坐标投影图解法及其在岩石块体稳定分析中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 岩石工程的一种重要破坏方式——块体破坏 1

1.2 单一结构面几何形态描述和稳定性分析问题 6

1.3 块体破坏的主要研究方法和坐标投影图解法的提出 7

1.3.1 块体的几何条件和块体破坏的主要研究方法 7

1.3.2 在块体研究方法方面存在的某些问题 10

1.3.3 坐标投影图解法的提出 12

1.4 坐标投影图解法的研究目的及主要研究内容 17

1.5 坐标投影图解法的特点和主要内容 18

1.5.1 坐标投影图解法的特点 18

1.5.2 坐标投影图解法的主要内容 19

第2章 坐标投影图解法形成的基本思路 22

2.1 坐标投影图解法形成的基本思路 22

2.1.1 将正投影与赤平极射投影相结合以形成坐标极射投影作图 22

2.1.2 在统一直角坐标系下进行的坐标投影图解 23

2.1.3 建立一个可对现场结构面和临空面进行综合集成的平台 23

2.2 正投影原理及其三投影面体系 23

2.2.1 坐标投影中所采用的三投影面体系 24

2.2.2 点、线、面在三投影面体系中投影的图解方法 25

2.2.3 从块体研究角度对正投影图解法优缺点的评价 31

2.3 赤平极射投影原理及基本图解方法 32

2.3.1 赤平极射投影的概念及吴氏投影网 32

2.3.2 赤平极射投影的基本作图方法及其理论根据 34

2.3.3 关于块体几何条件确定和稳定性分析的赤平极射投影作图法 40

2.3.4 赤平极射投影作图法在块体研究方面的优势和不足 46

2.3.5 坐标投影图解法形成的思路 47

第3章 结构面、新破坏面和临空面信息的综合集成及水平切面的图解方法 49

3.1 结构面信息 49

3.1.1 与岩石工程块体有关的结构面类型分析 49

3.1.2 结构面的分级 54

3.1.3 结构面的自然特性 56

3.2 新破坏面问题 61

3.3 结构面信息的综合集成和水平切面图的提出 62

3.3.1 结构面信息综合集成的必要性和水平切面图研究平台 62

3.3.2 水平切面图的定义及特点 62

3.3.3 基本数据的量测问题 63

3.3.4 水平切面图的一般图解方法 64

3.3.5 其他相关问题的讨论 64

3.3.6 水平切面图的图解例子 65

第4章 平面块体和单一结构面几何条件的图解方法 71

4.1 块体分类和单一结构面分类 71

4.1.1 块体分类 71

4.1.2 单一结构面分类 71

4.2 块体和单一结构面的假想剥离 73

4.2.1 块体的假想剥离和可见性判断 73

4.2.2 单一结构面的假想剥离 73

4.3 岩石工程平面块体几何条件的图解方法 73

4.3.1 问题的提出 73

4.3.2 辅助体的概念及作图方法 74

4.3.3 块体顶点的投影作图方法 74

4.4 平面块体顶点图解与块体的确定 82

4.4.1 地下工程平面块体的确定 83

4.4.2 边坡工程平面块体的确定 83

4.5 单一平直结构面几何条件的坐标投影图解法 84

4.5.1 考虑厚度的平直结构面几何条件的图解方法 84

4.5.2 不考虑厚度的平直结构面几何条件的图解方法 86

第5章 非平面块体出露曲线的图解方法 87

5.1 简单非平面块体和复杂非平面块体 87

5.2 非平面块体出露曲线的坐标投影图解法的原理 88

5.2.1 曲线追踪作图法 88

5.2.2 曲线定比分作图法 95

5.2.3 相贯曲线作图法 104

5.3 非平面块体出露曲线图解的作用 108

5.4 关于单一非平直结构面几何条件图解方法的讨论 109

第6章 多块体几何条件的图解及块体边界面积和体积的确定 110

6.1 多块体几何条件的图解方法 110

6.1.1 多块体问题的提出 110

6.1.2 多块体几何条件图解方法的举例说明 110

6.2 块体界面面积的确定 114

6.3 块体体积的求解 121

6.3.1 平面块体体积的求解原理及方法 121

6.3.2 非平面块体体积的求解原理及方法 126

6.3.3 块体体积确定的例子 128

6.4 锚杆和锚索的图解问题 136

第7章 用于块体力系分析的坐标投影图解法 138

7.1 空间共点力系的赤平极射投影图解法 138

7.2 用于空间力系坐标投影图解的三投影面体系 140

7.3 有关力的图解 141

7.3.1 已知力的投影求力的图解方法 141

7.3.2 已知确定的力求作投影矢量 143

7.4 有关力矩的图解 144

7.4.1 力对点的矩 144

7.4.2 力对一轴之矩 146

7.5 共点力系合成图解 147

7.5.1 双多边形投影作图法 148

7.5.2 共点力系的平衡条件及几何特征 148

7.5.3 华利农定理及其应用 149

7.6 平行力系图解 149

7.6.1 二同向平行力系合成图解法的原理 149

7.6.2 同向平行力系合成图解法的原理 149

7.6.3 二反向平行力系合成图解法的原理 149

7.6.4 一般平行力系的合成 150

7.6.5 块体重心作图的原理 150

7.6.6 有关二同向力系和二反向力平行力系合成的举例 151

7.7 力偶与力偶矩图解 152

7.7.1 力偶矩的图解 152

7.7.2 力偶和力偶矩的主要性质 153

7.7.3 力偶的加法 153

7.8 任意空间力系图解 154

7.8.1 力在空间的平移 154

7.8.2 任意空间力系的合成图解 154

7.8.3 任意力系合成的例子 154

7.9 两个例子 155

7.9.1 有关地下工程拱顶块体力系的坐标投影分析 155

7.9.2 有关在地震条件下边坡块体稳定性的坐标投影分析 160

第8章 块体稳定性分析的坐标投影图解法 165

8.1 基于解析法、赤平极射投影法和数值法的块体稳定性分析 165

8.1.1 块体稳定性分析的解析法 165

8.1.2 块体稳定性分析的赤平极射投影作图法 174

8.1.3 块体稳定性分析的数值法 178

8.2 坐标投影图解法中块体稳定性分析的原理及一般方法 178

8.2.1 坐标投影块体稳定性分析的主要步骤 178

8.2.2 关于坐标投影边坡块体稳定性分析方法的讨论 179

8.2.3 关于坐标投影地下工程块体稳定性分析方法的讨论 179

8.3 坐标投影图解法的块体稳定性分析算例 186

第9章 坐标投影图解法计算机化及实现方法 191

9.1 面向对象程序设计方法及Visual C＋＋语言简介 191

9.1.1 面向对象程序设计方法 191

9.1.2 C＋＋语言的特点 192

9.1.3 Visual C＋＋的特点 192

9.2 坐标投影图解法的计算机化 193

9.2.1 结构面的确定方法 194

9.2.2 块体结构面界面面积的确定 195

9.2.3 块体体积的确定 196

9.3 CPH程序框图 196

9.3.1 CPH-Ⅰ程序 196

9.3.2 CPH-Ⅱ程序 197

9.3.3 CPH-Ⅲ程序 200

第10章 坐标投影图解法的实际工程应用 202

10.1 实例一：在某矿山探洞中的应用 202

10.1.1 工程概况 202

10.1.2 地质素描图的改造和坐标投影水平切面图的形成 203

10.1.3 结构面倾向和倾角的确定 207

10.1.4 结构面产状的罗盘量测结果与坐标投影图解结果的对比分析 209

10.2 实例二：在某大型地下工程中的应用 211

10.3 实例三：在某公路边坡工程中的应用 211

10.3.1 工程概况 211

10.3.2 结构面的确定和编号 212

10.3.3 结构面J1～J9方程的建立 213

10.3.4 水平切面图的建立与块体顶点坐标的计算 214

10.3.5 块体界面面积及体积的计算 215

10.3.6 各块体稳定性分析的结果 216

10.4 实例四：在某水电工程中的应用 216

10.4.1 工程概况 216

10.4.2 主变室下游边墙内部结构面延展确定问题的提出 218

10.4.3 所借用的预应力锚索钻孔的位置 218

10.4.4 CCD钻孔探测结果 220

10.4.5 应用CPH-Ⅰ软件确定结构面的空间位置 221

10.5 实例五：在某水利工程中的应用 222

10.5.1 水平切面图的形成 222

10.5.2 南湾新泄洪洞块体的确定 223

10.5.3 块体的稳定性分析及其处理建议 230

10.6 实例六：在某古地下工程中的应用 232

10.6.1 清风洞概况 232

10.6.2 研究思路 232

10.6.3 图解方法 234

参考文献 236

结束语 242