地质力学模型试验理论与应用 [Geomechanics Model Test Theory and Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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罗先启，毕金锋 著

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• 地质力学
• 模型试验
• 岩土工程
• 工程地质
• 数值模拟
• 试验研究
• 边坡稳定
• 基础工程
• 土力学
• 灾害防治

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313154866

版次：1

商品编码：12134186

包装：精装

外文名称：Geomechanics Model Test Theory and Application

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：251

字数：299000

正文语种：中文

内容简介

　　《地质力学模型试验理论与应用》在阐述与回顾经典的量纲分析与相似定理基础上，结合滑坡模型试验本身的特点，阐述了滑坡模型试验相似理论和相似判据确定方法；研究并开发了考虑水库蓄水和大气降雨作用下的滑坡物理模型试验系统；在相似材料配制和评价方面提出了基于模糊评判理论的滑坡模型试验相似材料择优方法；针对模型试验中相似条件不能完全满足的问题，提出了畸变补偿方法修正地质力学模型试验的相似理论；运用提出的试验理论及试验系统对三峡库区千将坪滑坡进行了降雨和水库水位变动下滑坡机理的试验研究；借鉴离心机模型试验利用离心力场模拟ng重力场的思想，采用含有铁磁的相似材料在磁场中受到的磁力场来模拟ng重力场，建立了地质力学磁力模型试验理论，并研制了一台地质力学磁力模型试验设备，对锦屏一级水电站左岸高陡边坡在自然状态、开挖过程以及超载条件下的变形、应力、稳定性进行了研究。
　　《地质力学模型试验理论与应用》可供从事边坡工程、滑坡治理工程的广大工程技术人员借鉴，也可供进行模型试验相关研究的高校师生和研究人员参考。

内页插图

目录

1 绪论
1．1 模型试验技术的发展历程
1．2 模型试验技术的发展现状及趋势
1．2．1 模型试验相似理论
1．2．2 模型试验相似材料
1．2．3 模型试验测试技术

2 模型试验相似理论
2．1 量纲理论
2．1．1 量纲的基本概念
2．1．2 量纲分析原理
2．2 相似理论与相似定理
2．2．1 相似现象与相似性质
2．2．2 相似第一定理
2．2．3 相似第二定理
2．2．4 相似第三定理
2．2．5 三个相似定理的相互关系
2．2．6 相似准则的导出方法

3 滑坡模型试验特点及其相似判据
3．1 滑坡模型试验的特点
3．1．1 滑坡模型试验的相似性质
3．1．2 滑坡模型试验存在的主要问题
3．2 滑坡模型试验相似判据
3．2．1 参量选择
3．2．2 参量分析
3．2．3 玎方程的建立及相似判据的导出
3．3 畸变模型及畸变修正方法
3．3．1 畸变模型的概念
3．3．2 畸变模型补偿设计理论
3．3．3 模型畸变的修正方法

4 滑坡模型试验系统
4．1 试验起降平台控制系统
4．2 室内人工降雨控制系统
4．2．1 模拟降雨装置的降雨参数
4．2．2 模拟降雨装置的总体设计
4．2．3 喷洒系统
4．3 地下水位控制系统
4．4 位移、土压力、孔隙水压力传感器
4．5 基于光学原理的非接触式位移测量系统
4．5．1 数据采集系统组成
4．5．2 数据处理流程及原理
4．5．3 非接触式光学测量精度
4．6 7射线透射法水分测试系统
4．6．1 γ射线透射法水分测量系统及其测量原理
4．6．2 γ射线透射法系统参数的确定
4．6．3 γ射线放射源的安全管理与使用

5 滑坡模型试验相似材料
5．1 相似材料试验设计理论及评价方法
5．1．1 相似材料试验设计理论
5．1．2 相似材料试验数据处理方法
5．1．3 相似材料择优理论及评价
5．2 常用相似材料及其特性
5．2．1 纯石膏材料及其特性
5．2．2 石膏混合材料及其特性
5．2．3 以石蜡为黏结剂的相似材料及其特性
5．2．4 以机油为黏结剂的相似材料及其特性
5．3 国内外几种用于地质力学模型试验的相似材料
5．3．1 MIB材料
5．3．2 NIOS地质力学模型材料
5．3．3 硅橡胶重晶石粉相似材料
5．3．4 其他种类相似材料
5．4 滑坡模型相似材料选择及配比
5．4．1 配重材料的选择
5．4．2 黏结剂的选择
5．4．3 容重的敏感材料
5．4．4 黏聚力的敏感材料
5．4．5 内摩擦角的敏感材料
5．4．6 渗透系数的敏感材料
5．4．7 弹模和泊松比的敏感材料
5．4．8 三峡库区滑坡模型试验相似材料物理力学性质

6 水库滑坡的环境条件及其相似模拟
6．1 滑坡发生的主要动力条件
6．2 三峡水库蓄水、运行特征及其与滑坡的关系
6．2．1 三峡水库蓄水情况
6．2．2 三峡水库运行情况
6．2．3 三峡水库风浪对库岸形态的改变
6．2．4 三峡水库水流对库岸的冲刷与淤积
6．2．5 三峡水库诱发地震
6．3 三峡库区降雨特征及其与滑坡的关系
6．3．1 三峡库区降水特征分析
6．3．2 三峡库区湖北段诱发地质灾害的降水分析
6．4 水库滑坡主要动力条件的相似模拟

7 滑坡模型试验系统在千将坪滑坡稳定性研究中的应用
7．1 千将坪滑坡模型试验方案
7．1．1 模型概化及其参数确定
7．1．2 模型成型
7．1．3 试验方案
7．1．4 测点布置
7．2 千将坪滑坡模型试验成果
7．2．1 数据采集
7．2．2 成果分析
7．3 千将坪滑坡模型畸变修正
7．3．1 模型畸变原因分析
7．3．2 模型畸变的修正方法
7．3．3 畸变修正模型的数值分析
7．4 千将坪滑坡模型试验结论与讨论

8 地质力学磁力模型试验原理与试验设备
8．1 地质力学磁力模型试验相似比
8．2 地质力学磁力模型试验原理
8．2．1 电磁场理论基础
8．2．2 磁性材料的磁特性
8．2．3 磁力与重力的相似性
8．2．4 外磁场作用下的磁力
8．2．5 磁路设计原理
8．2．6 两相介质的等效相对磁导率
8．3 均匀梯度磁场的构建及其发生装置设计
8．3．1 利用Helmholtz线圈构建梯度磁场
8．3．2 锥形线圈的均匀梯度磁场的构建
8．3．3 构建均匀梯度磁场的磁路设计
8．4 地质力学磁力模型试验设备

9 地质力学磁力模型试验在锦屏一级电站左岸高陡边坡稳定性研究中的应用
9．1 锦屏一级电站左岸高陡边坡概况
9．1．1 锦屏一级水电站工程概况
9．1．2 锦屏一级水电站左岸高陡边坡地层岩性
9．1．3 锦屏一级水电站左岸高陡边坡地质构造
9．1．4 坝区岩体及结构面的力学特性
9．2 锦屏一级电站左岸高陡边坡磁力模型试验相似材料
9．2．1 相似材料主要成分
9．2．2 相似材料各组分磁导率的取值
9．2．3 相似材料试验及结果
9．3 锦屏一级电站左岸高陡边坡模型试验
9．3．1 试验模型各物理力学参数相似比及取值
9．3．2 模型试验范围
9．3．3 模型制作及测试手段
9．3．4 模型试验过程及结果
9．4 锦屏一级电站左岸高陡边坡磁力模型试验数值模拟
9．4．1 数值计算理论与计算方法
9．4．2 数值模型中电磁参数及物理力学参数的取值
9．4．3 地质力学磁力模型试验的三维数值模型
9．4．4 数值模拟结果
9．5 数值模拟结果与模型试验测试结果的比较
9．5．1 16A电流下模型体力超载倍数的对比
9．5．2 内部应变花测试结果与数值模拟结果的对比

10 结论与展望
10．1 结论
10．1．1 滑坡模型试验理论与试验系统的建立
10．1．2 地质力学磁力模型试验原理与均匀梯庹磁场设备研发
10．2 展望
参考文献
索引

前言/序言

　　从20世纪初，西欧一些国家就开始进行结构模型试验，并逐渐建立了相似理论。60年代意大利的瓦意昂（Vajont）双曲拱坝溃坝事件促使了地质力学模型试验的诞生，以富马加利（E.Fumagalli）为首的专家在意大利结构模型试验所（ISMES）以瓦意昂（Vajont）双曲拱坝为背景开展了大比尺三维模型破坏试验研究，试验研究范围从弹性到塑性直至最终破坏阶段，取得了较好的效果，翻开了地质力学模型试验技术的第一页。
　　框架式模型试验，将模型按几何相似原则，缩小n倍，同时将附加荷载也相应地缩小n倍后，在1g重力场中进行模拟试验。然而土是碎散性材料，现实还难以实现在保持其原有物理、力学性质条件下，将其自重应力水平转化为1／n。因此，该试验只是部分满足了物理模型与原型间的几何相似和力学相似，而不能反映原型的整体特征。
　　土工离心模型试验是法国人菲利普（E.Phillips）在1869年首先提出来的，发展迄今，已逾百年。从初始提出时期的默默无闻，到今天世界各国竞相发展土工离心模型试验并使之逐渐成为岩土力学学科研究的重要组成部分，离心机数量的急剧增加和大型化、专业化的发展趋势，使世界上逐渐形成了多个专门的离心模型试验中心，并形成了各自的特色。但该方法同样也存在着无法避免的技术难题，如处于高速旋转的离心机戽头中的土体内，各质点处的离心力的大小随该质点所处的位置至旋转轴心的距离的增加而增大，实质上离心力彼此是不平行的、非均匀的，与原型铅直、均匀作用于土体的重力加速度（1g）存在着明显的差异；还有模型材料粒径效应与模型几何尺寸效应的问题，都会对模型试验的结果产生不利的影响。
　　离心机模型试验利用“离心力场”模拟“重力场”的思想代表着模型试验的发展方向。清华大学曾经探讨了利用水流渗透所产生的拖曳力来增加土体体力的方法，其原理是利用“重力场”和“渗透力场”的叠加来模拟“重力场”，并取得了一定的成果。这种方法要求研究对象必须是饱和体，而且渗透系数必须达到一定程度，自由边界也必须是平面的。然而，利用“外力场”模拟“重力场”的原理和基于“场”相似理论的思想，为地质力学模型试验理论的发展提供了发展方向。地质力学磁力模型试验利用“磁力场”与“重力场”的相似性，用磁性模型相似材料在磁场中所受到的“磁力场”来模拟ng“重力场”。如果将励磁线圈的通电电流调整为交变电流，则可以得到交变电磁场，根据不同地震波的特点，实时控制交变电流的频率、大小和方向，可以实现模拟地震等动荷载的效果，使得在实验室模拟地震等动力荷载变得更为简单和方便。
　　模型试验结果的准确性首先基于相似材料的相似性。在相似材料的研究中除了采用正交设计、均匀设计等试验理论来寻找合适相似材料的配合比外，作者提出了基于模糊评判理论的模型试验相似材料择优方法；针对模型试验中相似条件不能完全满足的问题，作者提出了畸变补偿方法修正地质力学模型试验的相似理论；结合三峡库区滑坡模型的特点，作者开发了考虑水库蓄水和大气降雨作用下的滑坡物理模型试验系统；借鉴离心机模型试验利用离心力场模拟ng重力场的思想，作者采用含有铁磁的相似材料在磁场中受到的磁力场来模拟ng重力场，建立了地质力学磁力模型试验理论，并研制了一台地质力学磁力模型试验设备。

好的，这是一份关于《地质力学模型试验理论与应用》之外的其他地质学、岩土工程或相关领域的图书简介。 书名：《现代工程地质学与岩石力学基础》 作者： 张伟、李明 出版社： 科学出版社 ISBN： 978-7-03-062345-6 内容简介 本书全面系统地阐述了现代工程地质学的基础理论、研究方法以及在工程实践中的应用。作为一本面向高校高年级本科生、研究生以及工程技术人员的专业教材与参考书，本书着重于将地质学的宏观认知与岩土工程的微观力学分析相结合，旨在构建坚实的理论基础和实用的工程技能。 第一部分：现代工程地质学导论 本部分首先对工程地质学的学科范畴、发展历程及当前研究前沿进行了概述。重点探讨了工程地质勘察的原则、方法与质量控制。内容涵盖了地质环境评价、场地选择、工程地质信息系统（GIS）的应用等方面。我们深入剖析了地质现象的形成机制，如构造运动、火山活动和沉积作用如何塑造地质环境，并强调了这些环境特征对工程建设的潜在影响。特别地，书中详细介绍了各类地质灾害（如滑坡、崩塌、地面沉降、岩溶塌陷等）的调查、分析与风险评估技术，旨在提升工程师的风险意识和预防能力。 第二部分：岩石与土体性质的物理与力学特性 这是本书的核心组成部分，聚焦于工程地质材料（岩石、土体）的本构行为研究。 在岩石力学方面，本书详细阐述了岩石的结构、强度、变形特性。内容包括岩石的单轴和三轴压缩试验、巴西劈裂试验等标准试验方法，并深入探讨了岩石的蠕变、蠕变松弛和应力松弛现象。我们着重分析了节理、裂隙等结构面如何控制岩体的整体力学行为，介绍了描述岩体结构强度的经典分类系统（如RMR、Q值系统），并引入了新兴的岩石损伤力学理论，用以解释岩石在复杂应力状态下的破坏过程。 在土力学方面，本书构建了从颗粒接触到宏观力学响应的完整理论框架。内容涵盖了土的工程性质（如孔隙比、液限、塑限、渗透性）的确定与表征。针对土体的应力与应变关系，本书详尽论述了有效应力原理在静力学和动力学问题中的应用。重点内容包括土体的侧向约束条件下的固结理论（一维、二维及非饱和土的固结），以及剪切强度理论（如库仑-莫尔准则在不同条件下的适用性分析）。此外，本书也包含了对软土地基处理、液化判别与动力响应分析的最新研究进展。 第三部分：工程地质与岩土工程应用 本部分将前两部分的理论知识应用于实际工程问题，是理论与实践结合的关键桥梁。 边坡与深基坑工程： 详细介绍了各类岩石边坡和土体边坡的稳定性分析方法，包括极限平衡法、有限元法（FEM）在边坡稳定性评价中的应用。对于深基坑工程，本书重点分析了支护结构（如桩锚结构、地下连续墙）的设计原则、受力机理及变形控制技术。 地下工程设计与施工： 涵盖了隧道和地下硐室的支护设计理论。讨论了不同地质条件（如软弱围岩、高地应力区）下对开挖方法（如钻爆法、盾构法）和支护体系（如喷射混凝土、预应力锚杆）的选择与优化。书中特别关注了地下水对地下工程稳定性的影响及有效的防排水措施。 基础工程： 阐述了浅基础（如独立基础、条形基础、筏板基础）和深基础（如桩基础）的承载力计算与沉降预测。书中结合最新的规范要求，对比了传统承载力理论与基于现场测试数据（如静载试验、贯入试验）的反演方法。 第四部分：先进勘察技术与数字模拟 本部分着眼于工程地质研究的技术前沿。详细介绍了地球物理勘探方法（如电阻率法、地震法）在地下的工程特性识别中的应用，以及钻孔测井技术（如声波测井、核磁共振测井）对岩土体参数的精细化获取。 此外，本书对数值模拟技术在工程地质分析中的作用进行了深入探讨。重点介绍了有限元法（FEM）和离散元法（DEM）在模拟岩土体复杂本构行为、工程结构相互作用及长期稳定性预测方面的应用，并提供了相关的案例分析，指导读者如何建立合理可靠的计算模型。 本书特色： 1. 理论与实践并重： 紧密结合最新的国家和行业工程规范，大量引入了国内外典型工程实例，使抽象的理论更具象化。 2. 系统性强： 覆盖了从地质背景调查到复杂结构受力分析的全过程。 3. 前瞻性： 引入了非饱和土力学、岩石损伤力学及先进数值模拟方法，保持了内容的时代先进性。 本书不仅适合作为高等院校相关专业的教材，也是地质工程、土木工程、水利水电、矿山工程等领域工程师提升专业素养的必备参考工具书。 关键词： 工程地质学；岩石力学；土力学；边坡稳定性；隧道工程；基础设计；数值模拟；岩土勘察。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版日期和封面风格，让我感觉它可能是一本集大成之作。我是一名专注于地下工程数值模拟的研究学者，虽然数值模拟在工程领域应用广泛，但其精度和可靠性很大程度上依赖于对真实地质力学行为的准确理解，而物理模型试验则是这种理解的重要支撑。因此，《地质力学模型试验理论与应用》这个书名，对我来说，具有极大的吸引力。《地质力学模型试验理论与应用》这个书名，让我对其内容充满了期待。我希望这本书能够为我提供一个坚实的理论框架，让我能够更好地理解不同地质材料的本构关系，以及在各种应力条件下它们的变形和破坏机理。同时，我也非常希望书中能够详细介绍各种模型试验的设计原则、相似性理论的应用，以及数据采集和处理的先进方法。我尤其感兴趣的是，书中是否能深入探讨如何将模型试验的结果与数值模拟相结合，以验证和校准数值模型，从而提高数值模拟的准确性和可靠性。例如，如何利用模型试验得到的应力-应变曲线来选择合适的本构模型参数，或者如何利用模型试验观察到的破坏模式来优化数值模型的网格划分和边界条件设置。如果书中能提供一些关于模型试验与数值模拟协同应用的研究案例，那将对我当前的学术研究提供极大的启发和帮助，进一步深化我对地下工程复杂力学行为的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，一股严谨的学术气息扑面而来。书名《地质力学模型试验理论与应用》就直指核心，让对岩石力学、土力学以及地下工程领域有所了解的读者，立刻产生浓厚的兴趣。我是一名对地下空间开发抱有极大热情的工程师，在实际工作中，常常会遇到各种复杂的地质条件和应力分布问题，对工程安全性和稳定性有着极高的要求。我一直在寻找一本能够系统性地梳理地质力学模型试验的理论基础，并且能够结合实际工程案例进行深入剖析的著作。这本书的书名恰恰满足了我的这一需求，它预示着这本书将不仅仅停留在理论的层面，更会深入到模型试验的设计、数据采集、结果分析，以及如何将这些试验成果有效地应用于解决实际工程难题。这种理论与实践相结合的模式，对于我这样需要将理论知识转化为实际操作的工程师来说，无疑是极具价值的。我尤其期待书中能够详细阐述不同类型地质材料的本构模型、加载方式对试验结果的影响，以及如何根据工程需求选择合适的模型试验方法。同时，书中是否能提供一些经典的案例研究，让我们能够直观地理解地质力学模型试验在解决诸如隧道塌方、边坡失稳、地基沉降等实际问题中的作用，这将是我非常看重的一个方面。总而言之，这本书在我心中已经种下了期待的种子，我希望能从中汲取到解决工程难题的智慧和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节划分和内容预告，让我感觉到这是一本非常有价值的参考书。作为一名在地质灾害防治领域工作多年的专家，我深知理解地质体在各种内外力作用下的响应机制是关键。而模型试验，正是研究这些复杂响应的有效手段。《地质力学模型试验理论与应用》这个书名，精准地概括了我的研究方向和工作需求。我一直致力于通过模型试验来模拟和预测各种地质灾害，例如滑坡、崩塌、泥石流等，并探索有效的加固和防治措施。因此，我非常期待书中能够深入探讨不同类型地质体（如岩体、土体）在模拟荷载、水力作用、地震作用下的力学行为。我希望书中能够详细介绍各种典型地质灾害的模型试验方法，包括试验模型的相似准则、加载方式、监测手段，以及如何通过试验来分析灾害的发生机理和发展过程。此外，我也非常关注书中是否能够提供关于如何将模型试验的成果应用于指导实际工程设计和风险评估的案例。例如，如何通过模型试验来优化边坡的支护结构设计，或者评估隧道穿越复杂地质构造时的稳定性。如果书中能够提供一些创新性的模型试验技术或应用范例，那将对我研究领域产生巨大的推动作用，帮助我更有效地解决实际的地质灾害防治问题。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是它严谨的排版和清晰的目录结构。作为一名在工程咨询行业工作多年的资深人士，我见证了许多大型基础设施项目在复杂地质条件下面临的挑战。《地质力学模型试验理论与应用》这个书名，立刻触动了我多年的工作经验和对技术革新的追求。在过往的项目中，我们常常需要依赖大量的现场勘察和有限的数值模拟来评估工程风险，但有时候，一些精细的力学行为和潜在的破坏机制，是很难通过常规手段完全捕捉到的。模型试验，尤其是物理模型试验，以其直观性和高度模拟性，一直是我心中解决这些难题的重要手段。我希望这本书能够系统地介绍地质力学模型试验的最新发展和技术进展，特别是关于大型、复杂模型试验的设计理念和实施要点。我特别关注书中是否能够涵盖诸如流固耦合、动力加载、多场耦合等高级模型试验技术，以及如何通过这些试验来揭示地质体的变形破坏规律和失效机理。同时，我也期待书中能够提供一些关于如何进行试验结果的定量化分析，以及如何将模型试验成果转化为工程设计参数的实用方法。这本书的“理论与应用”并重，让我看到了它能够为我们这些一线工程师提供宝贵的技术支持和解决实际问题的思路，从而提升工程的科学性和可靠性，规避潜在的风险。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书脊让我对它产生了好奇，深绿色的封面上，烫金的字体散发出一种沉稳而专业的质感。我是一名刚刚接触地质力学领域的研究生，对于这个学科的宏大体系和深厚底蕴感到既兴奋又有些畏惧。我的导师曾经提及，模型试验是理解复杂地质力学现象的窗口，而理论的支撑则是这一切的基础。当我看到《地质力学模型试验理论与应用》这个书名时，我仿佛看到了通往这个知识殿堂的钥匙。我希望这本书能够为我打下坚实的地质力学理论基础，尤其是在涉及到岩石力学和土力学的基本原理方面。我渴望了解模型试验是如何模拟真实地质环境中的应力、应变和孔隙水压力的，以及有哪些常见的模型试验设备和技术。更重要的是，我期待书中能够清晰地解释不同模型试验方法背后的力学原理，以及如何解读试验数据，从中提取有用的信息。作为一名初学者，我担心理论过于抽象，难以理解；我也担心模型试验的操作过于复杂，无从下手。因此，我非常看重这本书在理论深度和实践指导之间的平衡。我希望它能够循序渐进地引导我，从基础概念到复杂应用，让我能够逐步掌握地质力学模型试验的精髓，为我的学术研究打下坚实的基础，甚至激发我未来在该领域进行深入探索的兴趣。