石研究現(xiàn)狀、3DDDA基本原理及接觸模型改進;第二部分基于3DDDA方法開展巖質(zhì)邊坡破壞機理、滾石平臺防護作用及樹木阻擋效應(yīng)研究;第三部分開展邊坡塊體系統(tǒng)失穩(wěn)室內(nèi)試驗與滾石運動特征室外試驗;第四部分分析西藏自治區(qū)G318國道K4580典型工程滑坡和崩塌滾石的全過程及現(xiàn)象。
本書是在國家自然科學(xué)基金項目“高陡巖質(zhì)邊坡破壞接觸模型與三維DDA數(shù)值模擬研究”“大型節(jié)理巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞機理三維DDA方法與試驗研究”和西藏大學(xué)學(xué)科建設(shè)項目“高原重大基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境實時在線監(jiān)測技術(shù)、安全評價及環(huán)境工程控制”資助下完成的。作者的研究工作得到大連理工大學(xué)和西藏大學(xué)的大力支持。作者要特別感謝石根華教授、彭校初教授級高級工程師對作者的研究工作給予的十分具體的指導(dǎo)和把關(guān);感謝康飛副教授、葉唐進副教授和薄霧講師,他們對研究工作的推進給予有力支持;感謝研究生趙鵬輝、王壯壯、楊富豪、李光、靳遠成等,他們身體力行地在高原缺氧環(huán)境下進行現(xiàn)場試驗各環(huán)節(jié);最后感謝同批援藏的西南交通大學(xué)出版社黨支部覃維書記,他策劃和實施了此項“第三極科技文庫”項目,為援藏的科技工作者提供了發(fā)表成果的機會。
李俊杰,1963年11月生,吉林四平人,河海大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。1991年12月大連理工大學(xué)博士畢業(yè)并留校任教;1997年8月晉升教授,2018年12月到河海大學(xué)工作;主要從事高壩靜動力數(shù)值分析、邊坡穩(wěn)定與可靠度分析、工程結(jié)構(gòu)物健康診斷與監(jiān)測、計算智能及其工程應(yīng)用等方向研究工作;2016年8月-2019年7月作為教育部第八批援藏干部赴西藏大學(xué),在藏期間開展山地災(zāi)害調(diào)查與防災(zāi)減災(zāi)研究工作。
劉國陽,1989年12月生,遼寧葫蘆島人,工學(xué)博士,沈陽工業(yè)大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師;主要從事巖質(zhì)邊坡非連續(xù)變形分析方法與試驗研究。近年來,主持和參與國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等國家項目5項,省部級科研項目4項:發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇,大會及分會場報告6次;獲軟件著作權(quán)2項,授權(quán)專利6項;獲省部級一等獎1項。
1 緒論
1.1 引言
1.2 滾石成因機制及失穩(wěn)啟動模式
1.3 滾石運動特征及研究方法
1.4 滾石災(zāi)害評價及防護方法
1.5 非連續(xù)變形分析(DDA)方法研究
1.6 本書主要特色
2 三維非連續(xù)變形分析方法
2.1 塊體位移和變形
2.2 總體平衡方程
2.3 三維單純形積分
2.4 三維接觸處理
2.5 三維DDA數(shù)值實現(xiàn)
3 三維接觸模型
3.1 塊體大轉(zhuǎn)動模型
3.2 塊體臨界滑動模型
3.3 塊體碰撞接觸模型分析
3.4 塊體基本運動三維DDA驗證分析
4 巖質(zhì)邊坡破壞機理
4.1 巖質(zhì)邊坡破壞模式
4.2 考慮慣性分量的失穩(wěn)模型
4.3 傾倒分析的進一步工作
4.4 邊坡失穩(wěn)模型與力學(xué)機理
4.5 山坡巖體失穩(wěn)破壞分析
4.6 工程實例
5 邊坡滾石平臺防護作用
5.1 邊坡滾石重要研究指標
5.2 滾石動能與軌跡驗證分析
5.3 滾石平臺防護作用算例分析
5.4 工程實例
6 邊坡滾石樹木阻擋效應(yīng)
6.1 考慮樹木阻擋效應(yīng)的滾石運動
6.2 樹木阻擋滾石模型輸出
6.3 樹木阻擋滾石算例分析
6.4 工程實例
7 邊坡塊體系統(tǒng)失穩(wěn)室內(nèi)試驗
7.1 室內(nèi)試驗材料
7.2 室內(nèi)試驗平臺系統(tǒng)
7.3 室內(nèi)試驗工況及結(jié)果分析
8 邊坡滾石運動特征室外試驗
8.1 室外試驗場地與滾石選擇
8.2 雙目立體視覺滾石試驗系統(tǒng)
8.3 校園邊坡試驗工況及結(jié)果分析
8.4 現(xiàn)場邊坡試驗工況及結(jié)果分析
9 西藏G318國道K4580典型邊坡滑坡及崩塌滾石分析
9.1 工程概況
9.2 邊坡三維DDA模型
9.3 大型滑坡分析
9.4 巨石崩塌分析
9.5 大型崩塌分析
主要參考文獻