裂隙巖體非飽和滲流分析及其工程應(yīng)用

前言

裂隙發(fā)育的巖體中地下水位以上部分是未被水充滿的非飽和帶，降雨和地面水體通過該帶的下滲都是一個非飽和滲流過程?？梢哉f，在自然界中，裂隙巖體非飽和滲流是普遍、客觀存在的。裂隙發(fā)育的天然巖坡和開挖邊坡的滑坡多發(fā)生在雨季，這已引起國內(nèi)外工程界的極大關(guān)注。雖然已認(rèn)識到上述滑坡與地表入滲引起的暫態(tài)孔隙水壓力的升高密切相關(guān)，但對這種暫態(tài)孔隙水壓力的升高區(qū)和升高值至今也沒有可靠的定量研究成果，故已有的工程設(shè)計對升高區(qū)和升高值均采用假定值，不是造成浪費(fèi)就是潛伏著隱患。此外，為評價核廢料深埋對地下水環(huán)境的污染以及研究地面污染物隨下滲水的遷移等都將以裂隙巖體非飽和滲流的研究為基礎(chǔ)。由于裂隙的非飽和水力參數(shù)十分難以測量和確定（還沒有可靠的直接測定裂隙非飽和水力參數(shù)的試驗方法），裂隙巖體的表征單元體（REV）很大甚至有可能不存在（經(jīng)典的等效連續(xù)介質(zhì)模型有時難以應(yīng)用），而裂隙的產(chǎn)狀和空間展布又很復(fù)雜（離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型很難應(yīng)用），故裂隙巖體非飽和滲流的研究還處于其發(fā)展的初期階段。此外，對地表入滲引發(fā)巖坡失穩(wěn)也缺乏系統(tǒng)定量的研究成果?？傊?，裂隙巖體非飽和滲流是裂隙巖體滲流力學(xué)中理論較深，研究難度較大但又迫切需要開展的一個應(yīng)用基礎(chǔ)理論的前沿課題。該課題的研究成果可廣泛應(yīng)用于水利、環(huán)保、能源、地質(zhì)等眾多的工程領(lǐng)域。故開展裂隙巖體非飽和滲流研究本身就是創(chuàng)新，其研究成果不但具有很高的學(xué)術(shù)理論價值，而且還可直接服務(wù)于同家建設(shè)。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)論述了裂隙巖體非飽和滲流的理論、試驗、分析方法及工程應(yīng)用。全書共7章，主要內(nèi)容包括：裂隙巖體非飽和滲流研究現(xiàn)狀綜述，地表入滲影響下的巖坡穩(wěn)定性研究概況介紹，單一裂隙非飽和滲流研究，完整巖石非飽和滲流研究，裂隙巖體非飽和滲流有限元分析，地表入滲影響下的巖坡穩(wěn)定性研究以及上述研究成果的工程應(yīng)用等?！　”緯晒┧?、鐵路、公路、礦山及核廢料深埋處置等領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀參考，也可供上述領(lǐng)域研究生相關(guān)課程的參考教材。

書籍目錄

第一章 緒論　第一節(jié) 裂隙巖體非飽和滲流及其定義　第二節(jié) 裂隙巖體非飽和滲流研究意義　第三節(jié) 裂隙巖體非飽和滲流研究進(jìn)展　第四節(jié) 地表入滲影響下的巖坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀　第五節(jié) 本書內(nèi)容結(jié)構(gòu)第二章 單一裂隙非飽和滲流研究　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 單裂隙非飽和滲流試驗研究　第三節(jié) 物模試驗法測定單裂隙非飽和水力參數(shù)　第四節(jié) 數(shù)值試驗法確定單裂隙非飽和水力參數(shù)　第五節(jié) 討論第三章 完整巖石非飽和滲流研究　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 完整巖石非飽和滲流試驗研究　第三節(jié) 完整巖石非飽和水力參數(shù)測定　第四節(jié) 討論第四章 裂隙巖體非飽和滲流有限元分析　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 等效連續(xù)介質(zhì)模型的建立　第三節(jié) 等效連續(xù)介質(zhì)模型有限元計算格式的推導(dǎo)　第四節(jié) 等效連續(xù)介質(zhì)模型有限元計算程序的研制　第五節(jié) 算例分析　第六節(jié) 離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型　第七節(jié) 雙重介質(zhì)模型　第八節(jié) 討論第五章 地表入滲影響下的巖坡穩(wěn)定性研究　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 地表人滲引發(fā)巖坡失穩(wěn)的機(jī)制　第三節(jié) 地表入滲影響下的巖坡穩(wěn)定驗算程序的研制　第四節(jié) 算例分析　第五節(jié) 討論第六章 工程應(yīng)用　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 小灣電站水墊塘區(qū)岸坡降雨入滲分析　第三節(jié) 溪洛渡電站水墊塘區(qū)岸坡霧化雨人滲分析　第四節(jié) 霧化雨入滲對溪洛渡電站水墊塘區(qū)岸坡穩(wěn)定性的影響　第五節(jié) 討論第七章 結(jié)論與展望　第一節(jié) 總結(jié)　第二節(jié) 若干有待深入研究的問題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：確切全面掌握（裂隙網(wǎng)絡(luò)模型很難應(yīng)用），故對裂隙巖體非飽和滲流的室內(nèi)外試驗和野外觀測以及理論分析計算均比多孔介質(zhì)復(fù)雜。因此國內(nèi)外雖對多孔介質(zhì)非飽和滲流有相當(dāng)?shù)难芯?，但是對裂隙巖體非飽和滲流的研究還處于其發(fā)展的初期階段，準(zhǔn)確地說，最近二十多年才起步。對單裂隙非飽和滲流特性及其與本質(zhì)影響因素間的關(guān)系還缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識和理解，對單裂隙非飽和滲流的機(jī)理也尚未達(dá)成共識，缺乏單裂隙非飽和水力參數(shù)的準(zhǔn)確確定方法，還沒有很完善的裂隙巖體非飽和滲流的分析模型。綜上所述，裂隙巖體非飽和滲流是裂隙巖體水力學(xué)中理論較深，研究難度較大但又迫切需要開展的一個應(yīng)用基礎(chǔ)理論的前沿課題。該課題應(yīng)用廣泛，涉及水利、環(huán)保、能源、地質(zhì)等眾多的工程應(yīng)用領(lǐng)域。故開展裂隙巖體非飽和滲流研究不僅具有重大的理論意義，而且還有巨大的實用價值。概括起來說，研究裂隙巖體非飽和滲流具有下述理論意義和實用價值：（1）通過裂隙非飽和滲流機(jī)理和規(guī)律的試驗研究，可對已有的裂隙巖體非飽和滲流理論進(jìn)行檢驗，驗證一些假設(shè)和簡化的合理程度。（2）由于裂隙巖體非飽和滲流是裂隙巖體滲流中的一個嶄新的重要組成部分，故裂隙巖體非飽和滲流的研究成果可豐富和發(fā)展裂隙巖體滲流理論，使理論更加完善，更能反映實際。（3）有地表入滲的裂隙巖體非飽和滲流的研究成果有助于更準(zhǔn)確地評價和預(yù)測雨季巖質(zhì)邊坡和開挖邊坡的穩(wěn)定性以及泄洪霧化雨對河岸邊坡穩(wěn)定性的影響，從而為邊坡的滲控設(shè)計提供依據(jù)；同時也為人工邊坡的合理設(shè)計、施工和加固以及滑坡的綜合整治提供科學(xué)依據(jù)。（4）在核廢料深埋處置方面，有地表入滲的裂隙巖體非飽和滲流的研究成果可用于預(yù)測核廢料對地下水環(huán)境的污染，并為核廢料安全貯存設(shè)計和選址等提供科學(xué)依據(jù)。（5）有地表入滲的裂隙巖體非飽和滲流的研究成果可用于研究地面污染物隨下滲水的遷移擴(kuò)散規(guī)律，進(jìn)而為控制地面污染物的遷移和擴(kuò)散提供依據(jù)，從而為大家所關(guān)心的地下水污染等環(huán)保問題的研究提供方法和分析手段。（6）裂隙巖體非飽和滲流的研究成果經(jīng)轉(zhuǎn)化和推廣之后，還可應(yīng)用于預(yù)防煤層開采中瓦斯的爆炸、石油二次開采和地?zé)崮荛_發(fā)以及超采地下水導(dǎo)致海水人侵等領(lǐng)域的研究?？傊?，裂隙巖體非飽和滲流的研究成果不但具有很高的學(xué)術(shù)理論價值，而且還可直接服務(wù)于國家建設(shè)。

編輯推薦

《裂隙巖體非飽和滲流分析及其工程應(yīng)用》由浙江大學(xué)出版社出版。

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