《岩石破裂过程的渗流特性 理论、模型与应用》PDF下载

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  • 作  者:杨天鸿等著
  • 出 版 社:北京:科学出版社
  • 出版年份:2004
  • ISBN:7030130316
  • 页数:283 页
图书介绍:本书提出了岩石破裂过程中渗流与应力耦合分析方法,极具特色和创新性,并开发出相应的软件。这对于工程岩体失稳预测及其稳定性设计具有重大的理论价值和实际意义。

1.1问题的提出 1

第一章 绪论 1

1.2渗流-应力耦合研究现状 2

1.3渗流-损伤耦合研究现状 5

1.4渗流-应力-损伤耦合数学模型 8

1.5岩石材料渗流-损伤耦合作用的基本特征 13

1.6渗流-应力-损伤耦合作用机制的几个关键问题 14

1.7渗流-损伤耦合模型的应用 17

1.8本书的主要内容 17

参考文献 18

2.1岩石和岩体 26

第二章 岩石(岩体)渗流力学特性和基本方程 26

2.2岩石(岩体)的孔隙和裂隙结构特征 27

2.3岩石(岩体)的渗流特性 31

2.4水对岩石力学性质的影响 38

2.5岩石孔隙水压力原理分析 39

2.6水压力对岩石强度和破裂模式的影响 43

2.7渗流-应力耦合作用的基本方程 47

2.8岩石应力-应变全过程渗流耦合实验方法 51

2.9岩石破裂过程渗透性演化基本规律 54

参考文献 60

2.10小结 60

第三章 岩石破裂过程渗流-应力-损伤耦合模型及数值方法 62

3.1数值模型的基本思路 62

3.2岩石材料非均匀性的描述 63

3.3岩石本构关系的细观统计损伤方程 65

3.4渗流-应力耦合基本方程 67

3.5渗流-损伤耦合方程 69

3.6不同损伤状态下渗透性演化和孔隙水压力作用机制 70

3.7渗流-应力-损伤耦合计算模型的程序设计 73

参考文献 76

3.8小结 76

第四章 数值模拟软件系统及应用 78

4.1开发环境 78

4.2总体功能 78

4.3弹性流体一维稳定渗流的迭代计算和误差分析 80

4.4孔隙水压力作用下岩石拉伸断裂验证 83

4.5数值模型的工程适用性和评价方法 86

4.6露天矿边坡岩体渗透参数实例分析 89

4.7小结 96

参考文献 96

5.1数值模型及其参数 98

第五章 孔隙水压力作用下岩石破裂过程的数值模拟 98

5.2孔隙水压力作用下岩石加载破裂过程 100

5.3岩石应力-应变全过程中渗透系数演化规律 104

5.4数值模拟结果和试验结果对比分析 105

5.5孔隙水压力对岩石破裂过程的影响 109

5.6试件非均匀性对岩石破裂及渗透性的影响 113

5.7裂纹扩展过程渗透性演化 115

5.8不同孔隙、裂隙结构岩芯渗系数分布规律初探 119

5.9小结 128

参考文献 128

6.1水压致裂的力学分析 130

第六章 水压致裂过程的数值模拟 130

6.2研究现状 132

6.3本文模型和其他模型的比较 134

6.4含单孔围压作用下岩石水压致裂过程 135

6.5含三孔非对称水压梯度作用下水压致裂机制 143

6.6环形试件水压致裂过程的数值模拟 149

6.7非均匀性对水压致裂失稳行为的影响 154

6.8水压致裂引起裂纹扩展方向 157

6.9内压膨胀作用下环形试件破坏过程模拟实验对比 159

6.10水压驱动对裂纹扩展的影响 163

参考文献 166

6.11小结 166

第七章 瓦斯突出和渗流过程的数值实验 169

7.1瓦斯突出的渗流力学分析 169

7.2瓦斯突出过程的数值实验 170

7.3抽放作用下瓦斯渗流动态过程 173

7.4抽放对瓦斯突出渗流力学机制的影响 176

7.5开采引起被保护煤层渗透性演化及抽放效果分析 179

7.6小结 196

参考文献 196

8.1承压水作用底板突水过程模拟 199

第八章 工程实例应用 199

8.2地铁隧洞开挖引起广州海珠广场地表塌陷过程模拟 221

8.3基坑开挖引起围岩变形破坏过程模拟 226

8.4开采引起围岩渗透性演化规律数值模拟 230

参考文献 241

第九章 结论和展望 244

9.1基本结论 244

9.2展望 246

附录 岩石破裂过程渗流-应力-损伤耦合分析系统(RFPA2D-Flow) 248

使用手册(中文版) 248