地应力测量原理和技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版时间:1900-01-01

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isbn号码:9787030047632

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• 5
• 地应力
• 应力测量
• 岩石力学
• 工程地质
• 勘察技术
• 地球物理勘探
• 矿山工程
• 隧道工程
• 地质灾害
• 岩土工程

《岩体稳定性评估与监测实践》 本书聚焦于岩体在各类工程活动中所面临的稳定性挑战，深入探讨了评估岩体稳定性的理论基础、关键技术以及实际工程中的监测方法。本书旨在为土木工程师、地质工程师、水利工程师以及相关科研人员提供一套系统性的知识体系和实践指南，以应对复杂地质环境下的工程难题。 第一部分：岩体稳定性理论基础 本部分首先梳理了岩体稳定性的基本概念，包括岩体的定义、岩石力学性质（如强度、变形模量、渗透性等）及其影响因素（如岩性、构造、风化程度等）。在此基础上，详细阐述了导致岩体失稳的各种力学机制，如滑坡、崩塌、塌陷、蠕变等。重点剖析了影响岩体稳定性的主要驱动力（重力、地下水压力、地震力、外荷载等）和抗滑力（岩石强度、岩体结构、摩擦力等）的相互作用。 接着，本书系统介绍了岩体稳定性分析的经典理论，包括： 极限平衡法： 详细讲解了Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法等多种极限平衡法的原理、适用范围及计算步骤，并结合实例说明如何通过引入安全系数来评估岩体的稳定性。 数值分析法： 深入介绍了有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、离散元法（DEM）等在岩体稳定性分析中的应用。阐述了如何建立岩体模型，设定本构关系，施加边界条件和荷载，并通过数值模拟分析岩体的应力分布、变形特征及潜在失稳区域。特别强调了不同数值方法的优缺点及在特定工程问题中的选择策略。 断裂力学： 探讨了裂隙在岩体中的扩展对稳定性的影响。介绍了裂隙扩展的力学判据（如应力强度因子），以及断裂力学方法在评估岩体渐进破坏过程中的应用。 此外，本部分还讨论了地下水对岩体稳定性的影响。详细分析了孔隙水压力、裂隙水压力如何降低岩体的有效应力，从而减小其抗剪强度。介绍了地下水位、渗透系数等参数的测量方法以及如何在稳定性分析中考虑地下水的作用，包括渗流分析和水力耦合分析。 第二部分：岩体稳定性评估的关键技术 本部分着重介绍在工程实践中用于评估岩体稳定性的各项关键技术，强调理论与实践的结合。 地质勘察与岩土工程勘察： 详细阐述了岩体稳定性评估的地质勘察流程，包括地形地貌分析、地层岩性调查、构造地质调查（断层、节 Lihat、节理等）、地下水调查（水位、流向、渗透性等）。介绍钻孔取样、岩心描述、室内岩石力学试验（单轴抗压强度、三轴抗剪强度、直剪试验、劈裂强度试验等）以及现场试验（原位应力测量、旁压试验、十字板剪切试验等）的目的、方法和数据解读。 遥感与地理信息系统（GIS）在稳定性分析中的应用： 介绍了如何利用遥感影像（如DEM、DSM）进行地形分析，提取坡度、坡向等参数。阐述了GIS技术在整合地质、水文、气象等多源数据，进行空间分析和可视化方面的作用。重点讲解了基于GIS的滑坡易发性评价方法。 工程地质模型与参数选取： 讨论了如何根据工程的规模、复杂度和地质条件，构建不同尺度的工程地质模型。详细介绍了如何根据勘察数据和经验，科学合理地选取岩体强度参数（如内摩擦角、粘聚力）、变形模量、泊松比、渗透系数等关键参数。强调了参数不确定性对稳定性评估结果的影响，以及敏感性分析和概率分析的重要性。 边坡稳定性分析： 针对各类工程边坡（如路堑边坡、高边坡、堆填体边坡），详细介绍了边坡稳定性分析的常用方法，包括极限平衡法、数值分析法在边坡工程中的具体应用。重点讲解了如何识别潜在滑动面，计算滑坡体的安全系数，并评估边坡的失稳模式。 地下工程稳定性分析： 关注隧道、硐室、地下厂房等地下工程的围岩稳定性。介绍了围岩分级方法（如RMR、Q值法、GSI等）在确定围岩类别及设计支护方案中的应用。阐述了围岩变形、失稳的机理，以及如何利用数值模拟分析开挖过程中的应力重分布和围岩变形。 第三部分：岩体稳定性监测实践 本部分侧重于岩体稳定性监测的实际操作和应用，旨在及时发现潜在的风险并为工程决策提供依据。 监测目的与原则： 明确岩体稳定性监测的目标，如早期预警、评估变形趋势、验证设计参数、评价支护效果等。阐述了监测工作的基本原则，包括系统性、长期性、针对性、可靠性和经济性。 监测参数与仪器选择： 详细介绍了需要监测的关键参数，如位移（水平位移、竖向位移、沉降）、变形（裂缝宽度、收敛）、应力（围岩应力、支护结构应力）、孔隙水压力、地下水位、温度、声发射等。针对不同参数，介绍了各类先进的监测仪器，包括： 位移监测： 测斜仪、沉降仪、全站仪、GPS/GNSS、InSAR、激光扫描等。 变形监测： 裂缝计、钢筋计、挠度计、锚杆应力计等。 水文地质监测： 测压管、渗压计、水位计、流量计等。 应力/孔压监测： 压力计、土压力计、应力计、孔隙压力计等。 其他监测： 地震仪、声发射仪、地温计等。 并讨论了各种仪器的原理、精度、适用范围、安装要求及维护保养。 监测方案设计与布设： 指导读者如何根据工程特点、地质条件、潜在风险以及监测目标，制定科学合理的监测方案。包括确定监测断面、监测点位、监测频率、监测内容和数据处理流程。重点讲解了监测点位的选择原则，以最大限度地反映岩体的变形和应力变化。 数据采集、处理与分析： 详细介绍了监测数据的采集方法，包括人工读取和自动采集。阐述了数据预处理（去噪、滤波、剔除异常值）和数据分析技术，如趋势分析、相关性分析、稳定性评价模型的应用。强调了建立监测数据库的重要性，以及如何通过图表、报告等形式直观地展示监测结果。 预警系统与应急响应： 介绍了如何根据监测数据，建立岩体稳定性预警阈值和分级预警系统。详细阐述了在不同预警级别下，应采取的应急响应措施，包括工程巡查、局部加固、疏散人员、制定应急预案等，以确保工程安全。 案例研究： 本部分将穿插多个实际工程案例，包括不同类型的边坡（如高边坡、滑坡体）、地下工程（如隧道、地下空间）的稳定性监测实践。通过对真实案例的深入剖析，展示监测技术在工程中的具体应用，分析监测数据，评估稳定性变化，以及如何指导工程实践，解决实际工程问题。 本书内容详实，理论与实践并重，旨在帮助读者全面掌握岩体稳定性评估与监测的核心知识和技术，提升解决复杂工程地质问题的能力，为保障工程安全、延长工程寿命提供坚实的技术支撑。

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更让我感到惊喜的是，这本书对新兴技术和未来发展趋势的关注度非常高。很多同类书籍往往停留在对传统成熟技术的描述上，更新迭代速度跟不上行业发展。但这本书却花了不小的篇幅来探讨基于光纤传感、分布式监测网络以及人工智能辅助反演等前沿交叉领域的新进展。作者在讨论这些未来技术时，并没有停留在概念的罗列，而是深入分析了它们在实际应用中可能面临的工程化挑战和亟待解决的关键科学问题。这种前瞻性的视角，使得这本书的价值超越了一本单纯的技术手册，更像是一份行业的“战略地图”。它不仅教会了我如何解决眼前的问题，更重要的是，它引导我去思考未来五年乃至十年，这个领域的发展方向在哪里，哪些技术路径是最有潜力的，这对于一个希望保持技术领先性的研究人员来说，是无价的指引。

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从叙事的角度来看，这本书的行文风格非常稳健而严谨，仿佛一位经验丰富、学识渊博的导师在耐心为你讲解。它的结构组织体现出一种高度的逻辑自洽性，章节之间的衔接过渡非常自然流畅，没有那种生硬的“为了凑章节数”而强行拉扯的感觉。比如，在介绍了应力测量技术的物理基础之后，紧接着就自然地引出了不同技术在实际工程中的适用性对比，这种“是什么—为什么—怎么用”的结构，极大地降低了知识的吸收门槛。即便有些章节的专业术语密度较大，作者也总能在关键点用精炼的语言进行总结提炼，帮助读者及时巩固刚刚学到的核心概念。阅读过程中，我感觉自己仿佛在进行一场有组织的、层次分明的知识探险，每攻克一个难点，都会有新的视野被打开，很少出现那种因逻辑跳跃而产生的挫败感。

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我花了相当长的时间对比了市面上几本同类的教材，这本书在理论体系的构建上展现出了极高的深度和广度，这一点令我非常折服。它并没有满足于仅仅介绍几种基础的测量方法，而是深入挖掘了这些方法背后的物理学基础和数学推导过程。特别是关于各向异性介质中应力场反演的部分，作者并没有回避那些复杂的张量分析，而是通过循序渐进的逻辑链条，将看似高不可攀的公式一步步拆解，让人能够真正理解每一步运算的物理意义，而不是死记硬背公式的符号。更难得的是，它还巧妙地引入了历史发展的脉络，追溯了某些经典模型的提出背景和局限性，这使得读者在学习“现在技术”的同时，也能够培养一种批判性思考的能力，而不是盲目地接受现有标准。这种兼顾理论深度与历史视野的处理方式，对于希望在专业领域深耕的人来说，简直是宝藏级别的参考资料。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深沉的蓝色调，配上清晰有力的字体，一下子就抓住了我的眼球。我通常对技术类的书籍不太抱有太高的期望，总觉得它们要么太过枯燥，要么就是堆砌概念，但这本书的排版和用词却透露出一种恰到好处的专业感与易读性之间的平衡。插图和图表的质量尤其值得称赞，它们不是那种为了填充版面而存在的简单示意图，而是经过精心设计的，能够直观地帮助读者理解复杂的数据和模型。比如，书中关于岩体力学特性的那些剖面图，线条的粗细和阴影的处理都极其到位，即便我对某些前沿的数值模拟技术还比较陌生，也能通过这些视觉辅助材料快速建立起一个宏观的认识框架。而且，纸张的质感也很好，翻阅起来非常舒适，长时间阅读也不会有那种廉价印刷品带来的视觉疲劳感。可以说，光是阅读的“物理体验”就已经为接下来的学习过程奠定了非常积极的基调。

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这本书的实践指导性是它最大的亮点之一，完全不是那种“纸上谈兵”的学术专著。作者显然是拥有丰富一线经验的专家，这一点从他对设备选型、现场布设以及数据后处理的详尽描述中就能体现出来。我特别欣赏其中关于“噪声抑制与误差分析”那一章的详尽论述，它没有简单地罗列误差来源，而是结合了大量的实际案例，详细说明了在不同地质环境（比如软弱围岩或高地温区）下，应该采取何种具体的、可操作的预案来减轻误差。例如，对于冲击法测量中常常遇到的耦合问题，书中不仅指出了问题所在，还附带了针对性的校准流程图和数据修正算法示例。这些细节的处理，对于正在准备进行实际工程项目，尤其是那些对精度要求极高的深部工程，提供了极为宝贵的、可以直接套用的操作指南，极大地缩短了从理论到实践的转化周期。

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