本書(shū)基于宏觀大尺度工程問(wèn)題,將多孔隙巖石視為宏觀各向同性介質(zhì),假設(shè)裂隙網(wǎng)絡(luò)和孔隙結(jié)構(gòu)均勻分布,應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與時(shí)間和加載速率無(wú)關(guān),在宏觀層面上建立了偏微分控制方程組。通過(guò)定義雙重孔隙介質(zhì)有效應(yīng)力建立了彈塑性損傷模型等本構(gòu)模型中固體骨架變形和雙重孔隙系統(tǒng)內(nèi)液體體積變化的耦合關(guān)系,為書(shū)中控制方程和本構(gòu)模型定義了一系列的模型參數(shù)。本書(shū)通過(guò)參考相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)流固耦合數(shù)值模型進(jìn)行了驗(yàn)證,并分析了其在工程實(shí)例中的應(yīng)用。
全書(shū)包括10章內(nèi)容:第1章概要介紹了巖石力學(xué)學(xué)科發(fā)展簡(jiǎn)史、巖石力學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容與研究方法、巖石工程與學(xué)科發(fā)展等;第2章詳細(xì)敘述了巖石的物理力學(xué)性質(zhì)及其影響因素;第3章介紹了巖石強(qiáng)度理論與本構(gòu)關(guān)系;第4章介紹了結(jié)構(gòu)面的自然特征與力學(xué)性質(zhì)、巖體強(qiáng)度與變形特性;第5章總結(jié)了地應(yīng)力測(cè)量原理與技術(shù);第6章詳細(xì)講解了巖石地下工程的理論分析方法、設(shè)計(jì)原理與施工技術(shù);第7章介紹了邊坡工程的特點(diǎn)、穩(wěn)定性分析方法以及防護(hù)與監(jiān)測(cè)措施等;第8章、第9章分別詳細(xì)講解了巖石力學(xué)常規(guī)測(cè)試技術(shù)和巖石力學(xué)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的原理、操
本書(shū)全面、系統(tǒng)地介紹了巖石細(xì)觀損傷力學(xué)試驗(yàn)研究和巖石損傷理論研究。針對(duì)巖石細(xì)觀損傷研發(fā)了圖像處理平臺(tái);從細(xì)觀層面定性解釋大理巖損傷發(fā)展過(guò)程,將量化的損傷數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化;分析不同含水率下紅砂巖微裂紋損傷演化與宏觀力學(xué)響應(yīng)之間的規(guī)律。結(jié)合熱力學(xué)定律和細(xì)觀損傷力學(xué)基本原理,探討高溫對(duì)大理巖的剛度、峰值強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、彈性模量等的影響,并從巖石內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)變化討論大理巖在高溫作用下強(qiáng)度及變形特性的演化機(jī)理。基于室內(nèi)試驗(yàn),采用有限元軟件針對(duì)本構(gòu)模型進(jìn)行材料模型的二次開(kāi)發(fā),進(jìn)行真實(shí)試驗(yàn),建立試樣壓縮細(xì)觀損
本書(shū)以瀾滄江苗尾水電站近壩邊坡為例,基于作者對(duì)傾倒變形現(xiàn)象多年的科研工作和工程實(shí)踐,系統(tǒng)介紹了層狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡傾倒變形機(jī)制與穩(wěn)定性研究的基本原理和方法。主要內(nèi)容包括:概括了適用于傾倒變形體現(xiàn)場(chǎng)工作的調(diào)查技術(shù);總結(jié)了層狀結(jié)構(gòu)傾倒巖體結(jié)構(gòu)特征,建立了傾倒變形評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;根據(jù)傾倒巖體結(jié)構(gòu)與變形特征,提出了傾倒巖體參數(shù)取值方法;分析了層狀結(jié)構(gòu)傾倒巖體變形敏感條件及其對(duì)傾倒變形的影響,總結(jié)了傾倒變形體開(kāi)挖響應(yīng)規(guī)律;建立了傾倒巖體穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)體系,評(píng)價(jià)了各種工況下典型傾倒變形邊坡穩(wěn)定性;提出了層狀傾倒巖
本書(shū)系統(tǒng)介紹了作者提出的統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)理論和應(yīng)用。理論部分主要包括巖體結(jié)構(gòu)的幾何概率統(tǒng)計(jì)理論、裂隙巖體的彈性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、裂隙巖體的強(qiáng)度與破壞概率理論、巖體水力學(xué)理論、巖體工程性質(zhì)與巖體質(zhì)量分級(jí)原理、裂隙巖體的全過(guò)程變形分析、高地應(yīng)力巖體與巖爆機(jī)理分析,以及統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)對(duì)邊坡和地下工程中若干理論問(wèn)題分析。結(jié)合各部分理論問(wèn)題,應(yīng)用部分介紹了巖石強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,巖體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集及分析技術(shù),工程巖體的結(jié)構(gòu)、變形、強(qiáng)度和滲透性參數(shù)計(jì)算,以及巖體質(zhì)量分級(jí)方法應(yīng)用技術(shù)。
本書(shū)以工程環(huán)境下的巖石為主要研究對(duì)象,同時(shí)還涉及其他巖土類(lèi)材料,如土體等地質(zhì)材料和混凝土等工程材料。巖石強(qiáng)度理論是一個(gè)復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題,建立科學(xué)合理的強(qiáng)度理論,對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)、礦山與能源開(kāi)采、地下能源存儲(chǔ)及核廢料處置等領(lǐng)域的研究具有重要意義。如何將建立的強(qiáng)度理論轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的計(jì)算程序,涉及本構(gòu)模型的建立,以及如何將本構(gòu)模型程序化的問(wèn)題。彈塑性本構(gòu)積分算法在數(shù)值求解過(guò)程中至關(guān)重要,直接影響計(jì)算的精度和穩(wěn)定性。隨著巖石斷裂、損傷理論的發(fā)展,基于損傷理論建立起來(lái)的本構(gòu)模型受到越來(lái)越多的關(guān)注。本書(shū)
巖石斷裂的萌生和擴(kuò)展是引起巖石結(jié)構(gòu)破壞的主要原因,因此,巖石斷裂過(guò)程的詳細(xì)觀測(cè)為巖石力學(xué)和巖石工程提供了幫助。然而,巖石斷裂力學(xué)存在兩個(gè)基本的困難:一是難以對(duì)巖石斷裂進(jìn)行全面、準(zhǔn)確、細(xì)致的觀察;二是難以進(jìn)行復(fù)雜條件下巖石斷裂過(guò)程的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。本書(shū)應(yīng)用數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)的光學(xué)技術(shù)來(lái)研究巖石破裂過(guò)程和相關(guān)的應(yīng)用。為了模擬原位巖石工程的復(fù)雜情況,本書(shū)給出了三個(gè)重點(diǎn):模式I、混合模式和模式II載荷下的斷裂過(guò)程。本書(shū)分為5個(gè)章。第1章介紹聲發(fā)射技術(shù)及其相關(guān)技術(shù);第2章闡述不同加載方式下的巖石斷裂過(guò)程;第