復雜地質環(huán)境下邊坡流變機理及穩(wěn)定性研究
本書是國家自然科學基金重點項目和多項面上項目的研究成果，針對邊坡失穩(wěn)中的科學問題和技術難點開展了大量的野外地質調(diào)查、現(xiàn)場及室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬和力學分析等研究工作，獲得了一系列創(chuàng)新性成果，內(nèi)容包括飽水-失水循環(huán)作用下巖石的常規(guī)與流變試驗研究，飽水-失水循環(huán)作用對巖石損傷的規(guī)律研究，飽水-失水循環(huán)作用下巖石損傷流變本構模型，巖石流變本構模型的二次開發(fā)與驗證，滲透壓與應力耦合作用下巖石流變機理研究，不同含水率下巖石剪切流變機理研究，復雜地質環(huán)境下考慮流變效應的邊坡長期穩(wěn)定性工程應用研究等。
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目錄
序一
序二
序三
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 巖石流變試驗研究 3
1.2.2 考慮水作用的巖石流變研究現(xiàn)狀 3
1.2.3 流變本構模型的研究 4
1.2.4 流變本構模型參數(shù)辨識與反演研究 4
1.2.5 流變本構模型的二次開發(fā)研究 5
1.3 工作思路 5
1.4 主要成果 6
第2章 飽水-失水循環(huán)作用下巖石的常規(guī)與流變試驗研究 8
2.1 取樣位置與巖樣制取 10
2.2 “飽水-失水”循環(huán)試驗方案與設備 12
2.3 巖石單軸壓縮試驗 13
2.3.1 試驗步驟 14
2.3.2 試驗成果整理及計算方法 14
2.4 巖石抗拉強度試驗 16
2.4.1 試驗步驟 16
2.4.2 試驗成果整理及計算方法 17
2.5 巖石三軸試驗 17
2.5.1 試驗步驟 18
2.5.2 試驗結果 18
2.6 巖石三軸流變試驗 24
2.6.1 試驗步驟 25
2.6.2 三軸流變試驗后破壞形態(tài)分析 28
2.7 本章小結 32
第3章 飽水-失水循環(huán)作用對巖石損傷的規(guī)律研究 34
3.1 巖石飽水-失水循環(huán)次數(shù)與單軸抗壓強度關系 34
3.2 巖石飽水-失水循環(huán)次數(shù)與抗拉強度關系 37
3.3 巖石飽水-失水循環(huán)次數(shù)與三軸力學性質的關系 39
3.4 巖石物理力學參數(shù)向巖體力學參數(shù)過渡的研究 41
3.5 本章小結 54
第4章 飽水-失水循環(huán)作用下巖石損傷流變本構模型 56
4.1 巖石的元件組合流變模型 56
4.2 飽水狀態(tài)下巖石的流變本構模型 62
4.2.1 飽水狀態(tài)下巖樣流變規(guī)律分析 62
4.2.2 巖石流變模型的辨識方法與基本原則 69
4.2.3 流變模型辨識與參數(shù)求解軟件——OriginLab介紹 71
4.2.4 飽水狀態(tài)下巖樣流變模型辨識 74
4.2.5 一種非線性黏彈塑性流變模型建立 81
4.3 飽水-失水循環(huán)損傷下巖石損傷流變本構模型 89
4.4 本章小結 95
第5章 流變本構模型的二次開發(fā)與驗證 97
5.1 DNBVP模型在FLAC3D軟件中的實現(xiàn) 102
5.1.1 FLAC3D軟件自定義本構模型 102
5.1.2 編譯環(huán)境的設置 103
5.1.3 DNBVP模型程序開發(fā)流程 104
5.2 DNBVP模型算例驗證 108
5.2.1 流變二次開發(fā)模型黏彈性部分程序驗證 108
5.2.2 流變二次開發(fā)模型黏塑性部分程序驗證 109
5.2.3 流變二次開發(fā)模型飽水-失水循環(huán)劣化損傷部分程序驗證 112
5.3 本章小結 115
第6章 滲透壓與應力耦合作用下巖石流變機理研究 116
6.1 取樣位置與試驗成果 116
6.1.1 巖石取樣位置及其物質成分分析 116
6.1.2 巖石三軸壓縮試驗 117
6.1.3 滲透壓與應力耦合下的三軸流變試驗 119
6.1.4 三軸流變試驗成果 120
6.2 流變應變時效規(guī)律分析 121
6.2.1 軸向應變規(guī)律 121
6.2.2 環(huán)向應變規(guī)律 125
6.2.3 體積應變規(guī)律 128
6.3 應變速率分析 131
6.3.1 非加速應變速率 131
6.3.2 加速應變速率 145
6.4 巖石長期強度分析 148
6.4.1 等時應力-應變曲線法 148
6.4.2 穩(wěn)態(tài)流變速率法 150
6.4.3 對比分析 152
6.5 黏彈性流變模型辨識及其參數(shù)求解 153
6.6 本章小結 163
第7章 不同含水率下巖石剪切流變機理研究 164
7.1 取樣位置與工程概述 164
7.2 試驗儀器與試驗方法 165
7.2.1 試驗儀器 165
7.2.2 試驗方法 166
7.3 剪切流變試驗結果與分析 167
7.4 考慮含水狀態(tài)的損傷流變本構 170
7.4.1 考慮含水損傷效應的流變模型 171
7.4.2 DNVPB模型一維流變方程 173
7.4.3 DNVPB模型三維流變方程 173
7.5 剪切流變模型的參數(shù)辨識及驗證 175
7.6 本章小結 176
第8章 復雜地質環(huán)境下考慮流變效應的邊坡長期穩(wěn)定性工程應用研究 178
8.1 龍灘水電站壩址區(qū)庫岸邊坡長期穩(wěn)定性分析 178
8.1.1 工程基本概況 178
8.1.2 不考慮流變特性的壩址區(qū)庫岸高邊坡穩(wěn)定性分析 180
8.1.3 流變參數(shù)反演與考慮流變特征的壩址區(qū)庫岸邊坡穩(wěn)定性分析 206
8.2 西藏邦鋪礦區(qū)露采邊坡長期穩(wěn)定性分析 216
8.3 本章小結 220
參考文獻 223
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