粉砂质泥岩流变力学特性及应用
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作者于怀昌 著
出版社科学出版社
ISBN9787030538581
出版时间2017-08
装帧平装
开本16开
定价98元
货号1201571459
上书时间2024-09-06
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目录
前言
第1章绪论1
1.1岩石流变力学研究现状3
1.1.1岩石(体)蠕变力学特性试验研究3
1.1.2岩石蠕变本构模型研究9
1.1.3岩石(体)应力松弛特性试验与模型研究12
1.1.4岩质边坡流变研究14
1.2岩石流变力学特性研究中存在的不足18
第2章线路区地质环境及主要地质灾害20
2.1线路工程概况20
2.2气象水文21
2.2.1气象21
2.2.2水文21
2.2.3降雨量22
2.3地形地貌23
2.4地层岩性24
2.4.1第四系(Q)25
2.4.2三叠系上统须家河组(T3xj)25
2.4.3三叠系中统巴东组(T2b)25
2.4.4三叠系下统嘉陵江组(T1j)26
2.5地质构造28
2.5.1褶皱构造29
2.5.2断裂构造30
2.5.3节理裂隙31
2.6地震32
2.7主要地质灾害32
2.8本章小结34
第3章粉砂质泥岩常规力学性质试验研究35
3.1岩石矿物成分35
3.2岩石物理水理性质36
3.3岩石三轴压缩试验37
3.3.1试样制备与试验方法37
3.3.2岩石应力应变全曲线38
3.3.3强度和围压的关系41
3.4四线性弹-脆-塑性本构模型43
3.4.1基本假设44
3.4.2理论模型44
3.5本章小结48
第4章粉砂质泥岩蠕变力学特性试验研究50
4.1试验设备51
4.2加载方式与数据处理方法53
4.2.1加载方式53
4.2.2Boltzmann叠加原理54
4.3试验方法55
4.4试验结果58
4.5岩石蠕变规律60
4.5.1轴向与径向蠕变规律60
4.5.2蠕变速率规律61
4.5.3体积蠕变规律64
4.5.4应力应变等时曲线65
4.5.5长期强度67
4.6本章小结67
第5章岩石蠕变本构模型70
5.1线性黏弹性蠕变模型71
5.1.1元件模型的选取71
5.1.2Burgers模型71
5.1.3Burgers蠕变模型参数辨识76
5.1.4Burgers模型参数意义及参数选取78
5.2非线性黏弹塑性蠕变模型79
5.2.1模型的建立79
5.2.2非线性Burgers模型参数辨识与验证82
5.2.3岩石蠕变模型参数选取83
5.3本章小结84
第6章水对粉砂质泥岩蠕变力学特性影响作用试验研究86
6.1试样制备与试验方法86
6.2试验结果87
6.3干燥与饱水状态下岩石蠕变规律89
6.3.1岩石应变规律89
6.3.2岩石蠕变长期强度90
6.4干燥与饱水状态下岩石蠕变本构模型90
6.4.1Burgers蠕变模型与参数辨识90
6.4.2模型参数对比91
6.4.3Burgers模型参数意义92
6.5本章小结93
第7章粉砂质泥岩应力松弛特性试验与模型研究94
7.1线性材料蠕变与应力松弛的关系95
7.2试验方法及设备96
7.3试验结果97
7.4岩石应力松弛规律99
7.4.1应力松弛阶段99
7.4.2应力松弛特征99
7.4.3应力松弛速率100
7.4.4松弛残余强度101
7.4.5径向应变与体积应变101
7.4.6松弛模量104
7.4.7应力应变等时曲线105
7.5岩石应力松弛本构模型与参数辨识106
7.5.1应力松弛经验模型106
7.5.2应力松弛元件模型的选取107
7.5.3Burgers松弛模型参数辨识107
7.5.4应力松弛元件模型的进一步研究108
7.5.5元件模型的比较研究112
7.6本章小结113
第8章挖方高边坡流变破坏机理研究116
8.1FLAC3D软件116
8.1.1FLAC3D简介116
8.1.2FLAC3D中的流变本构模型118
8.2工程概况122
8.2.1地形地貌122
8.2.2地层岩性123
8.2.3地质构造124
8.2.4水文地质条件125
8.3边坡模型的建立125
8.4边坡初始应力场127
8.5边坡开挖弹塑性数值模拟129
8.5.1应力场分析130
8.5.2位移场分析133
8.5.3塑性区分析136
8.6边坡开挖流变数值模拟137
8.6.1应力场分析138
8.6.2位移场分析141
8.6.3塑性区分析145
8.6.4监测点结果分析146
8.7本章小节149
参考文献150
内容摘要
本书以高边坡工程的长期稳定和安全为研究目标，以三峡地区T2b2粉砂质泥岩为研究对象，采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法，对三峡地区三叠系中统巴东组二段(T2b2)粉砂质泥岩进行了常规单轴、三轴压缩试验、三轴压缩蠕变试验以及三轴应力松弛试验，研究了粉砂质泥岩的常规力学性质、蠕变力学特性以及应力松弛特性，揭示了岩石在三向应力作用下的流变力学特性。基于试验结果，建立了岩石的线性粘弹性与非线性粘弹塑性流变本构模型，并将岩石流变力学特性的研究成果应用到高边坡工程实践中，阐明了T2b2地层中边坡开挖后流变破坏机理，预测了边坡变性发展趋势，为工程防灾减灾提供科学依据。
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