膨脹巖與工程

內(nèi)容概要

本書(shū)首先介紹膨脹巖的基本物理力學(xué)特性，重點(diǎn)闡述膨脹巖及膨脹巖圍巖體的蠕變機(jī)理和膨脹機(jī)理；在此基礎(chǔ)上，提出了地下工程中膨脹巖的流變地壓和膨脹地壓的計(jì)算方法及控制原則。通過(guò)對(duì)膨脹巖邊坡變形破壞特性的分析，闡述了膨脹巖邊坡的治理原則及治理方法；通過(guò)對(duì)淺基礎(chǔ)下膨脹巖地基承載性狀的分析，論述了膨脹巖地基承載力的確定方法；通過(guò)對(duì)膨脹巖中樁基礎(chǔ)承載性狀的分析，給出了膨脹巖中樁基礎(chǔ)承載力的確定方法及計(jì)算公式。書(shū)中針對(duì)各類膨脹巖工程列舉了較多的工程實(shí)例。    本書(shū)是一本涉及地面及地下膨脹巖工程的專著，可供建筑、水利、礦山、公路、鐵路及人防等行業(yè)從事巖石力學(xué)和巖土工程的科技工作者及相關(guān)專業(yè)的高校師生參考。

書(shū)籍目錄

《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書(shū)》序《巖石力學(xué)與工程研究著作叢書(shū)》編者的話前言第1章  緒論  1.1  膨脹巖的概念及名稱  1.2  膨脹巖的分布與成因    1.2.1  膨脹巖的分布    1.2.2  膨脹巖的成因  1.3  膨脹巖地區(qū)的工程問(wèn)題    1.3.1  地下膨脹巖工程    1.3.2  膨脹巖路基    1.3.3  膨脹巖邊坡    1.3.4  膨脹巖地基  1.4  膨脹巖與工程問(wèn)題的研究現(xiàn)狀    1.4.1  膨脹巖巷道地壓研究的現(xiàn)狀    1.4.2  膨脹巖邊坡穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀    1.4.3  膨脹巖地基承載力的研究現(xiàn)狀第2章  膨脹巖的基本物理力學(xué)特性  2.1  膨脹巖的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)    2.1.1  膨脹巖的礦物成分    2.1.2  膨脹巖的粒度組成    2.1.3  膨脹巖的微觀結(jié)構(gòu)  2.2  膨脹巖的基本物理特性    2.2.1  膨脹巖的基本物理特性    2.2.2  膨脹巖的崩解性    2.2.3  膨脹巖的裂隙性  2.3  膨脹巖的基本力學(xué)特性    2.3.1  強(qiáng)度特性    2.3.2  脹縮特性    2.3.3  流變性    2.3.4  易擾動(dòng)性  2.4  膨脹巖的判別與分類    2.4.1  膨脹巖的判別方法    2.4.2  膨脹巖的分類方法第3章  膨脹巖的流變和膨脹特性  3.1  膨脹巖的流變特性    3.1.1  膨脹巖的流變特性    3.1.2  膨脹巖蠕變性質(zhì)的影響因素  3.2  膨脹巖的蠕變機(jī)理  3.3  膨脹巖的膨脹特性    3.3.1  脹縮特性    3.3.2  膨脹巖膨脹的影響因素    3.4  膨脹巖的膨脹機(jī)理    3.4.1  巖石的吸力理論    3.4.2  吸力試驗(yàn)    3.4.3  巖石膨脹穩(wěn)定準(zhǔn)則第4章  地下工程中膨脹巖的地壓計(jì)算與控制  4.1  膨脹巖圍巖的蠕變變形機(jī)理    4.1.1  圍巖的瞬時(shí)力學(xué)狀態(tài)    4.1.2  彈性圍巖蠕變機(jī)理    4.1.3  彈塑性圍巖蠕變機(jī)理  4.2  流變地壓控制機(jī)理    4.2.1  幾個(gè)問(wèn)題的討論    4.2.2  控制原理  4.3  膨脹巖圍巖的膨脹變形機(jī)理    4.3.1  圍巖內(nèi)部有水情況    4.3.2  圍巖周邊供水情況    4.3.3  圍巖里外都無(wú)水的情況  4.4  膨脹地壓控制原理    4.4.1  幾個(gè)問(wèn)題的討論    4.4.2  膨脹地壓控制原理    4.4.3  膨脹巖巷道地壓控制原理  4.5  地壓計(jì)算    4.5.1  力學(xué)模型建立的基本思想    4.5.2  力學(xué)模型    4.5.3  工程算例    4.5.4  錨固巖體地壓計(jì)算第5章  膨脹巖邊坡的變形破壞特征  5.1  膨脹巖邊坡應(yīng)力分布特征    5.1.1  邊坡開(kāi)挖對(duì)應(yīng)力分布的影響    5.1.2  邊坡應(yīng)力分布特征  5.2  膨脹巖邊坡的變形破壞特點(diǎn)    5.2.1  邊坡的失穩(wěn)破壞類型    5.2.2  膨脹巖邊坡破壞特點(diǎn)    5.2.3  膨脹巖邊坡變形破壞機(jī)理    5.2.4  工程實(shí)例  5.3  膨脹巖邊坡失穩(wěn)的影響因素  5.4  水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的特殊影響    5.4.1  地下水壓力    5.4.2  地下水壓力對(duì)邊坡的影響    5.4.3  地下水補(bǔ)給及疏干    5.4.4  降雨入滲對(duì)膨脹巖邊坡的影響    5.4.5  降雨人滲條件下膨脹巖邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性模擬分析第6章  膨脹巖邊坡穩(wěn)定性分析與防治  6.1  膨脹巖邊坡失穩(wěn)破壞模式  6.2  邊坡穩(wěn)定性分析的強(qiáng)度參數(shù)選擇    6.2.1  滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律    6.2.2  抗剪強(qiáng)度參數(shù)的確定  6.3  邊坡穩(wěn)定分析的計(jì)算方法    6.3.1  工程地質(zhì)比擬法      6.3.2  極限平衡法一通用條分法    6.3.3  有限元法    6.3.4  地質(zhì)構(gòu)造力學(xué)分析法    6.3.5  膨脹巖邊坡穩(wěn)定性分析特點(diǎn)  6.4  膨脹巖滑坡防治設(shè)計(jì)及施工原則    6.4.1  膨脹巖滑坡的防治工程分類    6.4.2  膨脹巖邊坡治理現(xiàn)有工程措施    6.4.3  膨脹巖邊坡失穩(wěn)治理研究現(xiàn)狀    6.4.4  膨脹巖滑坡防治設(shè)計(jì)原則    6.4.5  膨脹巖施工原則      6.4.6  膨脹巖邊坡工程實(shí)例第7章  膨脹巖地基  7.1  膨脹巖地基承載性狀    7.1.1  地基的變形破壞過(guò)程    7.1.2  地基的破壞形式    7.1.3  影響地基承載力因素  7.2  淺基礎(chǔ)膨脹巖地基承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)    7.2.1  南寧盆地地質(zhì)概況    7.2.2  試驗(yàn)場(chǎng)地地質(zhì)條件    7.2.3  現(xiàn)場(chǎng)靜力載荷試驗(yàn)設(shè)備及方法    7.2.4  試驗(yàn)結(jié)果    7.2.5  現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果分析  7.3  膨脹巖地基承載力確定方法    7.3.1  確定膨脹巖地基承載力的方法對(duì)比    7.3.2  建議采用的確定膨脹巖地基承載力的方法  7.4  確定地基承載力的勘察方法    7.4.1  確定地基承載力的勘察方法    7.4.2  膨脹巖旁壓試驗(yàn)簡(jiǎn)介第8章  膨脹巖中樁基承載性狀  8.1  樁基荷載傳遞機(jī)理    8.1.1  膨脹巖樁基礎(chǔ)形式    8.1.2  樁基荷載傳遞規(guī)律  8.2  樁端膨脹巖破壞模式    8.2.1  樁端膨脹巖受力狀態(tài)    8.2.2  樁端膨脹巖破壞模式    8.2.3  樁端破壞的影響因素  8.3  嵌膨脹巖段側(cè)阻力工作機(jī)理    8.3.1  嵌膨脹巖段側(cè)阻力特性分析    8.3.2  嵌巖段側(cè)阻力工作機(jī)理    8.3.3  嵌巖段側(cè)阻力的影響因素    8.3.4  嵌巖段側(cè)摩阻力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)  8.4  最大嵌巖深度和最佳嵌巖深度    8.4.1  概述    8.4.2  概念的來(lái)源    8.4.3  關(guān)于嵌巖深度的評(píng)價(jià)第9章  膨脹巖中樁端承載力確定方法  9.1  深層平板載荷試驗(yàn)法    9.1.1  試驗(yàn)裝置系統(tǒng)    9.1.2  試驗(yàn)要點(diǎn)    9.1.3  試驗(yàn)資料的分析與整理    9.1.4  膨脹巖深層載荷試驗(yàn)資料整理  9.2  剛塑性理論計(jì)算法    9.2.1  概述    9.2.2  TerZaghi極限承載力公式    9.2.3  Terzaghi理論公式計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)值比較    9.2.4  Terzaghi理論公式的修正  9.3  計(jì)算機(jī)模擬方法    9.3.1  樁端承載力有限元分析    9.3.2  計(jì)算模型的確定      9.3.3  計(jì)算參數(shù)的確定      9.3.4  樁端極限承載力判定方法    9.3.5  模擬過(guò)程    9.3.6  模擬計(jì)算結(jié)果分析    9.3.7  有限元彈塑性模型的驗(yàn)證    9.3.8  有限元法回歸公式計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)值的關(guān)系參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1　膨脹巖的概念及名稱　　膨脹巖類屬軟巖，但又不同于膨脹土和一般的軟巖。軟巖是世界上分布最廣泛的一類巖石，其中泥巖和頁(yè)巖就占地球表面所有巖石的50％左右，軟巖工程問(wèn)題已成為當(dāng)今巖石工程中最復(fù)雜的工程技術(shù)問(wèn)題之一。對(duì)于軟巖的定義，我國(guó)各行業(yè)規(guī)范認(rèn)識(shí)較一致，我國(guó)巖土工程勘察規(guī)范規(guī)定，新鮮巖塊的飽和單軸抗壓極限強(qiáng)度低于30MPa的巖石為軟質(zhì)巖石。但就世界范圍而言，因各國(guó)地質(zhì)差異和工程人員認(rèn)識(shí)的不同，軟巖的定義差異較大，如日本定義的軟巖，其物理力學(xué)指標(biāo)僅相當(dāng)于我國(guó)定義的粉質(zhì)黏土指標(biāo)，承載力甚至比我國(guó)所指粉質(zhì)黏土還低，屬可塑性土類。由于軟巖形成方式有兩類：第一類為成巖后因風(fēng)化由硬變軟；第二類為成巖過(guò)程不徹底，并未完全成巖，強(qiáng)度低，類似于土。所以日本定義的軟巖形成方式為第二類，和我國(guó)湛江的上新世黏性土差不多?！　∨蛎泿r是對(duì)工程危害較大的一種常見(jiàn)的軟巖，是巖石力學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重點(diǎn)研究對(duì)象。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)膨脹巖和巖石的膨脹性進(jìn)行過(guò)大量研究，但在概念上仍未統(tǒng)一。　　在《巖石力學(xué)有關(guān)名詞解釋》一書(shū)中僅能查到相近的名詞“膨脹性圍巖壓力”，其解釋為由于圍巖吸水發(fā)生膨脹而對(duì)支護(hù)產(chǎn)生的壓力。這種壓力實(shí)質(zhì)上是變形圍巖壓力的一種，只是其引起變形的原因特殊，是含有大量蒙脫石等膨脹性礦物的黏土巖所特有的一種圍巖壓力。從這里可以看出所謂膨脹巖，一是能吸水發(fā)生體積膨脹，二是含有蒙脫石類等礦物。

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