高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用

目 录《岩石力学与工程研究著作丛书》序《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话前言主要符号说明第1章 绪论1 1.1 引言1 1.2 国内外研究现状2 1.3 本书主要研究成果12第2章 高边坡软弱岩带的原位流变试验与分析研究14 2.1 引言14 2.2 软弱岩带原位压缩蠕变试验及分析14 2.2.1 试验对象和试验点地质条件14 2.2.2 原位压缩蠕变试验的加载与测试方法16 2.2.3 原位压缩蠕变试验结果分析19 2.3 软弱岩带压缩蠕变长期承载能力分析24 2.3.1 等时应力-应变曲线24 2.3.2 压缩荷载-变形等时簇曲线25 2.3.3 压缩蠕变长期承载力25 2.4 软弱岩带原位剪切流变试验及分析27 2.4.1 试验对象与试验点地质条件27 2.4.2 试验设备安装与试验程序28 2.4.3 原位剪切流变试验结果分析29 2.5 软弱岩带的长期抗剪强度35 2.5.1 剪切流变长期强度35 2.5.2 剪切流变试验抗剪强度40 2.5.3 长期抗剪强度42 2.6 小结44第3章 软弱岩带的变参数流变损伤模型与计算程序开发45 3.1 引言45----Page 2----------------------- 3.2 软弱岩带的蠕变变形特征45 3.2.1 黏弹性性质45 3.2.2 黏塑性性质50 3.2.3 流变损伤性质50 3.3 软弱岩带的流变损伤演化方程51 3.3.1 流变损伤演化方程51 3.3.2 流变损伤判别条件52 3.4 软弱岩带的变参数流变损伤模型53 3.4.1 流变损伤模型的本构方程53 3.4.2 流变损伤模型的蠕变方程55 3.4.3 流变损伤模型的松弛方程56 3.4.4 流变损伤模型的三维表达式58 3.5 软弱岩带的变参数流变损伤计算程序60 3.5.1 流变损伤模型的差分形式61 3.5.2 流变损伤计算程序的开发62 3.5.3 流变损伤计算程序的验证62 3.6 小结66第4章 高边坡硬脆性岩体的原位流变试验与分析研究67 4.1 引言67 4.2 硬脆性岩体原位压缩蠕变试验及分析67 4.2.1 试验对象与试验点地质条件67 4.2.2 试验加载分级与设备安装68 4.2.3 原位压缩蠕变试验结果分析69 4.2.4 压缩蠕变长期承载能力分析75 4.3 硬脆性岩体原位剪切流变试验及分析77 4.3.1 试验对象与试验点地质条件77 4.3.2 试验设备安装与试验流程78 4.3.3 原位剪切流变试验结果分析79 4.3.4 硬脆性岩体的长期抗剪强度88 4.3.5 硬脆性岩体的剪切流变经验方程98 4.3.6 硬脆性岩体的剪切流变模型125 4.4 硬脆性岩体的三轴蠕变试验及分析134 4.4.1 常规三轴试验135高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用----Page 3----------------------- 4.4.2 不同加卸载应力路径的三轴蠕变试验143 4.4.3 硬脆性岩体的三轴蠕变长期强度191 4.4.4 三轴蠕变试验结论204 4.5 硬脆性岩体的三轴蠕变破坏机制205 4.5.1 常规三轴试验破坏形式205 4.5.2 三轴蠕变破坏形式206 4.5.3 三轴蠕变破坏机制209 4.5.4 研究结论218 4.6 小结218第5章 硬脆性岩体的非线性流变模型与计算程序开发219 5.1 引言219 5.2 考虑加载历史的蠕变曲线处理方法219 5.3 硬脆性岩体的非线性黏弹塑性流变模型222 5.3.1 非线性流变模型的建立222 5.3.2 非线性流变模型的本构方程224 5.3.3 非线性流变模型的蠕变方程225 5.3.4 非线性流变模型的松弛特性227 5.3.5 非线性流变模型的三维表达形式230 5.3.6 蠕变分段函数判别准则232 5.4 硬脆性岩体的非线性黏弹塑性流变计算程序234 5.4.1 流变模型的差分形式235 5.4.2 流变模型计算程序的开发239 5.4.3 非线性流变计算程序的验证240 5.5 小结245第6章 高边坡岩体流变参数的反演分析研究247 6.1 引言247 6.2 岩体黏弹性变形的解析分析250 6.2.1 刚性承压板下岩体的黏弹性变形计算250 6.2.2 柔性承压板下岩体的黏弹性变形计算258 6.3 岩体流变参数的解析反演方法261 6.3.1 设计变量与目标函数261 6.3.2 解析反演的基本方法262 6.3.3 解析反演的技术路线262目 录----Page 4----------------------- 6.4 岩体流变参数的解析-智能反演方法263 6.4.1 解析-智能反演的基本方法264 6.4.2 解析-智能反演的技术路线264 6.4.3 解析-智能反演方法的具体应用264 6.5 岩体流变参数的改进二次粒子群反演方法275 6.5.1 粒子群算法原理275 6.5.2 流变参数改进二次粒子群反演279 6.5.3 改进二次粒子群反演方法的验证281 6.5.4 大岗山软弱岩带流变参数的改进二次粒子群反演283 6.6 小结286第7章 大岗山高边坡开挖稳定三维非线性流变数值计算分析287 7.1 引言287 7.2 计算条件288 7.3 坝区初始地应力场的反演293 7.4 边坡开挖流变数值计算结果分析295 7.4.1 边坡开挖位移场变化规律295 7.4.2 边坡开挖应力场变化规律302 7.4.3 边坡开挖塑性区分布规律310 7.4.4 边坡开挖损伤区分布规律312 7.5 小结314第8章 高边坡监测智能分析网络系统开发及应用316 8.1 引言316 8.2 系统开发目标与总体设计要求316 8.2.1 系统研发目标316 8.2.2 系统总体设计要求317 8.3 系统开发流程319 8.4 系统运行模式与架构320 8.4.1 C/S结构320 8.4.2 SQLServer2000数据库系统322 8.4.3 ADO数据库访问技术322 8.5 系统构成及主要功能323 8.5.1 系统构成324 8.5.2 系统主要功能324高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用----Page 5----------------------- 8.6 边坡变形预测分析模型及在系统中的实现331 8.6.1 边坡变形预测分析模型332 8.6.2 边坡变形预测的逐步回归分析及系统实现333 8.7 边坡监测智能分析网络系统的工程应用336 8.7.1 系统在龙滩水电站高边坡工程中的应用336 8.7.2 系统在锦屏一级水电站高边坡工程中的应用351 8.8 小结359参考文献360目 录

《高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用》可供从事水利、水电、土木、交通、矿山等工程领域的科研和工程技术人员使用，也可作为高等院校土木、水电、交通等相关专业研究生的教学参考书。《高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用》系统研究了高坝高边坡软弱岩带和硬脆性岩体的压缩蠕变特征、剪切流变特性和流变破坏机制，提出了岩体大尺寸原位压缩蠕变试验和原位剪切流变试验的加载、测试与分析方法，揭示了软弱岩带和硬脆性岩体的流变力学特性和流变强度的变化规律；建立了软弱岩带的变参数流变损伤模型和硬脆性岩体的非线性黏弹塑性流变模型，构建了高边坡岩体流变参数的解析反演、解析-智能反演和改进二次粒子群反演方法；开发了先进的高边坡监测智能分析网络系统，实现了对大型水电站高边坡监测信息和观测数据的远程实时动态管理和智能化自动分析处理。《高边坡岩体流变试验与流变理论及工程应用》注重理论、方法与工程实践的紧密结合，提出的流变试验方法、建立的流变理论模型、编制的流变计算程序以及开发的监测智能分析网络系统皆成功应用于大型水电站高边坡工程，并有效指导工程实践。