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第一章 绪论 1

1.1 问题的提出 1

1.2 国内外研究现状 7

1.2.1 岩体结构对渗流的控制问题 7

1.2.2 渗流对岩体的作用问题 11

1.2.3 裂隙岩体渗流场与应力场耦合问题 13

1.2.4 裂隙岩体多场耦合问题研究 16

参考文献 17

第二章 裂隙岩体渗透结构面的水力特性 22

2.1 渗透结构面的提出 22

2.1.1 裂隙岩体渗流研究特点 22

2.1.2 渗透结构面 22

2.2 渗透结构面的几何特征描述 24

2.2.1 隙宽 24

2.2.2 粗糙性 24

2.3 分形渗流结构 26

2.3.1 孔隙介质的分形模型 26

2.3.2 分形渗流结构 27

2.4 分形渗透结构渗透特性的数值模拟 30

2.4.1 渗透结构面的分形模拟 30

2.4.2 渗透结构面的渗流特性模拟 32

参考文献 35

第三章 渗透压作用时裂隙岩体断裂损伤机理的研究 37

3.1 概述 37

3.2 脆性岩石断口断裂机理的实验分析研究 37

3.2.1 全应力应变过程数控岩石渗透性试验 37

3.2.2 脆性岩石断口断裂机理分析与试验研究 45

3.3 渗流对裂隙岩体损伤断裂的影响 51

3.3.1 渗透水压对岩体强度的影响 52

3.3.2 地下水对泥板岩强度软化的损伤力学分析 58

参考文献 64

第四章 坝基裂隙岩体渗流与流变的耦合模型研究 66

4.1 裂隙岩体渗流场的数值计算模型 66

4.1.1 裂隙岩体渗流场计算模型概述 66

4.1.2 裂隙岩体非稳定渗流场计算的有限元模型 69

4.2 坝基裂隙岩体流变模型的研究 73

4.2.1 基岩流变的基本特性及本构模型 73

4.2.2 工程应用 85

4.3 坝基裂隙岩体渗流与流变耦合模型的研究 101

4.3.1 坝基渗流与应力耦合作用的机理及基本特性 102

4.3.2 坝基渗流与流变耦合的分析模型及有限元分析方法 106

4.3.3 工程应用 114

参考文献 120

第五章 裂隙岩体渗流场与损伤场耦合模型研究 123

5.1 概述 123

5.2 渗流对裂隙岩体应力场的力学效应 124

5.3 渗流对裂隙岩体损伤演化的作用 125

5.3.1 压剪应力状态下渗流对裂隙损伤演化的影响 125

5.3.2 拉剪应力状态下渗流对裂隙损伤演化的影响 126

5.4 渗透张量随裂隙损伤的演化特征 127

5.5 裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合方程研究 130

5.5.1 等效连续介质渗流场数学模型 130

5.5.2 等效连续介质岩体的应力场数学模型 132

5.6 三峡工程永久船闸高边坡裂隙岩体渗流损伤耦合变形研究 134

5.6.1 三峡工程永久船闸高边坡工程地质概述 134

5.6.2 裂隙岩体渗流损伤耦合变形的计算参数 136

5.6.3 计算结果分析 139

参考文献 144

第六章 膨胀红砂岩变形特性试验研究 145

6.1 概述 145

6.2 红山窑膨胀红砂岩变形性质试验研究 146

6.2.1 试样采取和试件制备 146

6.2.2 红砂岩膨胀特性试验研究 146

6.3 红砂岩膨胀力学特性试验研究 152

6.3.1 膨胀力变化规律研究 152

6.3.2 膨胀力与膨胀变形规律的研究 153

6.3.3 弹性模量与吸水率的关系 155

6.4 红山窑膨胀红砂岩湿化特性试验研究 157

6.4.1 红砂岩微观结构试验 157

6.4.2 红砂岩湿化性试验研究 159

6.4.3 试验结果分析 161

6.4.4 膨胀红砂岩湿化机理 162

参考文献 163

第七章 膨胀红砂岩本构模型研究 165

7.1 概述 165

7.2 红砂岩的抗剪强度与含水率的关系 166

7.2.1 工程背景与试验方法 167

7.2.2 试验数据分析 168

7.3 膨胀红砂岩本构模型研究 172

7.3.1 岩土类材料的本构关系 172

7.3.2 膨胀岩本构模型 177

7.3.3 膨胀岩模型数值模拟及模型验证 181

参考文献 198

第八章 膨胀红砂岩细观损伤力学试验研究 200

8.1 概述 200

8.1.1 岩石细观损伤研究的意义 200

8.1.2 国内外岩石细观损伤研究现状 201

8.2 红砂岩细观损伤演化试验研究 202

8.2.1 试验简介 203

8.2.2 红砂岩RMT单轴压缩试验 203

8.2.3 红砂岩单轴压缩细观损伤试验 204

8.2.4 试验成果 205

8.3 红砂岩细观量化及损伤演化规律分析 212

8.3.1 程序概述 212

8.3.2 细观结构信息量化 213

8.3.3 微裂纹损伤演化规律分析 221

8.4 红砂岩细观本构模型初探 231

8.4.1 损伤变量的定义 231

8.4.2 红砂岩峰值应变前损伤本构方程 233

8.4.3 红砂岩峰值应变后损伤本构方程 234

8.5 细观本构模型的验证 236

8.5.1 引言 236

8.5.2 本构模型的验证与分析 239

参考文献 241