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《卸荷岩体本构理论及其应用》是一本关于卸荷岩体力学的专著，介绍了作者在卸荷岩体力学领域的系列研究成果。《卸荷岩体本构理论及其应用》分11章，分别介绍了卸荷岩体本构理论的研究意义、现状和趋势，压缩和拉伸状态下岩石的细观损伤模型，轴压和围压卸荷条件下岩石的细观损伤模型，岩石卸荷条件下的损伤演化CT实验，卸荷岩体强度准则，加载和卸荷条件下裂隙相互作用对岩体本构关系的影响，以及二滩水电站地下厂房变形分析。
《卸荷岩体本构理论及其应用》可供土木、水电、矿山、交通、铁路等相关工程领域的广大科学技术人员和大专院校师生参考。
岩体结构力学与工程实践 内容梗概 本书深入探讨了岩体结构力学这一前沿学科，旨在为读者提供一个全面而系统的岩体行为理解框架。本书内容聚焦于岩体在各种工程荷载作用下的响应机制，并将其与实际的工程应用紧密结合。全书分为三个主要部分：基础理论、分析方法与工程案例。 第一部分：岩体结构力学基础理论 本部分旨在为读者建立扎实的理论基础，理解岩体结构的基本组成、特性及其在力学行为中的作用。 岩体结构概述 岩体的定义与组成： 详细阐述岩体并非单一均质材料，而是由岩石、不连续面（如节理、裂隙、断层、层理等）以及地下水等多种因素构成的复杂复合体。重点分析不连续面对岩体整体力学性质的决定性影响，并讨论不同岩性、成因岩体结构的空间分布特征。 岩体不连续面的分类与力学特性： 深入研究各类不连续面的几何形态（走向、倾角、长度、间距）、物理性质（粗糙度、抗剪强度、渗透性、充填物类型）及其对岩体整体强度的贡献。详细介绍岩体结构面剪切强度理论，包括莫尔-库仑准则在不连续面上的应用，以及影响剪切强度的关键因素（如法向应力、抗剪强度参数、节理面粗糙度、黏聚力和内摩擦角）。 岩体宏观力学性质： 基于岩体结构的复杂性，探讨宏观岩体性质的确定方法。介绍岩体变形模量、泊松比、抗剪强度等参数的试验获取与估算方法，并强调宏观性质受微观结构控制的原理。讨论岩体在不同应力状态下的变形与破坏模式，包括单轴、三轴压缩以及剪切作用下的行为。 应力与应变分析 岩体中的应力场： 讲解地应力的形成机制（重力应力、构造应力、地形应力等），以及在地下开挖、边坡形成等工程活动中应力状态的变化。详细介绍应力张量、主应力、应力轨迹等概念，以及它们在岩体行为分析中的重要性。 本构模型基础： 引入经典的岩石力学本构模型，如线弹性模型、弹塑性模型（包括屈服准则和流动法则）、损伤力学模型等。解释这些模型如何描述岩体的变形与强度特性，以及它们在不同加载阶段的应用。特别强调理解模型参数的物理意义及其在数值模拟中的作用。 渗流与固结： 探讨地下水在岩体中的渗流规律，介绍达西定律及其应用。深入分析孔隙水压力对岩体稳定性的影响，特别是有效应力原理在岩土工程中的应用。讲解固结理论，以及孔隙水压力消散过程对岩体变形的影响。 岩体动力学响应 动力荷载概述： 讨论地震波传播、爆炸冲击、机器振动等动力荷载对岩体的作用机制。 动力荷载下的岩体行为： 分析动力荷载引起的岩体应力波传播、反射与叠加，以及可能发生的动力破坏。介绍动力响应的评估方法，如动应力、动应变、动力屈服等。 第二部分：岩体结构力学分析方法 本部分聚焦于用于分析岩体结构力学行为的数学和数值方法，强调理论与实践的结合。 解析解方法 弹性力学在岩体中的应用： 介绍利用弹性力学理论求解简单几何形状岩体中应力分布的方法，如平板理论、圆形孔洞的应力集中等。分析这些解析解的适用范围和局限性。 渗流解析解： 讲解在特定边界条件下，如何利用解析方法求解地下水流场。 数值分析方法 有限元法（FEM）： 详细介绍有限元法的基本原理、单元划分、节点位移插值、刚度矩阵组装以及荷载与边界条件施加。重点讨论岩体结构分析中FEM的应用，包括考虑不连续面、非线性本构模型以及动力响应。 有限差分法（FDM）： 阐述有限差分法的基本思想，即用差分方程近似微分方程。介绍FDM在模拟连续介质和离散介质中的应用，特别是在解决流体渗流和应力扩散问题上。 离散单元法（DEM）： 重点介绍DEM在模拟岩体不连续面行为方面的优势。解释DEM如何直接模拟块体之间的相互作用、滑动与转动，以及如何模拟大型变形和块体破坏。讨论DEM在模拟边坡失稳、隧道开挖等问题中的应用。 数值模拟流程与后处理： 讲解一个完整的数值模拟流程，包括模型建立、网格划分、材料参数输入、边界条件与荷载施加、求解器选择、计算收敛性分析以及结果的可视化与解释。 稳定性分析方法 极限平衡法： 介绍边坡、隧道等结构稳定性分析的经典方法，如瑞典条分法、Bishop法等。分析这些方法的理论基础、适用条件和局限性。 强度折减法： 结合数值分析，详细介绍强度折减法的原理，即通过不断折减岩体的强度参数，直至结构达到极限平衡状态。分析该方法在评估岩体结构整体稳定性中的有效性。 概率分析法： 引入风险评估的概念，介绍如何将岩体参数的不确定性纳入稳定性分析，采用概率方法评估结构失稳的可能性。 第三部分：岩体结构力学在工程中的应用 本部分将前两部分所学理论和方法应用于实际工程问题，展示岩体结构力学在解决工程难题中的重要作用。 地下工程 隧道与地下洞室： 详细分析隧道开挖过程中岩体的应力扰动、变形与破坏机制。讲解衬砌结构的设计原则与计算方法，以及对围岩变形的控制策略。讨论不同地质条件下隧道的支护方式，如锚杆、喷射混凝土、钢架等。 地下水库与核废料储存库： 探讨深部地下岩体在长期荷载、高温及水压作用下的长期稳定性。分析岩体渗透性与扩散性对储存库安全性的影响，以及密封设计的重要性。 地下采矿工程： 分析采矿过程中对围岩应力分布的影响，以及可能引起的矿压显现、塌陷等问题。介绍采矿支护技术与采空区充填技术。 边坡工程 高边坡稳定性分析： 深入研究天然边坡和人工边坡的失稳模式，如滑动、崩塌、蠕变等。分析边坡形态、岩体结构、地下水位、地震作用等因素对边坡稳定性的影响。 边坡加固与防护： 介绍多种边坡加固技术，包括排水、挂网、喷浆、挡土墙、锚杆、桩基等，并结合案例分析其适用性与设计要点。 基础工程 大型工程（如大坝、高层建筑）的基础： 分析岩基的承载能力、变形特性以及对上部结构的影响。讨论在复杂地质条件下地基处理的技术。 地下水抽取对地面沉降的影响： 讲解地下水位变化与地层固结沉降的机理，以及对地面建筑物的影响。 地热开发与二氧化碳地下封存 岩体在高温高压下的行为： 探讨地热开发过程中，岩体在热应力和流体压力作用下的变形与渗透性变化。 CO2地质封存的安全性： 分析岩体对注入CO2的响应，包括岩体应力变化、裂缝扩展以及CO2的运移与封存效果。探讨岩体结构对封存稳定性的影响。 案例研究与工程实践 精选典型工程案例： 选取国内外具有代表性的岩体结构工程案例，深入剖析这些案例的设计理念、施工过程、遇到的问题及其解决方案。通过这些真实案例，将理论知识与工程实践相结合，加深读者对岩体结构力学应用的理解。 工程地质勘察与数值模拟的结合： 强调详细的工程地质勘察是岩体结构力学分析的基础，而数值模拟则是实现精细化分析的有力工具。讨论如何通过勘察获取准确的岩体结构参数，并将其输入到数值模型中进行分析。 总结 本书旨在通过系统性的理论阐述、多样的分析方法介绍和丰富的工程案例分析，帮助读者建立对岩体结构力学的深刻理解，掌握分析和解决复杂岩体工程问题的能力。无论是岩土工程师、地质工程师、土木工程师，还是相关专业的学生，都能从中获得有价值的知识和启示，从而更好地应对各类岩体工程挑战。
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