裂隙岩体水力学基础--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 建筑 建筑 建筑 裂隙岩体水力学基础
   
裂隙岩体水力学基础
作者:朱珍德 郭海庆 著
书名:裂隙岩体水力学基础
定价:¥40 元
光盘: 
丛书名:  岩土工程国家重点学科专著系列
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开本: 小16
标准书号: 978-7-03-018942-4
字数(千): 310
印张: 
出版日期: 2007-5-1
发行号: TU-0540
装帧: 精
点击热度: 35319
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获奖情况
.........................................................................................
国家自然科学基金雅砻江水电开发联合研究基金重点项目
国家自然科学基金资助项目
 
图书介绍
.........................................................................................
    本书系统叙述了裂隙岩体水力学基本理论、方法和应用。全书共八章:第一章介绍了裂隙岩体水力学的发展现状;第二章阐述了裂隙岩体渗透结构面的水力特性;第三章探究了渗流对裂隙岩体损伤断裂的影响和机制;第四章讨论了裂隙岩体渗流场的数值计算模型与坝基裂隙岩体流变模型,提出了坝基裂隙岩体渗流与流变的耦合模型;第五章探讨了渗流对裂隙岩体损伤演化的贡献与渗透张量随裂隙损伤发展的演化,给出了裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合方程;第六章与第七章介绍了红山窑膨胀红砂岩力学、变形特性以及湿化的试验研究;第八章通过对膨胀红砂岩细观结构量化和损伤演化规律分析,给出了初步的红砂岩细观本构力学模型。
    本书可供从事岩石力学研究的科技人员阅读,也可作为高等院校相关专业的研究生教材。
 
前言
.........................................................................................
    人类工程活动的日益频繁,涉及裂隙岩体边坡的设计、水利水电工程渗流域控制、水库诱发地震的预测、有害核废料的处置、矿井的疏干降压排水、石油和地热能的开发以及地下水资源的开发与利用等多方面。人类工程活动的安全性,对地质环境的 
影响程度,地质环境对工程活动的反作用以及工程体的稳定性等问题,是科学家最为关心的 问题之一。如何定量评价和预测人类工程在开挖干扰力与自然力的作用下节理裂隙岩体与地 下水相互作用关系,以及裂隙岩体与地下水耦合作用对人类工程体和岩质边坡稳定性的影响 ,是研究裂隙岩体水力学的主要任务,也是一项具有理论研究和实际工程应用前景的重课题。
    岩体是一类力学性质很复杂的介质,属非均匀各向异性介质。裂隙岩体水力学是以水文地质 学、工程地质学为基础,并运用数学、力学、渗流力学和岩体力学的理论。损伤力学、断裂力学、流变力学、分形理论与岩体的变形研究有着特别密切的关系。由于岩体结构的复杂 性,导致岩体渗流的非均质性和各向异性;岩体裂隙空间是岩体的主要渗透通道,岩体裂隙 显著地受应力环境的影响,因而岩体的变形实质上是渗流场、应力场、损伤场三者相互耦合 的结果,这已成为岩石力学具有挑战性的课题之一。因此,为了适应科技发展的需要,撰写 一本有关裂隙岩体水力学方面的专著很有必要。
    全书共八章,第一章简单回顾了裂隙岩体水力学的研究历史与现状。第二章通过研究裂隙 岩体渗流的特点,提出了渗透结构面的定义,而隙宽和粗糙性是描述渗透结构面几何特征的两个最基本的参数。根据裂隙面分形维数、位错值和面积接触率,采用分形几何法模拟渗透 结构面的几何形态和张开度分布情况,并基于立方定律,把渗透结构面离散成为许多等大小的正方形网格,对渗透结构面的渗流特性进行数值模拟。第三章通过全应力应变过程数控 岩石渗透性及其断裂断口扫描电镜试验研究,进一步分析脆性岩石裂隙扩展损伤机理,重点探讨渗透水压对岩体强度及其变形的影响,以及渗流使裂纹尖端介质软化之作用。第四章运 用裂隙岩体渗流场的数值计算模型,以龙羊峡大坝为例,研究因坝基岩石的流变产生的时效 位移的分析方法,并在此基础上结合大坝的位移疑点,进行渗流场与粘弹性、粘弹塑性流 变应力场的耦合分析,解析该坝典型坝段的变形过程,验证提出的模型及计算方法的正确性 。第五章探讨渗流对裂隙岩体应力场的力学效应,重点推导复杂应力状态下渗流对裂隙损伤 
    演化方程的贡献,建立裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合方程,并将研究成果应用于三峡 工程中永久船闸高边坡变形预测与稳定性分析。第六章通过对膨胀红砂岩进行变形性质、力学特性以及湿化性试验研究,提出确定膨胀稳定时间的理想概化数学模型,同时研究膨胀力与膨胀变形的规律以及红砂岩湿化机理。第七章以弹塑性理论为基础,研究材料固有特性,建立应力、应变及含水率等之间的本构关系,分别提出膨胀红砂岩弹性和塑性状态下的 本构模型,从而编制膨胀问题的有限元计算程序,进行有限元数值模拟,并将计算结果与室 内试验实测结果对比,分析各种情况下的受力特点与变化规律。第八章通过对红砂岩细观损 伤演化的试验研究,详细地分析了随含水率变化的应力应变曲线、单轴抗压强度、弹性模量 等变化规律,在此基础上,采用损伤力学理论,建立细观本构模型,并进行了模型验证。
    本书在撰写过程中注意了学科体系的完整性,强调基本概念描述的准确性,以及基本理论推理的严密性和实用性。本书内容新颖、理论性强,为了便于读者阅读,书中对一些重要的公式进行了较为详细地推导。
    书中的部分内容为国家自然科学基金课题、国家自然科学重点基金项目的研究成果。感谢河海大学“211工程‘十五’规划建设”的鼎力相助,才使我们较早的将成果总结与读者见面。本书第一章、第三章、第五章至第八章由笔者撰写;第二章、第四章由郭海庆副教授撰写。本书得到张乾飞博士的帮助,在此表示感谢。
    著者感谢山东大学岩石力学与工程著名专家朱维申教授、李术才教授,中国科学院武汉岩 土力学研究所陈卫忠教授一贯的支持和鼓励,感谢张爱军、张勇两位硕士的大力帮助,以及 硕士研究生李道伟、施毅、王青、杨子良的支持。
    为了对裂隙岩体水力学有全面深入的了解,书中对国内外其他研究人员取得的成果也作了扼要介绍和引用,谨此致谢。
    应该指出,裂隙岩体水力学是一门正在发展着的边缘性交叉学科,有许多理论和实际应用 问题尚需作进一步的研究和完善。由于作者水平及经验有限,书中存在不足之处,恳请前辈及同仁不吝赐教。
 
图书目录
.........................................................................................
第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 岩体结构对渗流的控制问题

1.2.2 渗流对岩体的作用问题

1.2.3 裂隙岩体渗流场与应力场耦合问题

1.2.4 裂隙岩体多场耦合问题研究

参考文献

第二章 裂隙岩体渗透结构面的水力特性

2.1 渗透结构面的提出

2.1.1 裂隙岩体渗流研究特点

2.1.2 渗透结构面

2.2 渗透结构面的几何特征描述

2.2.1 隙宽

2.2.2 粗糙性

2.3 分形渗流结构

2.3.1 孔隙介质的分形模型

2.3.2 分形渗流结构

2.4 分形渗透结构渗透特性的数值模拟

2.4.1 渗透结构面的分形模拟

2.4.2 渗透结构面的渗流特性模拟

参考文献

第三章 渗透压作用时裂隙岩体断裂损伤机理的研究

3.1 概述

3.2 脆性岩石断口断裂机理的实验分析研究

3.2.1 全应力应变过程数控岩石渗透性试验

3.2.2 脆性岩石断口断裂机理分析与试验研究

3.3 渗流对裂隙岩体损伤断裂的影响

3.3.1 渗透水压对岩体强度的影响

3.3.2 地下水对泥板岩强度软化的损伤力学分析

参考文献

第四章 坝基裂隙岩体渗流与流变的耦合模型研究

4.1 裂隙岩体渗流场的数值计算模型

4.1.1 裂隙岩体渗流场计算模型概述

4.1.2 裂隙岩体非稳定渗流场计算的有限元模型

4.2 坝基裂隙岩体流变模型的研究

4.2.1 基岩流变的基本特性及本构模型

4.2.2 工程应用

4.3 坝基裂隙岩体渗流与流变耦合模型的研究

4.3.1 坝基渗流与应力耦合作用的机理及基本特性

4.3.2 坝基渗流与流变耦合的分析模型及有限元分析方法

4.3.3 工程应用

参考文献

第五章 裂隙岩体渗流场与损伤场耦合模型研究 

5.1 概述

5.2 渗流对裂隙岩体应力场的力学效应

5.3 渗流对裂隙岩体损伤演化的作用

5.3.1 压剪应力状态下渗流对裂隙损伤演化的影响

5.3.2 拉剪应力状态下渗流对裂隙损伤演化的影响

5.4 渗透张量随裂隙损伤的演化特征

5.5 裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合方程研究

5.5.1 等效连续介质渗流场数学模型

5.5.2 等效连续介质岩体的应力场数学模型

5.6 三峡工程永久船闸高边坡裂隙岩体渗流损伤耦合变形研究 

5.6.1 三峡工程永久船闸高边坡工程地质概述

5.6.2 裂隙岩体渗流损伤耦合变形的计算参数

5.6.3 计算结果分析

参考文献

第六章 膨胀红砂岩变形特性试验研究

6.1 概述

6.2 红山窑膨胀红砂岩变形性质试验研究

6.2.1 试样采取和试件制备

6.2.2 红砂岩膨胀特性试验研究

6.3 红砂岩膨胀力学特性试验研究

6.3.1 膨胀力变化规律研究

6.3.2 膨胀力与膨胀变形规律的研究

6.3.3 弹性模量与吸水率的关系

6.4 红山窑膨胀红砂岩湿化特性试验研究

6.4.1 红砂岩微观结构试验

6.4.2 红砂岩湿化性试验研究

6.4.3 试验结果分析

6.4.4 膨胀红砂岩湿化机理

参考文献

第七章 膨胀红砂岩本构模型研究

7.1 概述

7.2 红砂岩的抗剪强度与含水率的关系

7.2.1 工程背景与试验方法

7.2.2 试验数据分析

7.3 膨胀红砂岩本构模型研究

7.3.1 岩土类材料的本构关系

7.3.2 膨胀岩本构模型

7.3.3 膨胀岩模型数值模拟及模型验证

参考文献

第八章 膨胀红砂岩细观损伤力学试验研究

8.1 概述

8.1.1 岩石细观损伤研究的意义

8.1.2 国内外岩石细观损伤研究现状

8.2 红砂岩细观损伤演化试验研究

8.2.1 试验简介

8.2.2 红砂岩RMT单轴压缩试验

8.2.3 红砂岩单轴压缩细观损伤试验

8.2.4 试验成果

8.3 红砂岩细观量化及损伤演化规律分析

8.3.1 程序概述

8.3.2 细观结构信息量化

8.3.3 微裂纹损伤演化规律分析

8.4 红砂岩细观本构模型初探

8.4.1 损伤变量的定义

8.4.2 红砂岩峰值应变前损伤本构方程

8.4.3 红砂岩峰值应变后损伤本构方程

8.5 细观本构模型的验证

8.5.1 引言

8.5.2 本构模型的验证与分析

参考文献

 
 
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