本書針對三峽地區(qū)巴東組二段(T2b2)粉砂質(zhì)泥巖區(qū)挖方高邊坡時效變形顯著的問題，采用試驗研究、理論分析和數(shù)值模擬相結合的研究方法，研究粉砂質(zhì)泥巖的流變力學特性，闡明粉砂質(zhì)泥巖地層中邊坡開挖后流變破壞機理，預測邊坡變性發(fā)展趨勢，為工程防災減災提供科學依據(jù)。全書主要內(nèi)容包括：粉砂質(zhì)泥巖常規(guī)力學性質(zhì)試驗研究、巖石蠕變力學特性試驗研究與模型研究、水對巖石蠕變力學特性影響、巖石應力松弛特性和挖方高邊坡流變破壞機理研究等。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 巖石流變力學研究現(xiàn)狀 3
1.1.1 巖石(體)蠕變力學特性試驗研究 3
1.1.2 巖石蠕變本構模型研究 9
1.1.3 巖石(體)應力松弛特性試驗與模型研究 12
1.1.4 巖質(zhì)邊坡流變研究 14
1.2 巖石流變力學特性研究中存在的不足 18
第2章 線路區(qū)地質(zhì)環(huán)境及主要地質(zhì)災害 20
2.1 線路工程概況 20
2.2 氣象水文 21
2.2.1 氣象 21
2.2.2 水文 21
2.2.3 降雨量 22
2.3 地形地貌 23
2.4 地層巖性 24
2.4.1 第四系(Q) 25
2.4.2 三疊系上統(tǒng)須家河組(T3xj) 25
2.4.3 三疊系中統(tǒng)巴東組(T2b) 25
2.4.4 三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j) 26
2.5 地質(zhì)構造 28
2.5.1 褶皺構造 29
2.5.2 斷裂構造 30
2.5.3 節(jié)理裂隙 31
2.6 地震 32
2.7 主要地質(zhì)災害 32
2.8 本章小結 34
第3章 粉砂質(zhì)泥巖常規(guī)力學性質(zhì)試驗研究 35
3.1 巖石礦物成分 35
3.2 巖石物理水理性質(zhì) 36
3.3 巖石三軸壓縮試驗 37
3.3.1 試樣制備與試驗方法 37
3.3.2 巖石應力應變?nèi)� 38
3.3.3 強度和圍壓的關系 41
3.4 四線性彈-脆-塑性本構模型 43
3.4.1 基本假設 44
3.4.2 理論模型 44
3.5 本章小結 48
第4章 粉砂質(zhì)泥巖蠕變力學特性試驗研究 50
4.1 試驗設備 51
4.2 加載方式與數(shù)據(jù)處理方法 53
4.2.1 加載方式 53
4.2.2 Boltzmann疊加原理 54
4.3 試驗方法 55
4.4 試驗結果 58
4.5 巖石蠕變規(guī)律 60
4.5.1 軸向與徑向蠕變規(guī)律 60
4.5.2 蠕變速率規(guī)律 61
4.5.3 體積蠕變規(guī)律 64
4.5.4 應力應變等時曲線 65
4.5.5 長期強度 67
4.6 本章小結 67
第5章 巖石蠕變本構模型 70
5.1 線性黏彈性蠕變模型 71
5.1.1 元件模型的選取 71
5.1.2 Burgers模型 71
5.1.3 Burgers蠕變模型參數(shù)辨識 76
5.1.4 Burgers模型參數(shù)意義及參數(shù)選取 78
5.2 非線性黏彈塑性蠕變模型 79
5.2.1 模型的建立 79
5.2.2 非線性Burgers模型參數(shù)辨識與驗證 82
5.2.3 巖石蠕變模型參數(shù)選取 83
5.3 本章小結 84
第6章 水對粉砂質(zhì)泥巖蠕變力學特性影響作用試驗研究 86
6.1 試樣制備與試驗方法 86
6.2 試驗結果 87
6.3 干燥與飽水狀態(tài)下巖石蠕變規(guī)律 89
6.3.1 巖石應變規(guī)律 89
6.3.2 巖石蠕變長期強度 90
6.4 干燥與飽水狀態(tài)下巖石蠕變本構模型 90
6.4.1 Burgers蠕變模型與參數(shù)辨識 90
6.4.2 模型參數(shù)對比 91
6.4.3 Burgers模型參數(shù)意義 92
6.5 本章小結 93
第7章 粉砂質(zhì)泥巖應力松弛特性試驗與模型研究 94
7.1 線性材料蠕變與應力松弛的關系 95
7.2 試驗方法及設備 96
7.3 試驗結果 97
7.4 巖石應力松弛規(guī)律 99
7.4.1 應力松弛階段 99
7.4.2 應力松弛特征 99
7.4.3 應力松弛速率 100
7.4.4 松弛殘余強度 101
7.4.5 徑向應變與體積應變 101
7.4.6 松弛模量 104
7.4.7 應力應變等時曲線 105
7.5 巖石應力松弛本構模型與參數(shù)辨識 106
7.5.1 應力松弛經(jīng)驗模型 106
7.5.2 應力松弛元件模型的選取 107
7.5.3 Burgers松弛模型參數(shù)辨識 107
7.5.4 應力松弛元件模型的進一步研究 108
7.5.5 元件模型的比較研究 112
7.6 本章小結 113
第8章 挖方高邊坡流變破壞機理研究 116
8.1 FLAC3D軟件 116
8.1.1 FLAC3D簡介 116
8.1.2 FLAC3D中的流變本構模型 118
8.2 工程概況 122
8.2.1 地形地貌 122
8.2.2 地層巖性 123
8.2.3 地質(zhì)構造 124
8.2.4 水文地質(zhì)條件 125
8.3 邊坡模型的建立 125
8.4 邊坡初始應力場 127
8.5 邊坡開挖彈塑性數(shù)值模擬 129
8.5.1 應力場分析 130
8.5.2 位移場分析 133
8.5.3 塑性區(qū)分析 136
8.6 邊坡開挖流變數(shù)值模擬 137
8.6.1 應力場分析 138
8.6.2 位移場分析 141
8.6.3 塑性區(qū)分析 145
8.6.4 監(jiān)測點結果分析 146
8.7 本章小節(jié) 149
參考文獻 150
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