水工大坝与地基模型试验及工程应用PDF电子书下载

第1章 模型相似理论 1

1.1物理现象相似 1

1.2相似现象的几个基本概念 1

1.3相似理论 2

1.3.1相似第一定理——相似现象的性质 2

1.3.2相似第二定理（π定理）——相似判据的确定 3

1.3.3相似第三定理——相似现象的必要和充分条件 4

1.3.4相似条件 5

1.4相似关系的分析方法 7

1.4.1牛顿的普遍相似定律 7

1.4.2齐次原理与白汉金π理论 9

1.4.3方程分析法 14

1.5弹、塑性阶段的相似关系 15

1.5.1弹性阶段的相似关系 15

1.5.2塑性阶段的相似关系 19

第2章 大坝结构模型试验方法与技术 22

2.1概述 22

2.2结构模型试验的目的及意义 24

2.3结构模型试验的分类 24

2.3.1按受力阶段分类 24

2.3.2按结构类型分类 25

2.3.3按材料本构关系分类 25

2.4结构模型试验的相似性要求 26

2.4.1结构线弹性应力模型的相似性要求 26

2.4.2结构模型破坏试验的相似性要求 27

2.5结构模型试验的模型材料 28

2.5.1模型材料的分类 28

2.5.2结构模型试验材料选择 28

2.5.3石膏材料 29

2.6结构模型的设计与制作 30

2.6.1模型设计的主要内容 31

2.6.2确定合适的模拟范围 31

2.6.3模型比尺CL的正确选择 32

2.6.4模型的制作 32

2.7结构模型荷载模拟及加载系统 35

2.7.1模型荷载的模拟 35

2.7.2模型加载系统 36

2.8结构模型试验量测技术 38

2.8.1电测法的基本原理 39

2.8.2应变的量测——电阻应变片 41

2.8.3位移的量测 47

2.8.4光纤传感监测大坝裂缝 48

2.9结构模型试验成果分析 50

2.9.1试验数据的整理分析 50

2.9.2误差分析 51

2.9.3线弹性应力模型应力和位移计算 53

2.9.4结构模型破坏试验成果分析 56

第3章 大坝地质力学模型试验方法与技术 58

3.1概述 58

3.1.1地质力学模型试验的目的与意义 58

3.1.2地质力学模型试验的特点和研究内容 59

3.1.3地质力学模型试验的类型 59

3.1.4地质力学模型试验的发展简况及趋向 61

3.2地质力学模型试验原理及试验方法 62

3.2.1地质力学模型试验的相似原理 62

3.2.2模型破坏试验方法的原理及其理论依据 64

3.3地基岩石力学指标测试概述 68

3.3.1试样 69

3.3.2岩石块体密度测试 70

3.3.3单轴压缩试验 72

3.3.4岩石抗拉强度测试 75

3.3.5岩石三轴压缩试验 76

3.4地质力学模型材料 78

3.4.1概述 78

3.4.2地质力学模型材料的发展简况及现状 79

3.4.3浇模成型材料与压模成型材料 82

3.4.4变温相似材料 83

3.5地质力学模型的设计与制作 84

3.5.1模型的设计内容与优化 84

3.5.2模型比尺CL的选择 85

3.5.3地质力学模型制作 86

3.6模型加载设计 89

3.6.1自重的模拟 89

3.6.2荷载组合的设计与加载系统 89

3.7模型量测系统 91

3.7.1内部相对位移的量测 91

3.7.2强度储备法试验中温度的量测 92

3.8试验成果分析 92

3.8.1试验成果误差分析 92

3.8.2试验成果的分析 93

3.8.3试验成果报告的编写 94

第4章 沙牌拱坝结构模型与地质力学模型试验 96

4.1工程概况 96

4.2坝址区地形地质条件 96

4.3试验研究内容 97

4.4坝体结构特性的整体结构模型试验研究 98

4.4.1模型简介 98

4.4.2结构模型试验成果及分析 99

4.5坝肩稳定的地质力学模型试验 101

4.5.1模型设计与制作 102

4.5.2模型加载与量测系统 103

4.5.3试验成果分析 103

4.6拱坝开裂与破坏机制研究 104

4.6.1拱坝开裂的光纤传感检测试验 104

4.6.2拱坝诱导缝的开裂相似模拟 105

4.6.3试验结果分析 106

4.7加固处理方案建议 108

第5章 锦屏一级拱坝地质力学模型试验研究 110

5.1工程概况 110

5.2坝址区工程地质条件 111

5.3坝肩坝基整体地质力学模型试验研究 112

5.3.1模型设计与制作工艺 112

5.3.2模型加载与量测系统 114

5.3.3试验成果分析 115

第6章 小湾拱坝地质力学模型试验研究 119

6.1工程概况 119

6.2坝址区工程地质条件 120

6.3拱坝整体地质力学模型试验研究 121

6.3.1模型设计与制作工艺 121

6.3.2模型加载与量测系统 124

6.3.3坝体与坝肩变形分析 125

6.3.4模型破坏过程、破坏形态及安全度评价 127

6.4拱坝平面地质力学模型试验研究 129

6.4.1试验内容及要求 129

6.4.2模型设计与制作工艺 129

6.4.3模型加载与量测系统 132

6.4.4两种方案试验成果对比分析 134

第7章 重力坝三维地质力学模型试验研究 138

7.1试验研究的目的和意义 138

7.2工程概况与坝基地质构造 139

7.3三维地质力学模型试验研究 140

7.3.1模型相似系数及原模型力学参数 140

7.3.2天然地基方案模型试验 141

7.3.3加固地基方案模型试验 141

7.4试验成果分析 142

7.4.1试验成果 142

7.4.2模型破坏形态与破坏机理 143

7.4.3稳定安全度评价 145

7.5结论与建议 145

第8章 国外典型工程地质力学模型试验研究 147

8.1瓦依昂拱坝 147

8.1.1工程概况 147

8.1.2瓦依昂坝址地质特征 147

8.1.3瓦依昂坝基岩石力学试验 148

8.1.4地力学模型试验 148

8.2伊泰普空腹重力坝 150

8.2.1工程概况 150

8.2.2工程地质条件 150

8.2.3坝基岩体力学特性研究 152

8.2.4地质力学模型试验 153

8.3川俣拱坝 154

8.3.1工程概况 154

8.3.2工程地质条件 155

8.3.3坝基岩体力学性质研究 156

8.3.4坝肩岩体稳定分析及采用的安全系数 157

8.3.5基础处理 158

参考文献 160