巖土工程化學(xué)

前言

近年來，巖土工程的飛躍發(fā)展達(dá)到了令人驚嘆的程度，尤其是沿海城市高聳入云的建筑物、地鐵、海底隧道、大型水利樞紐、核電站等超大型工程的興建，給巖土工程化學(xué)的發(fā)展帶來機(jī)遇，提供了契機(jī)。巖土工程引入化學(xué)原理和方法，研究和改善其結(jié)構(gòu)與受力機(jī)理，探索和創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)和工藝類型，以滿足工程建設(shè)的需要，日益受到有關(guān)各界的重視。多少年來，化學(xué)以其巨大的威力在巖土工程中塑造了許多成功的典型實例，并由此而產(chǎn)生了一系列的理論與工藝。由于它的新穎、獨特、有效性和工藝的豐富多彩，幾乎被用于一切巖土工程，例如地基的處理和加固、大壩整治、二次采油、礦山開采、建筑物糾偏、混凝土構(gòu)件裂縫的修補(bǔ)、邊坡穩(wěn)定工程、樁基工程處理、地鐵和隧道的防滲止水、古建筑保護(hù)以及核廢料儲存等工程。巖土工程化學(xué)的迅速發(fā)展促進(jìn)了工程建設(shè)的許多方面的創(chuàng)新。古往今來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)是實踐先于理論，但如沒有理論的相應(yīng)發(fā)展，實踐將會受到一定的制約。事實上，巖土工程化學(xué)之所以在漫長的歷史中沉寂，直到20．世紀(jì)才異軍突起，顯現(xiàn)出它的驚人的威力，正是由于這個原因，科學(xué)不在乎表面之新異，而在乎其內(nèi)在之真實。從這個角度來看，撰寫和出版本書，無疑有著十分重要的意義。我相信本書的問世將有助于相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域和行業(yè)獲得更高、更深層次的綜合、開創(chuàng)和發(fā)展。

內(nèi)容概要

本書基礎(chǔ)資料雄厚，是在國內(nèi)外和作者本人大量研究成果的基礎(chǔ)上編纂而成。由于歷史上關(guān)于化學(xué)與巖土工程結(jié)合所做出的巨大貢獻(xiàn)一直被埋沒，未從理論上提煉上升為一門科學(xué)，因此，作者撰寫本書的宗旨，除了把巖土工程的各行各業(yè)、各項分散的、用于巖土工程的化學(xué)理論和技術(shù)集中整理外，還對巖土工程實踐中使用的一些新工藝和新方法進(jìn)行了總結(jié)，盡可能展示巖土工程化學(xué)的真正內(nèi)涵。    本書共13章，包括巖土工程化學(xué)的理論、巖土的微觀試驗研究、化學(xué)灌漿的理論與技術(shù)、膨脹土工程化學(xué)、巖土工程環(huán)境反應(yīng)的化學(xué)研究、水泥土和水泥穩(wěn)定土研究、土建功能高分子材料與新技術(shù)、與化學(xué)有關(guān)的特殊巖土工程、數(shù)值分析方法在巖土工程化學(xué)中的應(yīng)用以及綠色化學(xué)與巖土工程等。    本書可供土木建筑部門科研和工程技術(shù)人員及大專院校有關(guān)師生閱讀。

作者簡介

熊厚金，1940年生，男，湖北仙桃人。中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所研究員。1963年畢業(yè)于武漢大學(xué)化學(xué)系，參加工作后一直從事化學(xué)灌漿技術(shù)的研發(fā)和推廣運(yùn)用。歷時40余年，主持并參與了成昆鐵路、貴昆鐵路、京廣復(fù)線等鐵路建設(shè)的化灌工程，國營711礦，6501工程、高州水庫及香港、澳門的隧道工程等數(shù)百項疑難工程。
　　曾獲“全國首屆優(yōu)秀科技企業(yè)實業(yè)家”銀獎，獲國務(wù)院頒發(fā)的“政府特殊津貼”，獲“全國科學(xué)大會獎”、“國家文物保護(hù)獎”、“國家新聞出版獎”及中國科學(xué)院，省部委的科技進(jìn)步獎等獎勵。自1965年參加大三線建設(shè)，就致力于科研為社會主義建設(shè)的主戰(zhàn)場，1981年率先正式成立專業(yè)化的化灌公司，同時對組織專業(yè)學(xué)會、論壇，舉辦國際和國內(nèi)有關(guān)學(xué)術(shù)會議，培養(yǎng)化灌人才，起了一定的組織和推動作用，撰寫了大量論文和專著，提出了“巖土工程化學(xué)”、“原位處理”、“綠色化灌”等新概念。

書籍目錄

序再版前言前言第1章　緒論　1.1  引言　1.2　巖土工程化學(xué)的框架　1.3　默默無聞的100年　1.4　迎接未來的挑戰(zhàn)　參考文獻(xiàn)第2章　巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)　2.1  引  言　2.2　巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)　　2.2.1  巖石力學(xué)　　2.2.2　土力學(xué)　　2.2.3　工程地質(zhì)學(xué)　　2.2.4　巖土工程學(xué)　　2.2.5　化學(xué)　2.3　理論總結(jié)的重要現(xiàn)實意義　2.4　巖土工程化學(xué)基本理論概述　　2.4.1  與巖土工程有關(guān)的基本物理作用和化學(xué)作用　　2.4.2　巖土工程化學(xué)基本理論與原理　參考文獻(xiàn)第3章　巖土工程性質(zhì)的微觀試驗研究　3.1　簡單的歷史回顧　3.2　軟土和軟弱夾層的成因與結(jié)構(gòu)性的物理化學(xué)研究　　3.2.1　軟土和軟弱夾層的成因　　3.2.2　軟土和巖石的微結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)性的物理化學(xué)研究　3.3　巖土微觀試驗研究的方法與設(shè)備　　3.3.1  電子顯微鏡觀測和透射電鏡復(fù)型法研究　　3.3.2　X射線衍射分析　　3.3.3　數(shù)字圖像處理技術(shù)　　3.3.4　差熱分析　　3.3.5　負(fù)孔隙水壓力量測技術(shù)　　3.3.6　仿真技術(shù)　參考文獻(xiàn)第4章　化學(xué)灌漿通論　4.1　巖土灌漿滲流機(jī)理　　4.1.1　二維粗糙裂隙中的漿體流動　　4.1.2　化學(xué)漿液對黏土滲透性能的影響　　4.1.3　懸濁型漿液在巖土中的滲流　　4.1.4　漿液在低滲透介質(zhì)中的滲透規(guī)律　4.2　高壓灌漿力學(xué)機(jī)理　　4.2.1　高壓噴射灌漿的主要特征　　4.2.2　高壓噴射灌漿加固機(jī)理　　4.2.3　高壓噴射灌漿的固化機(jī)理　4.3　灌漿加固原理　  4.3.1　滲透灌漿　  4.3.2　壓密灌漿　  4.3.3　充填灌漿　  4.3.4　劈裂灌漿　  4.3.5　強(qiáng)制灌漿　  4.3.6　電動化學(xué)灌漿　4.4　灌漿材料的分析與評價　　4.4.1　灌漿設(shè)計中對灌漿材料的考慮　　4.4.2　水泥類化學(xué)灌漿材料　　4.4.3　有機(jī)高分子灌漿材料　　4.4.4　其他類型漿材　　4.4.5　填料　4.5　灌漿材料的改性　　4.5.1　水玻璃漿材的改性　　4.5.2　脲醛樹脂漿材的改性　　4.5.3　丙烯酰胺漿材的改性　　4.5.4　聚氨酯漿材的改性　　4.5.5　環(huán)氧樹脂漿材的改性　　4.5.6  甲基丙烯酸甲酯漿材的改性　　4.5.7　丙烯酸鹽類漿材的改性　　4.5.8　木質(zhì)素類漿材的改性　4.6　有機(jī)高分子復(fù)合化學(xué)灌漿材料　4.7　灌漿新工藝的研究　　4.7.1　雙管脹圈式灌漿管　　4.7.2　化學(xué)灌漿的定量法和定時法　　4.7.3　誘導(dǎo)灌漿技術(shù)　　4.7.4　儲能復(fù)合灌漿技術(shù)　　4.7.5　布袋灌漿技術(shù)　　4.7.6　利用三元灌漿計進(jìn)行灌漿控制　　……第5章　化學(xué)灌漿理論綜述第6章　膨脹土工程化學(xué)第7章　巖土工程中工程環(huán)境反應(yīng)的化學(xué)研究第8章　水泥土和水泥穩(wěn)定土第9章　土建功能高分子材料與新技術(shù)第10章　與化學(xué)有關(guān)的特殊巖土工程第11章　巖土工程的化學(xué)破壞第12章　數(shù)值分析方法在巖土工程化學(xué)中的應(yīng)用第13章　綠色化學(xué)與巖土工程作者簡介

章節(jié)摘錄

插圖：第2章巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)2.1引言為使應(yīng)用現(xiàn)代化學(xué)成就于巖土工程建設(shè)中的一系列理論、技術(shù)與方法系統(tǒng)定型成為一門新的學(xué)科——巖土工程化學(xué)，本書試圖向這個目標(biāo)邁開第一步，這樣一來，弄清并向讀者闡明巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)自然是十分必要的了。如前所述，從研究的內(nèi)容和采用的理論及方法來看，正在形成的巖土工程化學(xué)可以說是在一些最新科學(xué)成就基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，但目前有關(guān)這方面的報道和評論，多數(shù)是解決某些具體問題的總結(jié)或工藝敘述，而有關(guān)基礎(chǔ)理論系統(tǒng)的研究卻很不夠。作者認(rèn)為，實際問題的解決固然很重要，但如不加強(qiáng)理論研究，就會延緩這門新興學(xué)科的發(fā)展，也會影響更多更廣泛的實際問題不能得到滿意的解決?；谝陨峡紤]，下面將在篇幅容許的限度內(nèi)對巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)做必要的闡述。2.2巖土工程化學(xué)的理論基礎(chǔ)巖土工程化學(xué)至今尚未建立本學(xué)科自己的系統(tǒng)理論，現(xiàn)在它使用的技術(shù)、方法和工藝均來自如下一些與其關(guān)系密切的學(xué)科：巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖土工程學(xué)、化學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等。為便于本書以后的敘述，下面將對這些學(xué)科做簡單的說明。2.2.1巖石力學(xué)巖石力學(xué)是從工程地質(zhì)學(xué)派生出來的一個工程力學(xué)分支，是研究當(dāng)進(jìn)行有關(guān)工程實踐時巖體中所發(fā)生的力學(xué)過程的科學(xué)。具體地說，它的任務(wù)是研究巖石和巖體的工程性質(zhì)（即物理力學(xué)性質(zhì)，特別是強(qiáng)度特性和變形特性），這些性質(zhì)在外界溫度和濕度改變時發(fā)生的變化，巖石和巖體對外來荷載、溫度變化和濕度變化的抵抗能力和穩(wěn)定性以及所導(dǎo)致的環(huán)境效應(yīng)等，其目的在于藉以解決有關(guān)采礦、水利、建筑、交通和國防等工程中的巖石動態(tài)問題——如何破壞巖石或防止巖石的破壞。

媒體關(guān)注與評論

1954年開始電化學(xué)加固地基的研究，并出版《土壤矽化》專著　　——柳大綱1957年7月17日《訪蘇日記》Na2SiO3在水溶液內(nèi)，膠體SiO2與電解質(zhì)起膠凝，建筑材料基礎(chǔ)固化對中國很重要　　——曾昭掄1958年3月“關(guān)于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見”中列入“三峽大型水利樞紐壩基防滲和固結(jié)灌漿”　　——陳宗基1959年5月5日灌漿座談會，高分子灌漿材料等課題的確立　　——葉作舟等1964年完成了被譽(yù)為“20世紀(jì)魔水”的中化－656研制　　——葉作舟1965年5月13日聽完匯報后指出，你們的成果是雪中送炭；并指示立即參加“國家科委支援西南建設(shè)專家考察團(tuán)”(團(tuán)長：張維。副團(tuán)長：李國豪)　　——韓光1965年《十二年科學(xué)發(fā)展規(guī)劃》列入“深覆蓋層防滲補(bǔ)強(qiáng)”和“壩體混凝土裂縫加固補(bǔ)強(qiáng)灌漿”兩大課題　　——陳宗基1965—1966年多次深入西南工地，教導(dǎo)我們“不要在—個樹干上吊死幾個人”　　——呂正操1979年中化-798高滲透性的確立　　——葉作舟1991年刻意進(jìn)取，創(chuàng)新求實，應(yīng)用巖土工程化學(xué)發(fā)展化學(xué)灌漿技術(shù)，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)　　——盧嘉錫1992年9月5日巖土工程化學(xué)技術(shù)是我院廣州化學(xué)所作為特色的化學(xué)灌漿技術(shù)　　——嚴(yán)東生1992年9月6日共同攻關(guān)，有主有次，協(xié)調(diào)，和諧地進(jìn)行努力，使我國的化學(xué)處理地基的技術(shù)水平能有更快的發(fā)展　　——潘家錚1998年8月千里之行，始于足下，書此為序，愿與有志之士共勉　　——路甬祥1998年8月2日我研讀了該書的目錄及部分章節(jié)，感到這是一本以化學(xué)基本原理和高分子材料科學(xué)為基礎(chǔ)解決巖土工程難題的交叉科學(xué)新作。它融理論、實踐于一體，兼具學(xué)術(shù)價值與使用價值，頗具特色。付梓面世之后，想必會受有關(guān)學(xué)術(shù)界、工程界的歡迎　　——郭傳杰2005年12月12日相信和預(yù)祝中國的化灌事業(yè)將登上新的臺階　　——潘家錚

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《巖土工程化學(xué)(精)》由科學(xué)出版社出版。

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