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第1章 绪论 1

1.1 库岸边坡水-岩作用研究背景及意义 1

1.2 库岸边坡水-岩作用国内外研究现状分析 5

1.2.1 库岸边坡变形稳定研究现状分析 5

1.2.2 库岸边坡水-岩作用研究现状分析 7

1.3 研究内容和思路 11

1.3.1 主要研究内容 11

1.3.2 研究技术路线 14

1.4 专用水-岩作用试验设备研制 14

1.5 小结 15

第2章 水库正常运营过程中库岸边坡水-岩作用研究 16

2.1 库水位升、降变化对库岸边坡变形稳定的影响 17

2.1.1 库水位上升期水-岩力学作用机理分析 17

2.1.2 库水位下降期水-岩力学作用机理分析 20

2.1.3 库水位升、降变化时典型库岸滑坡稳定性分析 21

2.2 库水位相对稳定期的水-岩物理、化学作用分析 23

2.3 库水位反复升、降变化导致的浸泡—风干循环水-岩作用 25

2.4 考虑裂隙水压力的裂纹应力强度因子分析 29

2.4.1 水压力作用下裂纹Ⅰ型应力强度因子 30

2.4.2 水压力作用下裂纹Ⅱ型应力强度因子 30

2.4.3 考虑水压力作用的Ⅰ～Ⅱ型复合裂纹扩展研究 31

2.4.4 考虑裂隙水压力的岩体压剪断裂判据 35

2.5 小结 37

第3章 岩石力学试验试样选择、强度预测与修正研究 39

3.1 岩石力学试验结果离散性的影响因素分析 40

3.2 岩石力学试样选择、强度预测方法研究 41

3.2.1 常用无损检测技术的基本原理 41

3.2.2 超声波对岩石内部缺陷的识辨能力 42

3.3 超声-回弹综合法测试与分析 43

3.3.1 超声-回弹综合法强度预测实例分析 43

3.3.2 关于超声-回弹综合法的说明 46

3.4 岩石力学系列对比试验中抗压强度修正方法研究 47

3.4.1 离散性对岩石力学系列对比试验的影响 47

3.4.2 岩石力学系列对比试验中强度修正方法研究 48

3.4.3 岩石力学系列对比试验中强度修正实例及分析 49

3.4.4 岩石力学系列对比试验中强度修正方法的讨论 52

3.5 小结 53

第4章 水-岩作用下砂岩力学特性劣化规律研究 54

4.1 考虑浸泡—风干循环的水-岩作用试验方案设计 54

4.1.1 岩样制备与选择 54

4.1.2 浸泡—风干循环水-岩作用试验方案 55

4.2 三轴压缩作用下砂岩应力-应变特性分析 56

4.3 砂岩试样弹性模量、变形模量变化规律 58

4.4 砂岩试样抗压强度变化规律分析 64

4.5 砂岩试样抗剪强度参数劣化规律分析 66

4.6 砂岩试样破坏形态研究 68

4.7 小结 73

第5章 水-岩作用下损伤砂岩力学特性劣化规律研究 75

5.1 损伤砂岩水-岩作用试验设计 76

5.1.1 损伤砂岩试样制作 76

5.1.2 水-岩作用试验方案 77

5.2 水-岩作用下损伤砂岩纵波波速、回弹值变化规律 77

5.3 损伤砂岩的抗压强度劣化规律 81

5.4 水-岩作用下损伤砂岩和“完整”砂岩劣化规律比较 83

5.5 水-岩作用下损伤砂岩力学特性劣化机制分析 84

5.6 小结 87

第6章 水-岩作用下砂岩断裂力学特性劣化规律研究 88

6.1 砂岩Ⅰ型断裂韧度及其与强度参数的相关性研究 88

6.1.1 试验方案设计 89

6.1.2 砂岩Ⅰ型断裂韧度KIC试验结果及分析 91

6.1.3 砂岩抗压、抗拉强度试验结果及分析 92

6.1.4 砂岩Ⅰ型断裂韧度KIC与强度参数相关性分析 94

6.2 水-岩作用下砂岩断裂力学特性劣化规律试验研究 99

6.2.1 试样制备与选择 99

6.2.2 试验方案设计 99

6.3 水-岩作用下砂岩断裂特性劣化规律 101

6.3.1 砂岩试样断裂韧度变形特征分析 101

6.3.2 水-岩作用下砂岩断裂力学特性劣化规律 102

6.3.3 断裂韧度与抗拉强度相关性讨论 105

6.4 小结 107

第7章 水-岩作用砂岩动力特性劣化规律研究 108

7.1 试验方案设计 108

7.1.1 试样制作 108

7.1.2 试验方案 109

7.2 循环荷载作用下的动力响应分析原理 110

7.2.1 循环荷载作用下动力响应计算原理 110

7.2.2 循环荷载作用下动力响应简化计算公式 112

7.3 水-岩作用下砂岩动力特性劣化规律分析 113

7.4 水-岩作用下砂岩动力特性劣化机制探讨 117

7.5 小结 118

第8章 水-岩作用砂岩微观结构变化规律及机理研究 120

8.1 岩石试样特征和试验方法 120

8.1.1 岩石试样的特征分析 120

8.1.2 试验方法 121

8.2 浸泡溶液离子浓度变化规律分析 121

8.3 水-岩作用下砂岩次生孔隙率变化规律分析 126

8.3.1 基于离子浓度变化的次生孔隙率分析 126

8.3.2 砂岩实测次生孔隙率变化规律 129

8.4 砂岩试样的纵波波速、回弹值变化规律 130

8.5 水-岩循环作用下砂岩试样微观结构变化及劣化机理分析 134

8.6 小结 136

第9章 水-岩作用下砂岩劣化损伤统计本构模型 139

9.1 水-岩作用下砂岩力学参数劣化规律 139

9.2 水-岩作用下砂岩损伤变量的确定 141

9.2.1 损伤变量的确定 141

9.2.2 岩石微元强度的确定 142

9.3 水-岩作用下砂岩统计损伤本构模型 143

9.3.1 水-岩作用下砂岩统计损伤本构方程 143

9.3.2 水-岩作用下砂岩统计损伤本构方程参数的确定 145

9.3.3 水-岩作用下砂岩统计损伤本构模型的验证 147

9.4 小结 149

第10章 研究结论及展望 150

10.1 主要研究结论 150

10.1.1 水库正常运营过程中库岸边坡水-岩作用分析 150

10.1.2 岩石力学试验试样选择和强度预测、修正研究 151

10.1.3 水-岩作用下砂岩力学特性劣化规律研究 152

10.1.4 水-岩作用下损伤砂岩力学特性劣化规律研究 153

10.1.5 水-岩作用下砂岩断裂力学特性劣化规律研究 153

10.1.6 水-岩作用砂岩动力特性劣化规律研究 154

10.1.7 水-岩作用砂岩微观结构变化规律及机理研究 155

10.1.8 水-岩作用下砂岩劣化损伤统计本构模型 156

10.2 研究展望 156

参考文献 158