巖石時(shí)效特性與節(jié)理模型

前言

　　隨著工程建設(shè)的迅速發(fā)展，巖石工程穩(wěn)定性問題日益引人注目。像巖石工程的時(shí)間效應(yīng)問題、巖石結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性問題、空區(qū)的頂板監(jiān)測問題等都是工程技術(shù)和研究人員十分關(guān)心的。作者在近幾年中，結(jié)合教學(xué)、科研和工程實(shí)際對上述問題進(jìn)行了研究，取得了一些成果。本書主要論述了以下內(nèi)容：　?。?）巖石的蠕變或時(shí)間效應(yīng)問題。在工程設(shè)計(jì)和施工過程中，巖石工程的時(shí)間效應(yīng)是不能忽視的，有時(shí)可能是關(guān)鍵的。本書的研究表明，巖石的長期強(qiáng)度和長期彈模與瞬時(shí)值相比降低了近2／3。本書對時(shí)效強(qiáng)度、時(shí)效彈模，及其損傷模型進(jìn)行了研究，提出了巖石強(qiáng)度和彈模隨時(shí)間變化具有相似性的觀點(diǎn)，導(dǎo)出了它們的本構(gòu)方程，并利用此觀點(diǎn)建立了巖石蠕變損傷模型。　?。?）在巖石工程的數(shù)值分析計(jì)算中，正確確定巖土體的本構(gòu)方程是很關(guān)鍵的，其中優(yōu)選模型參數(shù)一直是困擾我們的問題。本書采用巖石的蠕變試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了回歸反演求巖石流變力學(xué)參數(shù)的方法。該方法對其他類似試驗(yàn)中物理參數(shù)的求解問題有一定的參考價(jià)值，可作為同類實(shí)際工程問題數(shù)據(jù)研究的基礎(chǔ)。書末附錄了該方法的FORTRAN源程序文本。

內(nèi)容概要

本書的主要內(nèi)容有：巖石蠕變模型、時(shí)效強(qiáng)度、時(shí)效彈模、時(shí)效損傷模型、回歸反演法求流變力學(xué)參數(shù)；節(jié)理分形特征及分維與JRC間的關(guān)系、節(jié)理剪切和閉合力學(xué)模型、優(yōu)勢節(jié)理組的確定；空區(qū)監(jiān)測和三帶劃分。書末附錄了四個(gè)應(yīng)用程序，分別是：求巖石流變力學(xué)參數(shù)FORTRAN源程序文本；求節(jié)理面分維值的FORTRAN源程序文本；節(jié)理面分形模擬MATLAB源程序文本；確定巖體優(yōu)勢節(jié)理面FORTRAN源程序文本。    本書可供巖石力學(xué)與工程研究、設(shè)計(jì)、勘察、施工人員參考，也可作為碩士研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

1　巖石的時(shí)效強(qiáng)度和時(shí)效彈模  1.1　引言  1.2　巖石強(qiáng)度和彈模的時(shí)間關(guān)系及分析  1.3　強(qiáng)度、彈量時(shí)間關(guān)系的相似性  1.4  由力學(xué)模型導(dǎo)出彈模的時(shí)間關(guān)系式  1.5　軟巖蠕變損傷及損傷方程  1.6　結(jié)論2　回歸反演法求解流變力學(xué)參數(shù)  2.1  引言  2.2　流變力學(xué)參數(shù)求解原理  2.3　計(jì)算機(jī)程序的編制要點(diǎn)  2.4　實(shí)例分析  2.5　結(jié)論3　巖石流變及其進(jìn)展  3.1　引言  3.2　巖石流變試驗(yàn)  3.3　巖石流變本構(gòu)方程研究  3.4　巖石時(shí)效強(qiáng)度及分析4　巖石力學(xué)中的分形理論?　4.1　分形的概念　4.2　分形維數(shù)的測定　4.3　分形與混沌的關(guān)系　4.4　巖石力學(xué)中的分形方法　4.5　至今沒有解決、需要深入研究的若干問題5　節(jié)理表面分形特征與分維計(jì)算  5.1　引言  5.2　分維計(jì)算　5.3　微機(jī)計(jì)算分維的方法  5.4　節(jié)理表面分形特征分析  5.5　結(jié)論6　節(jié)理面的分形模擬及JRC與分維間的關(guān)系  6.1　引言  6.2  自然節(jié)理剖面的模擬  6.3　分維數(shù)和JRC之間的關(guān)系  6.4　結(jié)癈7　巖體節(jié)理剪切變形的冪函數(shù)型模型  7.1　引言  7.2　對常用非線性模型的討論  7.3　對冪函數(shù)型模型的討論  7.4　Kn、n的影響因素分析  7.5　結(jié)論8　巖體節(jié)理法向變形模型的討論  8.1  引言  8.2　雙曲線型模型的討論  8.3　對數(shù)型模型的討論  8.4　冪函數(shù)型模型的討論  8.5　Vm、Km、c的影響因素分析  8.6　結(jié)論9　區(qū)域巖體優(yōu)勢節(jié)理組的確定  9.1  引言  9.2　赤平等積投影極點(diǎn)密度作圖原理  9.3　統(tǒng)計(jì)極點(diǎn)密度的程序編制要點(diǎn)  9.4　程序編制說明　9.5　實(shí)例分析10　采空區(qū)頂板巖移觀測設(shè)計(jì)　11　劃分空區(qū)覆巖“三帶”的方法12　巖土工程中的科學(xué)方法論附錄

章節(jié)摘錄

　　8　巖體節(jié)理法向變形模型的討論　　本章提要：法向變形是巖體節(jié)理的重要特征之一。本章在分析了巖體節(jié)理法向變形的對數(shù)型模型、雙曲線型模型的基礎(chǔ)上，提出了一種冪函數(shù)模型。用冪函數(shù)型模型描述的回歸曲線，以及根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)得到的模擬曲線與試驗(yàn)值比較誤差均較小。最后，對模型中參數(shù)的影響因素進(jìn)行了分析?！　?.1　引言　　在巖體工程的穩(wěn)定性分析中，一般認(rèn)為巖體的力學(xué)性質(zhì)由巖塊材料的力學(xué)性質(zhì)和節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，以及節(jié)理在空間的組合形態(tài)決定[1]。因此研究節(jié)理的變形力學(xué)模型，在巖石力學(xué)中具有重要的意義。節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面[2]：　　（1）剪應(yīng)力作用下產(chǎn)生的剪切變形規(guī)律。　　（2）法向應(yīng)力作用下產(chǎn)生的法向變形規(guī)律?！　。?）節(jié)理的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則?！　∧壳皩?jié)理剪切的力學(xué)性質(zhì)研究較深人[3]，而對法向變形的模型研究較少。有學(xué)者通過試驗(yàn)證實(shí)法向應(yīng)力與位移之間是非線性的關(guān)系，同　　時(shí)法向剛度K2與位移間也是一種非線性的關(guān)系?，F(xiàn)在描述法向變形模型一般為剪切變形模型的反函數(shù)形式，即對數(shù)型模型和雙曲線型模型[5]。　　本章在對這兩種模型討論的基礎(chǔ)上，提出了一種冪函數(shù)型模型。模擬結(jié)果顯示該模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合得更好?！　　?/pre>








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