仙居飛鳳巖大型古地下工程洞室群科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究

內(nèi)容概要

　　楊志法、郭改梅、張路青編寫的《仙居飛鳳巖大型古地下工程洞室群科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究》論述了一座始采于宋代的大型古地下采石場(chǎng)洞室群的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。主要內(nèi)容包括洞室群的地理位置、始采年代、分布及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、蘊(yùn)藏于其中的古人樸素的科學(xué)思想，以及古代工匠所顯示出的高超的勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工方法。另外，《仙居飛鳳巖大型古地下工程洞室群科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究》還提及相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策等內(nèi)容，并就如何開展相關(guān)科普旅游問(wèn)題，提出了若干建議。
　　《仙居飛鳳巖大型古地下工程洞室群科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究》可供從事巖石地下工程設(shè)計(jì)、施工、科研的工程技術(shù)人員及大專院校工程地質(zhì)、巖石力學(xué)、地下建筑學(xué)、采礦和旅游專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

序
前言
第1章　緒論
　1.1　問(wèn)題的提出
　1.1.1　國(guó)外大型古地下工程
　1.1.2　國(guó)內(nèi)大型古地下工程洞室群的發(fā)現(xiàn)及其特點(diǎn)
　1.1.3　古地下工程的研究?jī)r(jià)值
　1.2　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室群的研究目的
　1.3　關(guān)于古代地下工程問(wèn)題的討論
　1.3.1　關(guān)于古代地下空間利用問(wèn)題
　1.3.2　關(guān)于古代以開采地下礦(石)為目的的生產(chǎn)活動(dòng)的討論
　1.4　古地下工程的研究現(xiàn)狀
　1.5　本書的主要研究?jī)?nèi)容
第2章　飛鳳巖大型古地下工程洞室群的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及研究方法
　2.1　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)的地理位置
　2.2　關(guān)于古洞開挖的目的和始挖年代的考證
　2.2.1　關(guān)于飛鳳巖古洞開鑿目的的考證
　2.2.2　關(guān)于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)始采年代的考證
　2.3　洞室群分布調(diào)查及洞室結(jié)構(gòu)特征
　2.3.1　洞室群分布調(diào)查與測(cè)繪
　2.3.2　洞室群的主要尺寸及結(jié)構(gòu)特征
　2.3.3　洞室結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
　2.3.4　洞口分布及洞口反坡現(xiàn)象
　2.4　各洞室上覆巖層厚度的確定
　2.5　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室群研究的方法論
　2.5.1　研究目的
　2.5.2　現(xiàn)代地下工程的開發(fā)與利用
　2.5.3　關(guān)于現(xiàn)代地下工程研究的基本理論和方法
　2.6　研究方法
第3章　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室群的工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
　3.1　氣候條件
　3.2　地形地貌
　3.3　地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
　3.3.1　區(qū)域地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
　3.3.2　飛鳳巖古地下采石場(chǎng)分布區(qū)的工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)
　3.3.3　水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
　3.3.4　環(huán)境地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
第4章　蘊(yùn)藏于飛鳳巖古洞室群中的工程科學(xué)亮點(diǎn)
　4.1　考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的洞室群布局“設(shè)計(jì)”及石板開采技術(shù)
　4.1.1　關(guān)于古人采石對(duì)象的猜想
　4.1.2　關(guān)于古人為何選地下采石方法的猜想
　4.1.3　關(guān)于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室底板高程變化不大的原因的推測(cè)
　4.1.4　關(guān)于古人在采石場(chǎng)洞室群布局中如何處理整合面的猜想
　4.1.5　從洞室群布局中揭示出的古人樸素的科學(xué)思想
　4.2　石板開采工藝中的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題
　4.2.1　采石板位置的選擇問(wèn)題
　4.2.2　巖柱和邊墻的預(yù)留與采石量之間的協(xié)調(diào)理念
　4.2.3　符合斷裂力學(xué)原理的石板開采技術(shù)
　4.2.4　利用陡傾角結(jié)構(gòu)面代替采石板必需的側(cè)槽技術(shù)
　4.3　關(guān)于運(yùn)石出洞上船方法的猜想
　4.4　柱頂弧形斜托在提高洞室穩(wěn)定程度方面的作用
　4.4.1　柱頂弧形斜托的幾何特征及計(jì)算模型
　4.4.2　計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.5　肋形仰拱在提高洞室穩(wěn)定性方面的作用
　4.5.1　5號(hào)洞西區(qū)肋形仰拱的尺寸及計(jì)算模型的建立
　4.5.2　12號(hào)巖柱計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.5.3　13號(hào)巖柱計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.5.4　肋形仰拱底板計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.5.5　關(guān)于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)肋形仰拱作用的綜合分析
　4.6　平頂型洞室隔墻及水平隔板對(duì)洞室穩(wěn)定性的作用
　4.6.1　16—1、16—2號(hào)洞及其計(jì)算模型
　4.6.2　三個(gè)模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.7　關(guān)于穹形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和作用的分析
　4.7.1飛風(fēng)巖大型古地下采石場(chǎng)穹形結(jié)構(gòu)的舉例
　4.7.2數(shù)值模型
　4.7.3兩模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析
　4.7.4幾點(diǎn)結(jié)論
　4.8　飛鳳巖古地下采石場(chǎng)的廢石處理方法所顯示出的環(huán)保理念萌芽
　4.9　對(duì)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展和工程建設(shè)的某些啟示
　4.9.1　對(duì)現(xiàn)代地下儲(chǔ)油庫(kù)設(shè)計(jì)的可能啟示
　4.9.2　對(duì)離壁式地下洞室設(shè)計(jì)的啟示
　4.9.3　加深對(duì)爆破損傷嚴(yán)重性的認(rèn)識(shí)
　4.9.4　可望利用古工程的開裂進(jìn)行圍巖長(zhǎng)期強(qiáng)度的反演
第5章　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
　5.1　研究目的
　5.2　研究方法
　5.3　洞室群圍巖變形破壞現(xiàn)狀調(diào)查
　5.3.1　洞室頂板變形破壞的調(diào)查
　5.3.2　巖柱變形破壞調(diào)查
　5.3.3　洞口的變形破壞調(diào)查
　5.4　巖柱長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度反演研究
　5.4.1　問(wèn)題的提出
　5.4.2　巖柱長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度反分析原理和方法
　5.4.3　5號(hào)洞11號(hào)巖柱的反分析
　5.5　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)圍巖穩(wěn)定性的分析與評(píng)價(jià)
　5.5.1　洞頂穩(wěn)定性的初步分析
　5.5.2　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室群穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
第6章　景區(qū)范圍內(nèi)的滾石與潛在滾石災(zāi)害
　6.1　有關(guān)滾石及滾石災(zāi)害問(wèn)題的概述
　6.1.1　滾石及滾石災(zāi)害的概念
　6.1.2　滾石及滾石災(zāi)害問(wèn)題的研究現(xiàn)狀
　6.2　飛鳳巖古洞室群景區(qū)滾石分布調(diào)查及滾石危害性分段
　6.2.1　飛風(fēng)巖南坡上的滾石分布調(diào)查
　6.2.2　簡(jiǎn)易公路滾石活動(dòng)區(qū)沿線滾石災(zāi)害影響兇素的分析
　6.2.3　滾石因素中各單因素的分級(jí)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的賦值
　6.2.4　簡(jiǎn)易公路段滾石問(wèn)題潛在危害性分類
　6.2.5　簡(jiǎn)易公路段滾石問(wèn)題潛在危害性分區(qū)(段)
　6.3　景區(qū)滾石的發(fā)生機(jī)理
第7章　關(guān)于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)景區(qū)旅游價(jià)值問(wèn)題的討論
　7.1　獨(dú)特的景點(diǎn)
　7.1.1　優(yōu)雅的休閑場(chǎng)所
　7.1.2　引發(fā)遐想的奇特墻洞
　7.1.3　引發(fā)童趣的娛樂(lè)活動(dòng)
　7.1.4　百年古寺飛風(fēng)巖寺
　7.1.5　洞內(nèi)塑像
　7.1.6　蝙蝠洞
　7.1.7　多部影視拍攝地
　7.2　難得的科普旅游資源
　7.2.1　以古工程科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科普旅游
　7.2.2　以地質(zhì)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的科普旅游
　7.2.3　與社會(huì)科學(xué)話題有關(guān)的科普旅游
　7.3　關(guān)于推進(jìn)飛鳳巖景區(qū)旅游可持續(xù)發(fā)展的建議
　7.3.1　與永安溪漂流相接的設(shè)想
　7.3.2　關(guān)于景觀式加固理念和設(shè)計(jì)方法的研究
　7.3.3　關(guān)于建造北洞口通道和北坡停車場(chǎng)的建議
第8章　關(guān)于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策的研究
　8.1　地質(zhì)災(zāi)害防治的原則
　8.2　古洞室群內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的防治對(duì)策
　8.2.1洞室群內(nèi)圍巖變形破壞的特點(diǎn)
　8.2.2　洞室地質(zhì)災(zāi)害防治的對(duì)策
　8.2.3　關(guān)于安全通道的構(gòu)想
　8.3　洞內(nèi)監(jiān)測(cè)
　8.4　景區(qū)水泥公路段滾石災(zāi)害的防治對(duì)策
　8.4.1　景區(qū)潛在地質(zhì)災(zāi)害的分布特征
　8.4.2　水泥公路段滾石災(zāi)害的防治對(duì)策
參考文獻(xiàn)
后記

章節(jié)摘錄

　?。?）通過(guò)挖掘古人為維持洞室長(zhǎng)期穩(wěn)定而采取的結(jié)構(gòu)措施的研究，得出對(duì)現(xiàn)代地下工程具有啟示意義的結(jié)論。古人在開挖飛鳳巖洞室時(shí)采取了有利于洞室長(zhǎng)期穩(wěn)定的穹形結(jié)構(gòu)。有意思的是，這與相隔萬(wàn)里的以色列Bet Guvrin古地下采石場(chǎng)的鐘形洞（圖1-5）很相似。這一現(xiàn)象大概不能簡(jiǎn)單地用師徒傳承現(xiàn)象來(lái)解釋。也許是在樸素的科學(xué)思想上兩地的古人是“英雄所見(jiàn)略同”。另外，作者在飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了諸多符合力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)，如柱頂弧形斜托、肋形仰拱、水平隔板及隔墻等。可以肯定，正是這些結(jié)構(gòu)的設(shè)置對(duì)飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)幾百年的穩(wěn)定起到了重要的，甚至是關(guān)鍵的作用。毫無(wú)疑問(wèn)，這對(duì)現(xiàn)代地下工程的設(shè)計(jì)將具有一定的啟示作用?！　。?）加深對(duì)現(xiàn)代地下工程施工爆破損傷圍巖嚴(yán)重程度的認(rèn)識(shí)。就上述的人工刻鑿開挖的方法而論，它對(duì)于大型洞室群的長(zhǎng)期穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)也是十分重要的。這一觀點(diǎn)可以通過(guò)與現(xiàn)代鉆爆法施工的對(duì)比分析得到確認(rèn)：鉆爆法具有施工速度快，對(duì)各種洞形的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)圍巖的損傷是鉆爆法施工不可避免的后果。有時(shí)損傷是如此嚴(yán)重，以至于不得不采用錨噴結(jié)構(gòu)等加固被炸壞和損傷的圍巖。這就使施工成本大大提高。相比之下，古人在開挖飛鳳巖古地下采石場(chǎng)時(shí)采用的手工刻鑿的方法，幾乎不會(huì)對(duì)圍巖造成任何震裂性損傷。由此可見(jiàn)，雖然現(xiàn)代地下工程施工不可能采用類似古人的手工刻鑿，但總可以從中得出這樣的啟示：在鉆爆法施工時(shí)應(yīng)盡可能采取有效措施（如控制炸藥量和光面爆破等技術(shù)）來(lái)減少對(duì)圍巖的損傷?！　。?）為巖體變形破壞的時(shí)效研究提供一個(gè)不可多得的例證。由于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)已歷時(shí)幾百年，所以借助于這項(xiàng)研究，可望了解圍巖變形破壞的時(shí)間特征。它的長(zhǎng)期穩(wěn)定現(xiàn)象及對(duì)時(shí)間特征的認(rèn)識(shí)，還有可能為利用凝灰?guī)r洞室儲(chǔ)存核廢料技術(shù)提供某種理論上的支持。　　綜上所述，這些蘊(yùn)藏于飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)中的古工程科學(xué)技術(shù)不僅讓我們對(duì)古人的聰明才智深感敬佩，而且還對(duì)現(xiàn)代地下工程的科學(xué)研究有所啟示。這就是作者對(duì)飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)工程科學(xué)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行深入、系統(tǒng)研究的目的之一?！　?）為飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)洞室群的長(zhǎng)期保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，在飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)內(nèi)存在著較多的圍巖變形及破壞問(wèn)題，如頂板、邊墻及巖柱的拉裂、剪壞和壓裂等破壞。還應(yīng)特別指出，發(fā)生在頂板和高邊墻上的不穩(wěn)定塊體及危石等，將嚴(yán)重威脅著在其下方活動(dòng)的人員的安全。更嚴(yán)重的是，有些十分關(guān)鍵的巖柱也已發(fā)生嚴(yán)重開裂。如果這種破壞繼續(xù)發(fā)展將有可能危及洞室的整體穩(wěn)定。而在洞室外的邊坡（尤其是陡峻的南邊坡）及從陡峻南坡進(jìn)洞簡(jiǎn)易公路的北側(cè)邊坡，均存在著較嚴(yán)重的不穩(wěn)定塊體及滾石問(wèn)題。為了更好地保護(hù)飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)這一不可移動(dòng)文物，必須對(duì)其進(jìn)行加固和保護(hù)。因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察和評(píng)價(jià)，以及對(duì)洞內(nèi)圍巖變形破壞及洞外邊坡滾石的詳細(xì)調(diào)查，并開展深入而系統(tǒng)的研究，為飛鳳巖古地下洞室群的保護(hù)和潛在地質(zhì)災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)和對(duì)策是撰寫本書的另一個(gè)目的。同時(shí)，有關(guān)研究對(duì)其他古地下洞室群的長(zhǎng)期保護(hù)也具有參考價(jià)值?！　?）推進(jìn)飛鳳巖大型古地下工程洞室群的旅游開發(fā)　　飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)目前正被當(dāng)?shù)氐拇迕癯邪?duì)外開放旅游。雖然現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查表明洞內(nèi)圍巖變形破壞十分嚴(yán)重，潛在不穩(wěn)定塊體和危石為數(shù)眾多，且位于洞外邊坡（尤其是陡峻的南側(cè)洞外邊坡）上的不穩(wěn)定塊體及滾石發(fā)育，但目前對(duì)上述這些不穩(wěn)定因素基本上沒(méi)有采取任何措施加以防范和加固。這就給進(jìn)入洞內(nèi)和即使在洞外但仍處于滾石威脅的景區(qū)管理人員及游客造成了極大的安全隱患。所以進(jìn)行洞室穩(wěn)定性研究并提出潛在地質(zhì)災(zāi)害的防治措施，保護(hù)游客及管理人員的安全，推進(jìn)相關(guān)旅游開發(fā)成為了本書的第三個(gè)目的?！　×硗猓ㄟ^(guò)研究所揭示的蘊(yùn)藏于飛鳳巖古地下采石場(chǎng)中的工程科學(xué)技術(shù)亮點(diǎn)也可推進(jìn)飛鳳巖大型古地下采石場(chǎng)的科普旅游，為提高國(guó)民的科學(xué)素質(zhì)做出應(yīng)有貢獻(xiàn)?！　　?/pre>








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