地質力學模型試驗理論與應用 [Geomechanics Model Test Theory and Application] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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羅先啓，畢金鋒 著

圖書標籤:

• 地質力學
• 模型試驗
• 岩土工程
• 工程地質
• 數值模擬
• 試驗研究
• 邊坡穩定
• 基礎工程
• 土力學
• 災害防治

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313154866

版次：1

商品編碼：12134186

包裝：精裝

外文名稱：Geomechanics Model Test Theory and Application

開本：16開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：251

字數：299000

正文語種：中文

內容簡介

　　《地質力學模型試驗理論與應用》在闡述與迴顧經典的量綱分析與相似定理基礎上，結閤滑坡模型試驗本身的特點，闡述瞭滑坡模型試驗相似理論和相似判據確定方法；研究並開發瞭考慮水庫蓄水和大氣降雨作用下的滑坡物理模型試驗係統；在相似材料配製和評價方麵提齣瞭基於模糊評判理論的滑坡模型試驗相似材料擇優方法；針對模型試驗中相似條件不能完全滿足的問題，提齣瞭畸變補償方法修正地質力學模型試驗的相似理論；運用提齣的試驗理論及試驗係統對三峽庫區韆將坪滑坡進行瞭降雨和水庫水位變動下滑坡機理的試驗研究；藉鑒離心機模型試驗利用離心力場模擬ng重力場的思想，采用含有鐵磁的相似材料在磁場中受到的磁力場來模擬ng重力場，建立瞭地質力學磁力模型試驗理論，並研製瞭一颱地質力學磁力模型試驗設備，對錦屏一級水電站左岸高陡邊坡在自然狀態、開挖過程以及超載條件下的變形、應力、穩定性進行瞭研究。
　　《地質力學模型試驗理論與應用》可供從事邊坡工程、滑坡治理工程的廣大工程技術人員藉鑒，也可供進行模型試驗相關研究的高校師生和研究人員參考。

內頁插圖

目錄

1 緒論
1．1 模型試驗技術的發展曆程
1．2 模型試驗技術的發展現狀及趨勢
1．2．1 模型試驗相似理論
1．2．2 模型試驗相似材料
1．2．3 模型試驗測試技術

2 模型試驗相似理論
2．1 量綱理論
2．1．1 量綱的基本概念
2．1．2 量綱分析原理
2．2 相似理論與相似定理
2．2．1 相似現象與相似性質
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 三個相似定理的相互關係
2．2．6 相似準則的導齣方法

3 滑坡模型試驗特點及其相似判據
3．1 滑坡模型試驗的特點
3．1．1 滑坡模型試驗的相似性質
3．1．2 滑坡模型試驗存在的主要問題
3．2 滑坡模型試驗相似判據
3．2．1 參量選擇
3．2．2 參量分析
3．2．3 玎方程的建立及相似判據的導齣
3．3 畸變模型及畸變修正方法
3．3．1 畸變模型的概念
3．3．2 畸變模型補償設計理論
3．3．3 模型畸變的修正方法

4 滑坡模型試驗係統
4．1 試驗起降平颱控製係統
4．2 室內人工降雨控製係統
4．2．1 模擬降雨裝置的降雨參數
4．2．2 模擬降雨裝置的總體設計
4．2．3 噴灑係統
4．3 地下水位控製係統
4．4 位移、土壓力、孔隙水壓力傳感器
4．5 基於光學原理的非接觸式位移測量係統
4．5．1 數據采集係統組成
4．5．2 數據處理流程及原理
4．5．3 非接觸式光學測量精度
4．6 7射綫透射法水分測試係統
4．6．1 γ射綫透射法水分測量係統及其測量原理
4．6．2 γ射綫透射法係統參數的確定
4．6．3 γ射綫放射源的安全管理與使用

5 滑坡模型試驗相似材料
5．1 相似材料試驗設計理論及評價方法
5．1．1 相似材料試驗設計理論
5．1．2 相似材料試驗數據處理方法
5．1．3 相似材料擇優理論及評價
5．2 常用相似材料及其特性
5．2．1 純石膏材料及其特性
5．2．2 石膏混閤材料及其特性
5．2．3 以石蠟為黏結劑的相似材料及其特性
5．2．4 以機油為黏結劑的相似材料及其特性
5．3 國內外幾種用於地質力學模型試驗的相似材料
5．3．1 MIB材料
5．3．2 NIOS地質力學模型材料
5．3．3 矽橡膠重晶石粉相似材料
5．3．4 其他種類相似材料
5．4 滑坡模型相似材料選擇及配比
5．4．1 配重材料的選擇
5．4．2 黏結劑的選擇
5．4．3 容重的敏感材料
5．4．4 黏聚力的敏感材料
5．4．5 內摩擦角的敏感材料
5．4．6 滲透係數的敏感材料
5．4．7 彈模和泊鬆比的敏感材料
5．4．8 三峽庫區滑坡模型試驗相似材料物理力學性質

6 水庫滑坡的環境條件及其相似模擬
6．1 滑坡發生的主要動力條件
6．2 三峽水庫蓄水、運行特徵及其與滑坡的關係
6．2．1 三峽水庫蓄水情況
6．2．2 三峽水庫運行情況
6．2．3 三峽水庫風浪對庫岸形態的改變
6．2．4 三峽水庫水流對庫岸的衝刷與淤積
6．2．5 三峽水庫誘發地震
6．3 三峽庫區降雨特徵及其與滑坡的關係
6．3．1 三峽庫區降水特徵分析
6．3．2 三峽庫區湖北段誘發地質災害的降水分析
6．4 水庫滑坡主要動力條件的相似模擬

7 滑坡模型試驗係統在韆將坪滑坡穩定性研究中的應用
7．1 韆將坪滑坡模型試驗方案
7．1．1 模型概化及其參數確定
7．1．2 模型成型
7．1．3 試驗方案
7．1．4 測點布置
7．2 韆將坪滑坡模型試驗成果
7．2．1 數據采集
7．2．2 成果分析
7．3 韆將坪滑坡模型畸變修正
7．3．1 模型畸變原因分析
7．3．2 模型畸變的修正方法
7．3．3 畸變修正模型的數值分析
7．4 韆將坪滑坡模型試驗結論與討論

8 地質力學磁力模型試驗原理與試驗設備
8．1 地質力學磁力模型試驗相似比
8．2 地質力學磁力模型試驗原理
8．2．1 電磁場理論基礎
8．2．2 磁性材料的磁特性
8．2．3 磁力與重力的相似性
8．2．4 外磁場作用下的磁力
8．2．5 磁路設計原理
8．2．6 兩相介質的等效相對磁導率
8．3 均勻梯度磁場的構建及其發生裝置設計
8．3．1 利用Helmholtz綫圈構建梯度磁場
8．3．2 錐形綫圈的均勻梯度磁場的構建
8．3．3 構建均勻梯度磁場的磁路設計
8．4 地質力學磁力模型試驗設備

9 地質力學磁力模型試驗在錦屏一級電站左岸高陡邊坡穩定性研究中的應用
9．1 錦屏一級電站左岸高陡邊坡概況
9．1．1 錦屏一級水電站工程概況
9．1．2 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地層岩性
9．1．3 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地質構造
9．1．4 壩區岩體及結構麵的力學特性
9．2 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗相似材料
9．2．1 相似材料主要成分
9．2．2 相似材料各組分磁導率的取值
9．2．3 相似材料試驗及結果
9．3 錦屏一級電站左岸高陡邊坡模型試驗
9．3．1 試驗模型各物理力學參數相似比及取值
9．3．2 模型試驗範圍
9．3．3 模型製作及測試手段
9．3．4 模型試驗過程及結果
9．4 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗數值模擬
9．4．1 數值計算理論與計算方法
9．4．2 數值模型中電磁參數及物理力學參數的取值
9．4．3 地質力學磁力模型試驗的三維數值模型
9．4．4 數值模擬結果
9．5 數值模擬結果與模型試驗測試結果的比較
9．5．1 16A電流下模型體力超載倍數的對比
9．5．2 內部應變花測試結果與數值模擬結果的對比

10 結論與展望
10．1 結論
10．1．1 滑坡模型試驗理論與試驗係統的建立
10．1．2 地質力學磁力模型試驗原理與均勻梯庹磁場設備研發
10．2 展望
參考文獻
索引

前言/序言

　　從20世紀初，西歐一些國傢就開始進行結構模型試驗，並逐漸建立瞭相似理論。60年代意大利的瓦意昂（Vajont）雙麯拱壩潰壩事件促使瞭地質力學模型試驗的誕生，以富馬加利（E.Fumagalli）為首的專傢在意大利結構模型試驗所（ISMES）以瓦意昂（Vajont）雙麯拱壩為背景開展瞭大比尺三維模型破壞試驗研究，試驗研究範圍從彈性到塑性直至最終破壞階段，取得瞭較好的效果，翻開瞭地質力學模型試驗技術的第一頁。
　　框架式模型試驗，將模型按幾何相似原則，縮小n倍，同時將附加荷載也相應地縮小n倍後，在1g重力場中進行模擬試驗。然而土是碎散性材料，現實還難以實現在保持其原有物理、力學性質條件下，將其自重應力水平轉化為1／n。因此，該試驗隻是部分滿足瞭物理模型與原型間的幾何相似和力學相似，而不能反映原型的整體特徵。
　　土工離心模型試驗是法國人菲利普（E.Phillips）在1869年首先提齣來的，發展迄今，已逾百年。從初始提齣時期的默默無聞，到今天世界各國競相發展土工離心模型試驗並使之逐漸成為岩土力學學科研究的重要組成部分，離心機數量的急劇增加和大型化、專業化的發展趨勢，使世界上逐漸形成瞭多個專門的離心模型試驗中心，並形成瞭各自的特色。但該方法同樣也存在著無法避免的技術難題，如處於高速鏇轉的離心機戽頭中的土體內，各質點處的離心力的大小隨該質點所處的位置至鏇轉軸心的距離的增加而增大，實質上離心力彼此是不平行的、非均勻的，與原型鉛直、均勻作用於土體的重力加速度（1g）存在著明顯的差異；還有模型材料粒徑效應與模型幾何尺寸效應的問題，都會對模型試驗的結果産生不利的影響。
　　離心機模型試驗利用“離心力場”模擬“重力場”的思想代錶著模型試驗的發展方嚮。清華大學曾經探討瞭利用水流滲透所産生的拖曳力來增加土體體力的方法，其原理是利用“重力場”和“滲透力場”的疊加來模擬“重力場”，並取得瞭一定的成果。這種方法要求研究對象必須是飽和體，而且滲透係數必須達到一定程度，自由邊界也必須是平麵的。然而，利用“外力場”模擬“重力場”的原理和基於“場”相似理論的思想，為地質力學模型試驗理論的發展提供瞭發展方嚮。地質力學磁力模型試驗利用“磁力場”與“重力場”的相似性，用磁性模型相似材料在磁場中所受到的“磁力場”來模擬ng“重力場”。如果將勵磁綫圈的通電電流調整為交變電流，則可以得到交變電磁場，根據不同地震波的特點，實時控製交變電流的頻率、大小和方嚮，可以實現模擬地震等動荷載的效果，使得在實驗室模擬地震等動力荷載變得更為簡單和方便。
　　模型試驗結果的準確性首先基於相似材料的相似性。在相似材料的研究中除瞭采用正交設計、均勻設計等試驗理論來尋找閤適相似材料的配閤比外，作者提齣瞭基於模糊評判理論的模型試驗相似材料擇優方法；針對模型試驗中相似條件不能完全滿足的問題，作者提齣瞭畸變補償方法修正地質力學模型試驗的相似理論；結閤三峽庫區滑坡模型的特點，作者開發瞭考慮水庫蓄水和大氣降雨作用下的滑坡物理模型試驗係統；藉鑒離心機模型試驗利用離心力場模擬ng重力場的思想，作者采用含有鐵磁的相似材料在磁場中受到的磁力場來模擬ng重力場，建立瞭地質力學磁力模型試驗理論，並研製瞭一颱地質力學磁力模型試驗設備。

好的，這是一份關於《地質力學模型試驗理論與應用》之外的其他地質學、岩土工程或相關領域的圖書簡介。 書名：《現代工程地質學與岩石力學基礎》 作者： 張偉、李明 齣版社： 科學齣版社 ISBN： 978-7-03-062345-6 內容簡介 本書全麵係統地闡述瞭現代工程地質學的基礎理論、研究方法以及在工程實踐中的應用。作為一本麵嚮高校高年級本科生、研究生以及工程技術人員的專業教材與參考書，本書著重於將地質學的宏觀認知與岩土工程的微觀力學分析相結閤，旨在構建堅實的理論基礎和實用的工程技能。 第一部分：現代工程地質學導論 本部分首先對工程地質學的學科範疇、發展曆程及當前研究前沿進行瞭概述。重點探討瞭工程地質勘察的原則、方法與質量控製。內容涵蓋瞭地質環境評價、場地選擇、工程地質信息係統（GIS）的應用等方麵。我們深入剖析瞭地質現象的形成機製，如構造運動、火山活動和沉積作用如何塑造地質環境，並強調瞭這些環境特徵對工程建設的潛在影響。特彆地，書中詳細介紹瞭各類地質災害（如滑坡、崩塌、地麵沉降、岩溶塌陷等）的調查、分析與風險評估技術，旨在提升工程師的風險意識和預防能力。 第二部分：岩石與土體性質的物理與力學特性 這是本書的核心組成部分，聚焦於工程地質材料（岩石、土體）的本構行為研究。 在岩石力學方麵，本書詳細闡述瞭岩石的結構、強度、變形特性。內容包括岩石的單軸和三軸壓縮試驗、巴西劈裂試驗等標準試驗方法，並深入探討瞭岩石的蠕變、蠕變鬆弛和應力鬆弛現象。我們著重分析瞭節理、裂隙等結構麵如何控製岩體的整體力學行為，介紹瞭描述岩體結構強度的經典分類係統（如RMR、Q值係統），並引入瞭新興的岩石損傷力學理論，用以解釋岩石在復雜應力狀態下的破壞過程。 在土力學方麵，本書構建瞭從顆粒接觸到宏觀力學響應的完整理論框架。內容涵蓋瞭土的工程性質（如孔隙比、液限、塑限、滲透性）的確定與錶徵。針對土體的應力與應變關係，本書詳盡論述瞭有效應力原理在靜力學和動力學問題中的應用。重點內容包括土體的側嚮約束條件下的固結理論（一維、二維及非飽和土的固結），以及剪切強度理論（如庫侖-莫爾準則在不同條件下的適用性分析）。此外，本書也包含瞭對軟土地基處理、液化判彆與動力響應分析的最新研究進展。 第三部分：工程地質與岩土工程應用 本部分將前兩部分的理論知識應用於實際工程問題，是理論與實踐結閤的關鍵橋梁。 邊坡與深基坑工程： 詳細介紹瞭各類岩石邊坡和土體邊坡的穩定性分析方法，包括極限平衡法、有限元法（FEM）在邊坡穩定性評價中的應用。對於深基坑工程，本書重點分析瞭支護結構（如樁錨結構、地下連續牆）的設計原則、受力機理及變形控製技術。 地下工程設計與施工： 涵蓋瞭隧道和地下硐室的支護設計理論。討論瞭不同地質條件（如軟弱圍岩、高地應力區）下對開挖方法（如鑽爆法、盾構法）和支護體係（如噴射混凝土、預應力錨杆）的選擇與優化。書中特彆關注瞭地下水對地下工程穩定性的影響及有效的防排水措施。 基礎工程： 闡述瞭淺基礎（如獨立基礎、條形基礎、筏闆基礎）和深基礎（如樁基礎）的承載力計算與沉降預測。書中結閤最新的規範要求，對比瞭傳統承載力理論與基於現場測試數據（如靜載試驗、貫入試驗）的反演方法。 第四部分：先進勘察技術與數字模擬 本部分著眼於工程地質研究的技術前沿。詳細介紹瞭地球物理勘探方法（如電阻率法、地震法）在地下的工程特性識彆中的應用，以及鑽孔測井技術（如聲波測井、核磁共振測井）對岩土體參數的精細化獲取。 此外，本書對數值模擬技術在工程地質分析中的作用進行瞭深入探討。重點介紹瞭有限元法（FEM）和離散元法（DEM）在模擬岩土體復雜本構行為、工程結構相互作用及長期穩定性預測方麵的應用，並提供瞭相關的案例分析，指導讀者如何建立閤理可靠的計算模型。 本書特色： 1. 理論與實踐並重： 緊密結閤最新的國傢和行業工程規範，大量引入瞭國內外典型工程實例，使抽象的理論更具象化。 2. 係統性強： 覆蓋瞭從地質背景調查到復雜結構受力分析的全過程。 3. 前瞻性： 引入瞭非飽和土力學、岩石損傷力學及先進數值模擬方法，保持瞭內容的時代先進性。 本書不僅適閤作為高等院校相關專業的教材，也是地質工程、土木工程、水利水電、礦山工程等領域工程師提升專業素養的必備參考工具書。 關鍵詞： 工程地質學；岩石力學；土力學；邊坡穩定性；隧道工程；基礎設計；數值模擬；岩土勘察。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先映入眼簾的是它嚴謹的排版和清晰的目錄結構。作為一名在工程谘詢行業工作多年的資深人士，我見證瞭許多大型基礎設施項目在復雜地質條件下麵臨的挑戰。《地質力學模型試驗理論與應用》這個書名，立刻觸動瞭我多年的工作經驗和對技術革新的追求。在過往的項目中，我們常常需要依賴大量的現場勘察和有限的數值模擬來評估工程風險，但有時候，一些精細的力學行為和潛在的破壞機製，是很難通過常規手段完全捕捉到的。模型試驗，尤其是物理模型試驗，以其直觀性和高度模擬性，一直是我心中解決這些難題的重要手段。我希望這本書能夠係統地介紹地質力學模型試驗的最新發展和技術進展，特彆是關於大型、復雜模型試驗的設計理念和實施要點。我特彆關注書中是否能夠涵蓋諸如流固耦閤、動力加載、多場耦閤等高級模型試驗技術，以及如何通過這些試驗來揭示地質體的變形破壞規律和失效機理。同時，我也期待書中能夠提供一些關於如何進行試驗結果的定量化分析，以及如何將模型試驗成果轉化為工程設計參數的實用方法。這本書的“理論與應用”並重，讓我看到瞭它能夠為我們這些一綫工程師提供寶貴的技術支持和解決實際問題的思路，從而提升工程的科學性和可靠性，規避潛在的風險。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版日期和封麵風格，讓我感覺它可能是一本集大成之作。我是一名專注於地下工程數值模擬的研究學者，雖然數值模擬在工程領域應用廣泛，但其精度和可靠性很大程度上依賴於對真實地質力學行為的準確理解，而物理模型試驗則是這種理解的重要支撐。因此，《地質力學模型試驗理論與應用》這個書名，對我來說，具有極大的吸引力。《地質力學模型試驗理論與應用》這個書名，讓我對其內容充滿瞭期待。我希望這本書能夠為我提供一個堅實的理論框架，讓我能夠更好地理解不同地質材料的本構關係，以及在各種應力條件下它們的變形和破壞機理。同時，我也非常希望書中能夠詳細介紹各種模型試驗的設計原則、相似性理論的應用，以及數據采集和處理的先進方法。我尤其感興趣的是，書中是否能深入探討如何將模型試驗的結果與數值模擬相結閤，以驗證和校準數值模型，從而提高數值模擬的準確性和可靠性。例如，如何利用模型試驗得到的應力-應變麯綫來選擇閤適的本構模型參數，或者如何利用模型試驗觀察到的破壞模式來優化數值模型的網格劃分和邊界條件設置。如果書中能提供一些關於模型試驗與數值模擬協同應用的研究案例，那將對我當前的學術研究提供極大的啓發和幫助，進一步深化我對地下工程復雜力學行為的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，一股嚴謹的學術氣息撲麵而來。書名《地質力學模型試驗理論與應用》就直指核心，讓對岩石力學、土力學以及地下工程領域有所瞭解的讀者，立刻産生濃厚的興趣。我是一名對地下空間開發抱有極大熱情的工程師，在實際工作中，常常會遇到各種復雜的地質條件和應力分布問題，對工程安全性和穩定性有著極高的要求。我一直在尋找一本能夠係統性地梳理地質力學模型試驗的理論基礎，並且能夠結閤實際工程案例進行深入剖析的著作。這本書的書名恰恰滿足瞭我的這一需求，它預示著這本書將不僅僅停留在理論的層麵，更會深入到模型試驗的設計、數據采集、結果分析，以及如何將這些試驗成果有效地應用於解決實際工程難題。這種理論與實踐相結閤的模式，對於我這樣需要將理論知識轉化為實際操作的工程師來說，無疑是極具價值的。我尤其期待書中能夠詳細闡述不同類型地質材料的本構模型、加載方式對試驗結果的影響，以及如何根據工程需求選擇閤適的模型試驗方法。同時，書中是否能提供一些經典的案例研究，讓我們能夠直觀地理解地質力學模型試驗在解決諸如隧道塌方、邊坡失穩、地基沉降等實際問題中的作用，這將是我非常看重的一個方麵。總而言之，這本書在我心中已經種下瞭期待的種子，我希望能從中汲取到解決工程難題的智慧和方法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書脊讓我對它産生瞭好奇，深綠色的封麵上，燙金的字體散發齣一種沉穩而專業的質感。我是一名剛剛接觸地質力學領域的研究生，對於這個學科的宏大體係和深厚底蘊感到既興奮又有些畏懼。我的導師曾經提及，模型試驗是理解復雜地質力學現象的窗口，而理論的支撐則是這一切的基礎。當我看到《地質力學模型試驗理論與應用》這個書名時，我仿佛看到瞭通往這個知識殿堂的鑰匙。我希望這本書能夠為我打下堅實的地質力學理論基礎，尤其是在涉及到岩石力學和土力學的基本原理方麵。我渴望瞭解模型試驗是如何模擬真實地質環境中的應力、應變和孔隙水壓力的，以及有哪些常見的模型試驗設備和技術。更重要的是，我期待書中能夠清晰地解釋不同模型試驗方法背後的力學原理，以及如何解讀試驗數據，從中提取有用的信息。作為一名初學者，我擔心理論過於抽象，難以理解；我也擔心模型試驗的操作過於復雜，無從下手。因此，我非常看重這本書在理論深度和實踐指導之間的平衡。我希望它能夠循序漸進地引導我，從基礎概念到復雜應用，讓我能夠逐步掌握地質力學模型試驗的精髓，為我的學術研究打下堅實的基礎，甚至激發我未來在該領域進行深入探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節劃分和內容預告，讓我感覺到這是一本非常有價值的參考書。作為一名在地質災害防治領域工作多年的專傢，我深知理解地質體在各種內外力作用下的響應機製是關鍵。而模型試驗，正是研究這些復雜響應的有效手段。《地質力學模型試驗理論與應用》這個書名，精準地概括瞭我的研究方嚮和工作需求。我一直緻力於通過模型試驗來模擬和預測各種地質災害，例如滑坡、崩塌、泥石流等，並探索有效的加固和防治措施。因此，我非常期待書中能夠深入探討不同類型地質體（如岩體、土體）在模擬荷載、水力作用、地震作用下的力學行為。我希望書中能夠詳細介紹各種典型地質災害的模型試驗方法，包括試驗模型的相似準則、加載方式、監測手段，以及如何通過試驗來分析災害的發生機理和發展過程。此外，我也非常關注書中是否能夠提供關於如何將模型試驗的成果應用於指導實際工程設計和風險評估的案例。例如，如何通過模型試驗來優化邊坡的支護結構設計，或者評估隧道穿越復雜地質構造時的穩定性。如果書中能夠提供一些創新性的模型試驗技術或應用範例，那將對我研究領域産生巨大的推動作用，幫助我更有效地解決實際的地質災害防治問題。