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第1章 绪论 1
1.1 岩体变形及强度性质常规原位试验技术 1
1.1.1 承压板法岩体变形试验 1
1.1.2 隧洞径向加压法岩体变形试验 5
1.1.3 岩体强度特性原位直剪试验 6
1.2 岩体原位三轴试验技术现状 7
1.3 岩体原位流变试验现状 7
1.4 裂隙岩体破坏过程精细测试研究现状 8
1.4.1 岩体结构螺旋CT扫描成像 8
1.4.2 岩石试验红外热成像 9
1.4.3 岩石破坏过程声发射测试技术 10
1.5 岩体力学参数取值现状 11
1.5.1 岩体变形模量取值方法 11
1.5.2 岩体强度参数取值方法 12
1.5.3 软弱结构面抗剪强度参数取值方法 12
1.5.4 工程岩体力学参数取值存在的问题 13
第2章 岩体原位抗剪试验新技术 14
2.1 坝基软岩大型抗力体试验 15
2.1.1 试验概况 15
2.1.2 岩体变形特征 15
2.1.3 岩体变形破坏机制分析 20
2.1.4 岩体抗剪强度及允许抗力 20
2.2 边坡岩体拉剪强度试验 21
2.2.1 试验概况 21
2.2.2 试验成果 21
2.2.3 岩体拉剪强度准则 22
2.3 岩体高压直剪试验 24
2.3.1 试验设备 24
2.3.2 试验方案 25
2.3.3 试验成果 25
2.3.4 岩体强度参数分析 26
2.3.5 试样直剪破坏特征 31
第3章 高应力条件下岩体原位变性试验 32
3.1 岩体原位高压变形试验技术研发 33
3.1.1 刚性承压板中心孔法岩体高压变形试验技术 33
3.1.2 中心孔法岩体变形模量分层反演取值方法 36
3.1.3 岩体原位试验微机伺服控制试验技术 39
3.2 深埋隧洞岩体刚性承压板中心孔法高压变形试验 41
3.2.1 高应力环境岩体松弛及试样制备 41
3.2.2 中心孔岩体波速测试及高精度钻孔电视摄像 42
3.2.3 刚性承压板中心孔法变形试验 44
3.2.4 高地应力环境下不同深度岩体的变形参数 46
3.2.5 应力水平对岩体变形参数的影响 49
3.3 柱状节理玄武岩变形模量分层反演分析 52
3.3.1 试验研究目的 52
3.3.2 柔性板中心孔法岩体变形试验 52
3.3.3 柱状节理玄武岩变形模量分层反演 56
3.3.4 柱状节理玄武岩变形模量综合分析 57
3.4 石英云母片岩伺服控制原位变形试验 58
3.4.1 试验研究目的 58
3.4.2 伺服控制承压板变形试验 58
3.4.3 石英云母片岩变形特性各向异性特征 60
第4章 复杂应力路径岩体原位真三轴试验 62
4.1 YXSW-12岩体原位真三轴试验系统 63
4.1.1 试验系统组成 63
4.1.2 工作原理 66
4.1.3 系统功能 67
4.1.4 试样制备 67
4.1.5 试验方法 68
4.1.6 成果处理 70
4.2 柱状节理岩体力学特性原位真三轴试验 73
4.2.1 岩体原位真三轴试验应力路径 73
4.2.2 三向应力作用下柱状节理玄武岩变形特性 74
4.2.3 柱状节理玄武岩三轴强度特性 79
4.2.4 柱状节理玄武岩卸侧压破坏特征 80
4.3 深埋岩体原位高压真三轴卸侧压破坏试验.81
4.3.1 试样制备及试验方案 81
4.3.2 深埋大理岩原位真三轴应力-应变曲线特征 83
4.3.3 深埋大理岩原位真三轴强度特性 85
4.3.4 深埋大理岩原位真三轴破坏特征 91
4.4 薄层大理岩化白云岩力学特性原位真三轴试验 92
4.4.1 试验布置及试验方案 92
4.4.2 薄层大理岩化白云岩各向异性变形特征 94
4.4.3 薄层大理岩化白云岩卸侧压破坏强度特性 98
4.4.4 薄层大理岩化白云岩卸侧压破坏模式 100
4.5 石英云母片岩变形破坏特性原位真三轴试验.100
4.5.1 试样制备及试验方案 100
4.5.2 石英云母片岩各向异性变形特性 102
4.5.3 石英云母片岩真三轴强度特性 105
4.5.4 石英云母片岩原位真三轴试验破坏特征 110
第5章 岩体原位流变试验 111
5.1 岩体原位流变试验新技术 112
5.1.1 岩体原位载荷流变试验技术 112
5.1.2 岩体原位真三轴流变试验技术 117
5.2 三峡永久船闸花岗岩原位单轴、三轴压缩流变试验 124
5.2.1 单轴压缩流变试验 124
5.2.2 常规三轴压缩流变试验 126
5.2.3 流变模型及流变参数 126
5.2.4 三峡永久船闸边坡岩体长期变形分析 127
5.3 薄层大理岩化白云岩真三轴流变试验 129
5.3.1 试验布置与加载方案 129
5.3.2 岩体流变曲线与流变特征 130
5.3.3 流变模型及流变参数 131
5.3.4 长期强度 134
5.4 高应力条件下大理岩原位真三轴流变试验 136
5.4.1 试验布置 137
5.4.2 高应力下大理岩流变特征 137
5.4.3 深埋大理岩流变模型及流变参数 139
5.4.4 深埋大理岩流变破坏特征 141
5.5 石英云母片岩真三轴卸侧压流变试验 143
5.5.1 试样制备与加载方案 143
5.5.2 石英云母片岩真三轴卸侧压流变特征 144
5.5.3 石英云母片岩真三轴卸侧压流变模型及流变参数 146
5.5.4 石英云母片岩长期强度 148
5.6 柱状节理玄武岩原位载荷流变试验 150
5.6.1 试验目的与加载方案 150
5.6.2 流变曲线与流变特征 151
5.6.3 流变模型及流变参数 152
5.7 软岩地基载荷流变试验 153
5.7.1 试验目的与试验方案 153
5.7.2 页岩地基流变特征与流变模型 156
5.7.3 桩-页岩复合地基流变特征与流变模型 159
5.7.4 桩-页岩复合地基流变机理分析 160
第6章 裂隙岩体变形破坏过程精细测试 162
6.1 精细测试综合集成技术 163
6.1.1 岩体结构超声CT成像 163
6.1.2 SCT扫描成像 164
6.1.3 声发射定位技术 166
6.1.4 红外热成像 171
6.2 岩体破坏过程波速-应力-应变关系及特征强度判断 173
6.2.1 岩体单轴压缩全过程波速-应力-应变关系 174
6.2.2 岩体真三轴加载破坏全过程波速-应力-应变关系 175
6.2.3 岩体真三轴卸侧压破坏波速-应力-应变关系 177
6.2.4 基于波速-应力-应变关系的岩体强度特征值判定 178
6.3 含裂纹岩块单轴压缩破裂过程精细探测 180
6.3.1 含裂纹岩块渐进破坏过程的红外热成像 180
6.3.2 岩块破裂过程微裂纹空间形态CT扫描重建 183
6.3.3 基于声发射技术的含裂纹岩块渐进破坏过程的精细描述 185
6.3.4 含裂纹岩块渐进破坏过程的断裂机制分析 190
6.4 岩体直剪破坏声发射特征及微裂纹平面定位 192
6.4.1 原位直剪试验过程声发射测试 192
6.4.2 岩体直剪破坏声发射信号时序特征 192
6.4.3 岩体直剪破坏声发射信号频谱特性 193
6.4.4 岩体直剪破坏声发射平面定位分析 194
6.5 岩体真三轴破坏微裂纹三维空间定位 195
6.5.1 岩体真三轴试验过程声发射测试 195
6.5.2 柱状节理玄武岩卸侧压破坏过程声发射特征及空间定位 196
6.5.3 深埋大理岩卸侧压破坏过程声发射特征及空间定位 203
6.5.4 石英云母片岩真三轴卸侧压破坏试验过程声发射特征 208
6.6 岩体开挖松弛过程声发射监测及锚固效果评价 211
6.6.1 洞室开挖围岩声发射监测及松弛圈划分 211
6.6.2 洞室底板松弛特性声发射精细监测 214
6.6.3 基于声发射精细监测的岩体锚固效果评价 218
第7章 工程岩体力学参数取值 222
7.1 工程岩体力学参数取值方法 223
7.1.1 工程岩体力学参数值常用方法 223
7.1.2 工程岩体力学参数取值规范要求 224
7.1.3 工程岩体力学参数取值存在的问题 225
7.2 岩体力学参数取值影响因素 226
7.2.1 开挖松弛效应 226
7.2.2 尺寸效应 228
7.2.3 应力水平效应 229
7.2.4 复杂应力路径效应 232
7.2.5 中间主应力效应 233
7.2.6 不同试验方法对岩体强度参数取值的影响 236
7.3 岩体变形强度参数统计分析与经验取值 238
7.3.1 岩体变形模量统计 238
7.3.2 岩体抗剪强度参数统计 241
7.3.3 结构面抗剪强度参数地质建议值统计 243
7.3.4 岩体抗压强度和抗拉强度取值 245
7.4 典型工程岩体力学参数取值 246
7.4.1 葛洲坝202号泥化夹层剪切强度参数取值 246
7.4.2 三峡永久船闸边坡岩体变形强度参数取值 249
7.4.3 清江水布垭地下厂房岩体变形强度参数取值 251
7.4.4 锦屏二级深埋引水隧洞围岩力学参数取值 257
7.5 岩体力学参数取值研究展望 266 2100433B
岩石参数是工程优化设计的基本依据,原位试验是工程岩体参数研究最有效的手段之一。针对我国西部地区复杂条件下岩体的力学特性与参数取值问题,本书在总结我国岩石力学试验研究实践的基础上,研发岩体原位高压变形试验与直剪试验、真三轴试验及流变试验新技术,集成创新岩体结构及微细观破坏过程精细探测技术,对复杂条件下工程岩体变形特性、强度特性、流变特性及微细观破坏机理进行深入研究。本书涵盖作者团队近十年研究成果,旨在推动我国复杂条件下水工岩体原位试验方法的发展,解决我国西部复杂条件下水利水电工程建设中的岩石力学关键技术问题。
摘要:工程测量的方法和设备与传统的测量不同。其中重要的测量设备除深层沉降仪与测斜仪外,还有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等,分别适用于不同的专门需求。 当前,基坑支护设计尚无成熟的方法用以...
如果原位试验数据与土工试验数据不一致时,要根据原位测试孔附近其他勘探孔的情况来判断土性,并结合钻探孔的野外土性鉴别资料综合判定。
通过各地示范工程的带动,对促进建筑业进步发挥了积极作用。为了适应建筑技术迅速发展的形势,持续发挥建筑业10项新技术的引导作用,建设部对“建筑业10项新技术”内容前后进行了三次修订,分别为1998版、2...
黄土强夯地基原位试验研究
黄土强夯地基原位试验研究——针对新华山车站强夯地基,通过原位测试试验,分析比较了强夯前后,检验强夯处理湿陷性黄土地基的效果,得出了强夯法处理黄土地基非常有效的结论,以推广该方法。
嵌岩灌注桩原位试验的设计
嵌岩灌注桩原位试验的设计——嵌岩桩原位试验可很好地了解桩的荷载传递规律和承载性状,论文以某一实际工程为背景,介绍了嵌岩桩的现场原位试验设计,包括试验目的、试验方法、试验数据的获取等,试验取得了较好效果。
目前,应用原位试验技术来定量或准定量地评价工程岩体质量已取得了很大的进展。通过对工程岩体的原位试验或无损检测,获取其原始状态下的多种物理力学参数,再配合一定的大型试脸和室内试验就能全面地取得工程岩体物理力学性质和质量指标,进而对工程岩体进行评价,为设计、施工等部门提供可靠的定量依据。原位试验所使用的仪器轻便、操作简单,工作条件要求不高。可以现场做出切合实际的定量分析评价。
原位试验是在岩体的局部施加载荷测定岩土的反应,以估计岩土的指标,如强度指标、变形指标等。现场试验是在比较大的范围内施加载荷测读岩石的综合反应,用于检验设计计算的正确性,测定施工过程中岩体的反应,估计宏观的指标范围以校正原位试验或室内试验的结果。原位试验方法应根据岩土条件、设计对参数的要求、地区经验和试验方法的适用性等因素选用。根据原位试验成果,利用地区性经验估算岩土工程特性参数和对岩土工程问题做出评价时,应与室内试验和工程反算参数作对比,检验其可靠性。原位试验的仪器设备应定期检验和标定。分析原位试验成果资料时,应注意仪器设备、试验条件、试验方法等对试验的影响,结合地层条件,剔除异常数据。
岩石力学现场试验布置方案应以岩石力学试验设计准则为依据。
①确定试验位置 确定试验位置是一件既关键又复杂的工作,要进行现场调查,反复地研究工程地质资料,对工程岩体进行分区,确定分区内的试验地点,经过逐步筛选,以达到试件少而精,又具充分的代表性。
②对工程岩体进行分区筛选 在现场调查的基础上,首先研究工程岩体分区图和工程岩体结构图,每一分区代表一种工程特性。每一分区的岩性、构造、岩体结构及其稳定性等都不同于另一区,在分区的基础上,还必须进一步筛选。分区筛选的原则是根据每个分区的岩体结构类型进行判断,判断其工程的稳定程度。
③运用简易手段和分析计算方法找出控制岩体稳定关键部位 为了节省试验工作量,特别是现场大型试验工作量,应该尽量事先利用一些简易手段或设备,运用工程物探和一些经验方法,对岩体力学性质做出预测及判断。同时,还应在充分分析研究已有资料的基础上,运用计算方法,进行灵敏度分析和参数研究,即针对不同岩体,在其设计参数的可能变化范围内,进行不同方案的计算和分析,哪些部位的岩体和哪些参数是控制性的,从而确定岩体力学试验的重点。
④确定试验的主要内容岩体力学试验的主要内容,取决于岩体工程的破坏方式及工程作用的方式。
岩土工程多为隐蔽性工程,由于岩土性质的复杂多变,加之结构体与岩土体之间的相互作用难以把握,故岩土工程中发生事故的几率很大而且难于发现和补救。因此,重视和强化岩土工程中的监测和检测工作是十分必要的,而原位试验(检测)是实际工作中最常用也是最直观可靠的技术手段。
《岩体力学及其工程应用》为岩体力学的基本理论及其工程应用,简明扼要叙述了作为岩体力学理论基础的弹塑性理论、强度理论和流变理论;介绍了岩体中不连续面和含有不连续面的非均匀岩体的力学特征;以及如何根据岩体力学特性以及工程与岩体相互作用关系,建立简单实用的力学模型,把固体力学相关分支融入岩体力学,并纳人工程应用。
目录
第1章 绪论
1.1概述
1.2岩体工程地质及其灾害学的内容
1.3岩体工程地质及其灾害的调查研究方法
1.4岩体工程地质及其灾害的科学实验研究方法
1.5岩体工程地质及其灾害的理论分析研究方法
第2章 岩体的结构与构造
2.1概述
2.2结构面及其特征
2.3岩体结构类型
2.4岩体工程地质分类
第3章 岩石和岩体的力学性质
3.1概述
3.2岩石的力学性质
3.3岩石的变形机理
3.4岩石的弹塑性性质
3.5岩石变形的时效性
3.6岩体变形
3.7岩体强度
第4章 不连续面的分析和力学性能
4.1概述
4.2不连续面的工程分类
4.3不连续面的调查技术
4.4不连续面资料的修正
4.5不连续面受荷后的变形
4.6不连续面的抗剪强度
4.7不连续面的粘滑现象
第5章 岩体运动学分析
5.1概述
5.2岩体运动学的力学原理
5.3全空间赤平极射投影
5.4矢量分析法判别块体运动的形式
5.5赤平极射投影在块体运动分析中的应用
5.6块体稳定性分析
5.7块体系统组合的运动分析
第6章 块体理论及其在岩体稳定分析中的应用
6.1概述
6.2块体分类和关键块系统
6.3棱锥与集合的基本概念
6.4块体理论的基本定理
6.5关键块体的运动及其判别方法
第7章 地震地质及其灾害
7.1概述
7.2天然地震
7.3地震波在岩体中的传播
7.4活动构造的研究
7.5地震的地质灾害
7.6地震小区划
第8章 岩体失稳引起的地质灾害
8.1概述
8.2岩坡失稳及其产生的地质灾害
8.3崩塌
8.4滑坡
8.5岩坡的流动和折曲
8.6岩质边坡的加固措施
8.7岩基的稳定性分析
8.8岩溶的地质灾害
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