《地質力學模型試驗理論與套用》是上海交通大學出版的一本圖書。
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書在闡述與回顧經典的量綱分析與相似定理基礎上,結合滑坡模型試驗本身的特點,闡述了滑坡模型試驗相似理論和相似判據確定方法；研究並開發了考慮水庫蓄水和大氣降雨作用下的滑坡物理模型試驗系統；在相似材料配製和評價方面提出了基於模糊評判理論的滑坡模型試驗相似材料擇優方法；針對模型試驗中相似條件不能完全滿足的問題,提出了畸變補償方法修正地質力學模型試驗的相似理論；運用提出的試驗理論及試驗系統對三峽庫區千將坪滑坡進行了降雨和水庫水位變動下滑坡機理的試驗研究；借鑑離心機模型試驗利用離心力場模擬ng重力場的思想,採用含有鐵磁的相似材料在磁場中受到的磁力場來模擬ng重力場,建立了地質力學磁力模型試驗理論,並研製了一台地質力學磁力模型試驗設備,對錦屏一級水電站左岸高陡邊坡在自然狀態、開挖過程以及超載條件下的變形、應力、穩定性進行了研究。 本書可供從事邊坡工程、滑坡治理工程的廣大工程技術人員借鑑,也可供進行模型試驗相關研究的高校師生和研究人員參考。
目錄
1 緒論
1.1 模型試驗技術的發展歷程
1.2 模型試驗技術的發展現狀及趨勢
1.2.1 模型試驗相似理論
1.2.2 模型試驗相似材料
1.2.3 模型試驗測試技術
2 模型試驗相似理論
2.1 量綱理論
2.1.1 量綱的基本概念
2.1.2 量綱分析原理
2.2 相似理論與相似定理
2.2.1 相似現象與相似性質
2.2.2 相似第一定理
2.2.3 相似第二定理
2.2.4 相似第三定理
2.2.5 三個相似定理的相互關係
2.2.6 相似準則的導出方法
3 滑坡模型試驗特點及其相似判據一
3.1 滑坡模型試驗的特點
3.1.1 滑坡模型試驗的相似性質
3.1.2 滑坡模型試驗存在的主要問題
3.2 滑坡模型試驗相似判據
3.2.1 參量選擇
3.2.2 參量分析
3.2.3 玎方程的建立及相似判據的導出
3.3 畸變模型及畸變修正方法
3.3.1 畸變模型的概念
3.3.2 畸變模型補償設計理論
3.3.3 模型畸變的修正方法
4 滑坡模型試驗系統
4.1 試驗起降平台控制系統
4.2 室內人工降雨控制系統
4.2.1 模擬降雨裝置的降雨參數
4.2.2 模擬降雨裝置的總體設計
4.2.3 噴灑系統
4.3 地下水位控制系統
4.4 位移、土壓力、孔隙水壓力感測器
4.5 基於光學原理的非接觸式位移測量系統
4.5.1 數據採集系統組成
4.5.2 數據處理流程及原理
4.5.3 非接觸式光學測量精度
4.6 7射線透射法水分測試系統
4.6.1 γ射線透射法水分測量系統及其測量原理
4.6.2 γ射線透射法系統參數的確定
4.6.3 γ射線放射源的安全管理與使用
5 滑坡模型試驗相似材料
5.1 相似材料試驗設計理論及評價方法
5.1.1 相似材料試驗設計理論
5.1.2 相似材料試驗數據處理方法
5.1.3 相似材料擇優理論及評價
5.2 常用相似材料及其特性
5.2.1 純石膏材料及其特性
5.2.2 石膏混合材料及其特性
5.2.3 以石蠟為黏結劑的相似材料及其特性
5.2.4 以機油為黏結劑的相似材料及其特性
5.3 國內外幾種用於地質力學模型試驗的相似材料
5.3.1 MIB材料
5.3.2 NIOS地質力學模型材料
5.3.3 矽橡膠重晶石粉相似材料
5.3.4 其他種類相似材料
5.4 滑坡模型相似材料選擇及配比
5.4.1 配重材料的選擇
5.4.2 黏結劑的選擇
5.4.3 容重的敏感材料
5.4.4 黏聚力的敏感材料
5.4.5 內摩擦角的敏感材料
5.4.6 滲透係數的敏感材料
5.4.7 彈模和泊松比的敏感材料
5.4.8 三峽庫區滑坡模型試驗相似材料物理力學性質
6 水庫滑坡的環境條件及其相似模擬
6.1 滑坡發生的主要動力條件
6.2 三峽水庫蓄水、運行特徵及其與滑坡的關係
6.2.1 三峽水庫蓄水情況
6.2.2 三峽水庫運行情況
6.2.3 三峽水庫風浪對庫岸形態的改變
6.2.4 三峽水庫水流對庫岸的沖刷與淤積
6.2.5 三峽水庫誘發地震
6.3 三峽庫區降雨特徵及其與滑坡的關係
6.3.1 三峽庫區降水特徵分析
6.3.2 三峽庫區湖北段誘發地質災害的降水分析
6.4 水庫滑坡主要動力條件的相似模擬
7 滑坡模型試驗系統在千將坪滑坡穩定性研究中的套用
7.1 千將坪滑坡模型試驗方案
7.1.1 模型概化及其參數確定
7.1.2 模型成型
7.1.3 試驗方案
7.1.4 測點布置
7.2 千將坪滑坡模型試驗成果
7.2.1 數據採集
7.2.2 成果分析
7.3 千將坪滑坡模型畸變修正
7.3.1 模型畸變原因分析
7.3.2 模型畸變的修正方法
7.3.3 畸變修正模型的數值分析
7.4 千將坪滑坡模型試驗結論與討論
8 地質力學磁力模型試驗原理與試驗設備
8.1 地質力學磁力模型試驗相似比
8.2 地質力學磁力模型試驗原理
8.2.1 電磁場理論基礎
8.2.2 磁性材料的磁特性
8.2.3 磁力與重力的相似性
8.2.4 外磁場作用下的磁力
8.2.5 磁路設計原理
8.2.6 兩相介質的等效相對磁導率
8.3 均勻梯度磁場的構建及其發生裝置設計
8.3.1 利用Helmholtz線圈構建梯度磁場
8.3.2 錐形線圈的均勻梯度磁場的構建
8.3.3 構建均勻梯度磁場的磁路設計
8.4 地質力學磁力模型試驗設備
9 地質力學磁力模型試驗在錦屏一級電站左岸高陡邊坡穩定性研究中的套用
9.1 錦屏一級電站左岸高陡邊坡概況
9.1.1 錦屏一級水電站工程概況
9.1.2 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地層岩性
9.1.3 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地質構造
9.1.4 壩區岩體及結構面的力學特性
9.2 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗相似材料
9.2.1 相似材料主要成分
9.2.2 相似材料各組分磁導率的取值
9.2.3 相似材料試驗及結果
9.3 錦屏一級電站左岸高陡邊坡模型試驗
9.3.1 試驗模型各物理力學參數相似比及取值
9.3.2 模型試驗範圍
9.3.3 模型製作及測試手段
9.3.4 模型試驗過程及結果
9.4 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗數值模擬
9.4.1 數值計算理論與計算方法
9.4.2 數值模型中電磁參數及物理力學參數的取值
9.4.3 地質力學磁力模型試驗的三維數值模型
9.4.4 數值模擬結果
9.5 數值模擬結果與模型試驗測試結果的比較
9.5.1 16A電流下模型體力超載倍數的對比
9.5.2 內部應變花測試結果與數值模擬結果的對比
10 結論與展望
10.1 結論
10.1.1 滑坡模型試驗理論與試驗系統的建立
10.1.2 地質力學磁力模型試驗原理與均勻梯庹磁場設備研發
10.2 展望
參考文獻
索引
1.1 模型試驗技術的發展歷程
1.2 模型試驗技術的發展現狀及趨勢
1.2.1 模型試驗相似理論
1.2.2 模型試驗相似材料
1.2.3 模型試驗測試技術
2 模型試驗相似理論
2.1 量綱理論
2.1.1 量綱的基本概念
2.1.2 量綱分析原理
2.2 相似理論與相似定理
2.2.1 相似現象與相似性質
2.2.2 相似第一定理
2.2.3 相似第二定理
2.2.4 相似第三定理
2.2.5 三個相似定理的相互關係
2.2.6 相似準則的導出方法
3 滑坡模型試驗特點及其相似判據一
3.1 滑坡模型試驗的特點
3.1.1 滑坡模型試驗的相似性質
3.1.2 滑坡模型試驗存在的主要問題
3.2 滑坡模型試驗相似判據
3.2.1 參量選擇
3.2.2 參量分析
3.2.3 玎方程的建立及相似判據的導出
3.3 畸變模型及畸變修正方法
3.3.1 畸變模型的概念
3.3.2 畸變模型補償設計理論
3.3.3 模型畸變的修正方法
4 滑坡模型試驗系統
4.1 試驗起降平台控制系統
4.2 室內人工降雨控制系統
4.2.1 模擬降雨裝置的降雨參數
4.2.2 模擬降雨裝置的總體設計
4.2.3 噴灑系統
4.3 地下水位控制系統
4.4 位移、土壓力、孔隙水壓力感測器
4.5 基於光學原理的非接觸式位移測量系統
4.5.1 數據採集系統組成
4.5.2 數據處理流程及原理
4.5.3 非接觸式光學測量精度
4.6 7射線透射法水分測試系統
4.6.1 γ射線透射法水分測量系統及其測量原理
4.6.2 γ射線透射法系統參數的確定
4.6.3 γ射線放射源的安全管理與使用
5 滑坡模型試驗相似材料
5.1 相似材料試驗設計理論及評價方法
5.1.1 相似材料試驗設計理論
5.1.2 相似材料試驗數據處理方法
5.1.3 相似材料擇優理論及評價
5.2 常用相似材料及其特性
5.2.1 純石膏材料及其特性
5.2.2 石膏混合材料及其特性
5.2.3 以石蠟為黏結劑的相似材料及其特性
5.2.4 以機油為黏結劑的相似材料及其特性
5.3 國內外幾種用於地質力學模型試驗的相似材料
5.3.1 MIB材料
5.3.2 NIOS地質力學模型材料
5.3.3 矽橡膠重晶石粉相似材料
5.3.4 其他種類相似材料
5.4 滑坡模型相似材料選擇及配比
5.4.1 配重材料的選擇
5.4.2 黏結劑的選擇
5.4.3 容重的敏感材料
5.4.4 黏聚力的敏感材料
5.4.5 內摩擦角的敏感材料
5.4.6 滲透係數的敏感材料
5.4.7 彈模和泊松比的敏感材料
5.4.8 三峽庫區滑坡模型試驗相似材料物理力學性質
6 水庫滑坡的環境條件及其相似模擬
6.1 滑坡發生的主要動力條件
6.2 三峽水庫蓄水、運行特徵及其與滑坡的關係
6.2.1 三峽水庫蓄水情況
6.2.2 三峽水庫運行情況
6.2.3 三峽水庫風浪對庫岸形態的改變
6.2.4 三峽水庫水流對庫岸的沖刷與淤積
6.2.5 三峽水庫誘發地震
6.3 三峽庫區降雨特徵及其與滑坡的關係
6.3.1 三峽庫區降水特徵分析
6.3.2 三峽庫區湖北段誘發地質災害的降水分析
6.4 水庫滑坡主要動力條件的相似模擬
7 滑坡模型試驗系統在千將坪滑坡穩定性研究中的套用
7.1 千將坪滑坡模型試驗方案
7.1.1 模型概化及其參數確定
7.1.2 模型成型
7.1.3 試驗方案
7.1.4 測點布置
7.2 千將坪滑坡模型試驗成果
7.2.1 數據採集
7.2.2 成果分析
7.3 千將坪滑坡模型畸變修正
7.3.1 模型畸變原因分析
7.3.2 模型畸變的修正方法
7.3.3 畸變修正模型的數值分析
7.4 千將坪滑坡模型試驗結論與討論
8 地質力學磁力模型試驗原理與試驗設備
8.1 地質力學磁力模型試驗相似比
8.2 地質力學磁力模型試驗原理
8.2.1 電磁場理論基礎
8.2.2 磁性材料的磁特性
8.2.3 磁力與重力的相似性
8.2.4 外磁場作用下的磁力
8.2.5 磁路設計原理
8.2.6 兩相介質的等效相對磁導率
8.3 均勻梯度磁場的構建及其發生裝置設計
8.3.1 利用Helmholtz線圈構建梯度磁場
8.3.2 錐形線圈的均勻梯度磁場的構建
8.3.3 構建均勻梯度磁場的磁路設計
8.4 地質力學磁力模型試驗設備
9 地質力學磁力模型試驗在錦屏一級電站左岸高陡邊坡穩定性研究中的套用
9.1 錦屏一級電站左岸高陡邊坡概況
9.1.1 錦屏一級水電站工程概況
9.1.2 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地層岩性
9.1.3 錦屏一級水電站左岸高陡邊坡地質構造
9.1.4 壩區岩體及結構面的力學特性
9.2 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗相似材料
9.2.1 相似材料主要成分
9.2.2 相似材料各組分磁導率的取值
9.2.3 相似材料試驗及結果
9.3 錦屏一級電站左岸高陡邊坡模型試驗
9.3.1 試驗模型各物理力學參數相似比及取值
9.3.2 模型試驗範圍
9.3.3 模型製作及測試手段
9.3.4 模型試驗過程及結果
9.4 錦屏一級電站左岸高陡邊坡磁力模型試驗數值模擬
9.4.1 數值計算理論與計算方法
9.4.2 數值模型中電磁參數及物理力學參數的取值
9.4.3 地質力學磁力模型試驗的三維數值模型
9.4.4 數值模擬結果
9.5 數值模擬結果與模型試驗測試結果的比較
9.5.1 16A電流下模型體力超載倍數的對比
9.5.2 內部應變花測試結果與數值模擬結果的對比
10 結論與展望
10.1 結論
10.1.1 滑坡模型試驗理論與試驗系統的建立
10.1.2 地質力學磁力模型試驗原理與均勻梯庹磁場設備研發
10.2 展望
參考文獻
索引
